WO2004100589A2 - Verfahren zur datenübertragung - Google Patents

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WO2004100589A2
WO2004100589A2 PCT/EP2004/050576 EP2004050576W WO2004100589A2 WO 2004100589 A2 WO2004100589 A2 WO 2004100589A2 EP 2004050576 W EP2004050576 W EP 2004050576W WO 2004100589 A2 WO2004100589 A2 WO 2004100589A2
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WO
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transmission
channel quality
cqi
quality information
receiver
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Martin DÖTTLING
Bernhard Raaf
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/22—Processing or transfer of terminal data, e.g. status or physical capabilities
    • H04W8/24—Transfer of terminal data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/1607—Details of the supervisory signal
    • H04L1/1671—Details of the supervisory signal the supervisory signal being transmitted together with control information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports

Definitions

  • the invention relates to a method for data transmission via a data transmission channel in a communication network, which is made available between a transmitter and a receiver via a radio link.
  • the performance of a data transmission from a transmitter to a receiver depends to a large extent on the fact that current information regarding the transmission quality of the data transmission channel used is available at the transmitter at the right time. Only then can the sender adapt transmission parameters for the data to be transmitted to the current situation in order to achieve satisfactory transmission results.
  • the transmission parameters are, for example, transmission power or modulation or coding scheme.
  • the current information regarding the transmission quality is obtained from so-called "channel measurements" or "channel estimates”.
  • HSDPA Highspeed Downlink Packet Access
  • the receiver is a terminal, the transmitter a base station.
  • This HSDPA standard sees slow signaling of control information by higher layers of the OSI Layer model before (0SI: Open System Interconnection), which control the channel measurements for HSDPA.
  • the control information for these channel measurements is primarily the time rate of the measurements, the time offset (shift) with respect to a reference and the number of repetitions when a measurement value is transmitted.
  • a packet data transmission can consist of several individual packet calls, each of which can consist of several individual data packets.
  • Soft handover means a state in which a terminal is connected to several base stations. The power is regulated in such a way that the mobile station or the terminal can correctly receive the transmitted data with the aid of the received signals from all base stations. In general, however, this does not mean that the terminal correctly receives the signal of the specific base station that sends the HSDPA data. Because the HSDPA only send data packets from this one base station sent to the mobile station, the power control optimized for a set of base stations does not provide satisfactory additional information. Therefore, the following suggestions have been made to solve the problem of current channel information data:
  • a so-called activity-based channel quality information (CQI) feedback The rate of the cyclical measurements is then increased as soon as it is determined at the terminal or terminal that data is being sent.
  • CQI channel quality information
  • This feedback can be, for example, a so-called "ACK” (acknowledgment) or "NAK" ("no acknowledgment"). Since there is a delay between the determination of data activity at the terminal, the implementation and transmission of the measurement and the reception and evaluation of the measurement in the transmitter, i.e.
  • Another possibility is to send an additional channel information message after receiving a NAK.
  • Another method is that the terminal sends an additional channel information message if and when the terminal determines, for example during decoding, that the coding or modulation scheme currently being used is too good or too bad. For data connections that are already active, this method ensures that channel information messages are sent exactly when and when they are required.
  • a disadvantage of this is that the receiver of these channel information messages, that is to say the base station in the case of HSDPA, does not know the times at which the channel information messages were sent. This makes the detection and decoding of these messages difficult.
  • the invention is based on the idea that the channel quality information that is as up to date as possible is available at the transmitter without channel quality information having been transmitted unnecessarily.
  • a wireless data transmission channel in a method for wireless data transmission between a transmitter and a receiver in a communication system. So that the transmitter can send the data adapted to the current channel quality of the data transmission channel, the receiver repeatedly transmits channel quality information to the transmitter. The receiver or the sender determines an activity state of the data transmission, for example whether data is currently being transmitted or whose transmission is being signaled or whether no data is being transmitted and no arrival of data is being signaled. Furthermore, the time interval to a previous transmission is determined.
  • this time interval exceeds a certain first time interval and at the same time there is a certain activity state, in particular the beginning or the presence of a data transmission, the receiver transmits a channel information message to the receiver.
  • Exceeding the first time interval to another transmission ensures that unnecessarily many channel information messages are not transmitted.
  • such a method also has the advantage that the time at which further channel quality information is transmitted and thus arrives at the transmitter is at least approximately known to the transmitter, since this time correlates with an action by the transmitter, namely, for example, the start of data transmission.
  • the first time interval represents a maximum interval, beyond which further channel quality information is transmitted.
  • the further channel quality information is only transmitted when the defined activity status has already occurred n times. This has the advantage that the number of transmitted channel quality information is adapted to whether data transmissions can take place or not.
  • Another alternative is to time the transmission to ensure that there are no collisions between individual transmissions of channel quality information.
  • the data transmission can take place in particular in packets or discontinuously in the case of a circuit-switched connection. With such data transmissions, the quality can easily be adjusted gradually.
  • the communication network can be a mobile radio network, in particular according to the UMTS standard.
  • the transmitter can be a fixed base station and the receiver can be a mobile terminal.
  • such a data transmission method can be used with HSDPA.
  • the terminal can also represent the transmitter and the base station the receiver.
  • This data transmission method can then be used in particular for high-speed transmission in the upward direction from the terminal to the base station, for example HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) or EUDCH (Enhanced Uplink Dedicated CHannel).
  • HSUPA High Speed Uplink Packet Access
  • EUDCH Enhanced Uplink Dedicated CHannel
  • the first time interval can be determined depending on the activity status.
  • different activity states are provided for the start of a data transmission and an ongoing data transmission and no "active" data transmission. Active means here that not only control data but also user data is transmitted.
  • a certain first time interval is selected. This first time interval can then be reduced at the start of a data transmission, so that current channel quality information is initially available at the transmitter. If the data transmission is then in progress, this first time interval can be increased in order to be increased again to the even larger value mentioned at the beginning after the data transmission.
  • repeated, in particular cyclical, transmission of channel quality information can be provided at certain points in time, to which further measurements defined by the above conditions are added.
  • the point in time for these repeated, in particular cyclical, measurements can be predetermined by the communication network, as a result of which unnecessary interference between receivers, in particular terminals, can be avoided.
  • the time interval to the previous transmission exceeds the first time interval, the time interval to a subsequent transmission whose time is already known, that is to say transmissions at predetermined times, is determined. Only if this time interval also exceeds a specified second time interval is a further transmission of channel quality information carried out.
  • This second time interval can also be determined depending on the activity status of the data transmission.
  • a wireless data transmission channel can be formed by a radio connection or an optical transmission.
  • the invention further relates to a terminal and a base station and a communication network with which or by which this method is carried out.
  • the invention is explained below using examples, some of which are also shown in the figures:
  • Figure 1 shows the schematic relationship between transmitter, receiver and network
  • FIG. 2 shows the timing of transmissions of the channel quality information and data transmission
  • FIG. 3 shows the timing of signaling at HSDPA.
  • FIG. 4 shows the timing of the transmission of channel quality information when only every nth channel quality information is transmitted.
  • a communication system or communication network is a structure for exchanging data.
  • This can be, for example, a cellular mobile radio network, such as the GSM network (Global System of Mobile Communications) or the UMTS network (Universal Mobile Telecommunications System).
  • GSM Global System of Mobile Communications
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • a communication network comprises at least two connection nodes, so that so-called "point to point" connections also fall under this term.
  • Terminals and base stations are generally provided in a communication system and connect to one another via a radio interface.
  • the communi- cation system or radio transmission network at least base stations, here also called NodeB, and radio network control units or radio network controller (RNC) for connecting the individual base stations.
  • the terrestrial radio access network or "Universal Terrestrial Radio Access Network" UTRAN is the radio-technical part of a UMTS network in which, for example, the radio interface is also made available.
  • a radio interface is always standardized and defines the entirety of the physical and protocol specifications for data exchange, for example the modulation process, the bandwidth, the frequency swing, access procedures, security procedures or switching techniques.
  • the UTRAN thus comprises at least base stations and at least one RNC.
  • a base station is a central unit in a communication network which, in the case of a cellular mobile radio network, serves terminals or communication terminals within a cell of the mobile radio network via one or more radio channels.
  • the base station provides the air interface between the base station and the terminal. It handles the handling of radio operations with the mobile participants and monitors the physical radio connection. It also transmits the user and status messages to the terminals.
  • the base station has no switching function, but only a supply function.
  • a base station comprises at least one transmitting / receiving unit.
  • a terminal can be any communication terminal via which a user communicates in a communication system.
  • mobile radio terminals such as mobile telephones or portable computers with a radio module.
  • a terminal is often also referred to as a "mobile station” (MS) or in UMTS "user equipment” (UE).
  • MS mobile station
  • UE user equipment
  • DL downlink
  • uplink uplink
  • a channel is a sub-area of one
  • a wireless communication path is referred to as a radio channel.
  • a mobile radio system for example UMTS
  • dedicated channels a physical resource is reserved only for the transmission of information for a specific terminal.
  • the common channels can transmit information that is intended for all terminals, for example the primary common physical control channel or "Primary Common Control Physical Channel” (P-CCPCH) in the downlink, or all terminals share a physical resource.
  • P-CCPCH Primary Common Control Physical Channel
  • circuit-switched or circuit switched services in which a connection is permanently allocated over their duration, packet-oriented or “packet switched” services are also provided hen. Circuit-switched services can also be carried out discontinuously.
  • the transmitter S sends data to the receiver R via a first channel connection CH1.
  • the receiver R can send data to the transmitter S via a second channel connection CH2.
  • the transmitter S can be a base station, for example, the receiver R a terminal.
  • the communication network system can be a system according to UMTS, GSM or other standards, for example.
  • the first channel connection CH1 can comprise several channels, for example a data transmission channel for the transmission of useful data or “load bits” and a control channel for the transmission of control information.
  • the second channel connection CH2 can comprise only one control channel or, like the first channel connection CH1, can also consist of a control channel and a data transmission channel.
  • the receiver determines a channel quality information or "channel quality information" CQI from data of the first channel connection.
  • the receiver R can also determine this channel quality information from data from general control channels. In the case of HSDPA, this would be, for example, the general pilot channel CPICH (Common Pilot Channel).
  • This channel quality information or “channel quality information” CQI is transmitted from the receiver R to the transmitter S, for example via the control channel of the second channel connection CH2.
  • channel quality information CQI is available as soon as possible at the transmitter S.
  • channel quality information CQI should not be sent unnecessarily, since, as already mentioned, this leads to interference. Therefore, a timing of the transmission of this channel quality information CQI is proposed within the scope of the invention.
  • FIG. 2 shows an example of this time coordination under the boundary condition that there are regular, predetermined transmissions of the channel quality information CQI.
  • a time axis labeled T is now shown in FIG. 2; the regular transmissions CQI-TX take place at specific times.
  • a first data transmission DTX1 should now take place. For this purpose, it is determined whether the time interval t_delta between the first data transmission DTX1 and a regular transmission CQI-TX is greater than a defined first time interval. If this is the case, the transmitter additionally transmits the channel quality information CQI to the receiver.
  • a data transmission can also extend over a number of regular channel quality information transmissions CQI-TX. During the duration of the transmission, it is ensured that no further transmission of channel quality information takes place, which takes place too close to regular transmissions.
  • the time since the last transmission of a data packet or the length of the pause can be used in the case of a packet data transmission or a discontinuous line-switched transmission. If this time period is greater than a predetermined value, which is called the activity time in the following, this denotes the "start of a data transmission”. A transition criterion between the two states can thus also be specified.
  • This inactivity time is preferably chosen to be greater than a round trip delay.
  • a round trip delay is the time it takes to decode a message sent by a sender in the receiver, to notify the sender of the result of this decoding, which the sender then decodes again and then, depending on this result, the message times to send.
  • the choice of the time period larger than a round trip delay has the following background: Requires the last packet of a pa ket Schemeübertragung or a "packet calls" due to insufficient reception quality several transmissions, then they always take place at a time interval that is at least one round trip delay, because the sender of the data packet could not know beforehand that the packet could not be received. If the time period is now chosen to be longer than a round trip delay, then this case of the data transmission packet sent several times is not erroneously referred to as the start of a new data transmission.
  • This specification can be used in particular for HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) processes, for example for HSDPA.
  • the round trip delay is typically six transmission time intervals or "transmission time intervals" TTI.
  • TTI transmission time intervals
  • a TTI specifies a time interval within which a base station sends to a terminal.
  • the round trip delay also depends on the reaction speed of the base station, which, in contrast to the reaction speed of the mobile station, is not standardized, but can be selected by any manufacturer depending on the capabilities of the implementation used. It may therefore be necessary to select the time period depending on the base station currently being used and to notify the mobile station.
  • Terminals are also provided which cannot receive data via HSDPA in every transmission time interval TTI. In this case, the inactivity time is preferably adapted to the round trip delay changed thereby.
  • HSDPA explained in more detail.
  • the invention is also, for example, with a corresponding high-speed super in the upward direction, for example a procedure according to HSUPA or EUDCH.
  • the second arrow from the feedback AN, n in the HS-DPCCH to the HS-SCCH indicates from what point in time this confirmation is available again at the transmitter, i.e. at the base station, and thus a corresponding reaction can take place on the HS-SCCH.
  • CQI feedback predetermined by the communication network, in particular cyclically recurring.
  • the predetermination can in particular be carried out by a central unit such as a base station or RNC.
  • Predetermination by the base station has the advantage that radio traffic can be easily regulated, particularly with regard to interference within a radio cell; in the case of regulation with the RNC, regulation with regard to several radio cells can also take place.
  • Time intervals are now defined for events 2 and 3, which determine the time interval between CQI feedbacks from these events and at least the cyclical CQI feedbacks.
  • predetermined CQI feedbacks are given priority.
  • This priority can be regulated, for example, by aborting, postponing or temporarily prohibiting CQI feedback according to 2nd and 3rd.
  • the priority can be regulated depending on parameters that affect data traffic.
  • CQI feedbacks can be sent immediately at the start of a data transmission after the terminal determines this state, whereas otherwise (for example according to method 2 of the prior art) CQI feedbacks are only sent if a NACK is sent has been.
  • the first CQI feedback can then be sent earlier than in method 2, ie not only at time m as shown in FIG. 3, but earlier, for example at time m-1 or m-2, in extreme cases even time m -3 possible.
  • the advantage is that the transmitter already has one or two, in extreme cases even 3, packets earlier (than e.g. in method 2) with current channel status information and can noticeably improve the data throughput, especially for shorter data transmissions.
  • a maximum number of CQT feedbacks can optionally be defined at the start of a data transmission. This embodiment variant is advantageous if the first CQI feedback sent at the start of a data transmission is lost, ie cannot be received correctly. Then the information is still available at the transmitter through another CQI sent. Alternatively, the time interval to previous CQI feedbacks at the beginning of a data transmission can be chosen to be smaller than during an active data transmission.
  • the start of a data transmission may not be defined as the first TTI in which a data packet was transmitted after no data packets were transmitted for a predetermined time (inactivity time).
  • this state must continue to apply for a certain predetermined time (hereinafter referred to as the hold time) until the system then switches to the active data transmission state (or, if necessary, to the no data transmission state if no further ones) More data packets were sent and the hold time was chosen to be longer than the inactivity time).
  • the hold time a certain predetermined time
  • the sending of an unnecessarily large number of feedback can additionally be prevented.
  • it can also be used to ensure that in the case of multiple transmissions of a CQI feedback, such retransmissions do not overlap with the subsequent transmissions of the next determined channel quality information. If the transmission conditions are such that the transmission of a CQI feedback in the uplink is not well secured, the suggestion is to send the CQI feedback repeatedly, that is, exactly the same CQI feedback several times in succession. The sender can then take all received copies into account during decoding and is therefore more likely to be able to correctly decode the CQT feedback than if only one copy were available.
  • the transmitter also knows the transmission times of the predetermined, in particular cyclical, CQI feedback during active data transmission. Again, checking for minimum distances from the preceding and following predetermined, in particular cyclic, CQI helps to avoid sending an unnecessarily large number of feedbacks and to avoid overlapping transmissions of different CQI feedbacks.
  • minimum distances are also provided between non-cyclical CQI feedbacks.
  • these minimum distances must be at least as large as the number of repetitions of a single, non-cyclical CQI feedback.
  • larger minimum distances can also be selected. For example, a minimum distance can be selected such that a maximum or at most every third TTI, a CQI feedback is sent, although every CQI feedback is sent without additional repetitions. This prevents CQI feedback from being sent more often than the channel can change significantly. In this case it would be superfluous to send a CQI feedback for every TTI.
  • This exemplary embodiment can be combined with all of the methods for sending out CQI feedback, which were initially listed under 1. to 4. under the description of the prior art. This combination would also be independent of the activity status of the data transmission.
  • n represents a natural number, e.g. every third. If packets are sent to the terminal in each TTI, then this procedure is equivalent to the previous exemplary embodiment when using activity-based CQI feedback (described under method 1), but otherwise fewer CQI feedbacks are generated by this exemplary embodiment. This situation is shown in Fig. 4. The boundaries of a subframe or subframe or “subframe” SF are marked on a time axis t by markings.
  • the fixed first time interval corresponds to a time period T, which in FIG. 4 corresponds to the length of 3 subframes.
  • first activity state for example a current transmission.
  • the times at which this first activity state AI is present are indicated by arrows in FIG. 4.
  • additional channel quality information is only transmitted in the context of a message CQI '-TX if the activity state has occurred three times. Instead of the number 3, any other natural number can be chosen.
  • the transmission of the channel quality information can be adapted even more flexibly to the current transmission situation and, in particular, further transmission capacities that are not absolutely necessary can be saved.
  • Another exemplary embodiment provides for the first CQI feedback to be sent at the start of a data transmission, but then only for every nth additional CQI feedback. This ensures that an updated value is quickly available at the start of a data transmission, but only a few CQI feedback is sent during the data transmission and therefore less interference is generated than in the methods according to the prior art.
  • This exemplary embodiment can be implemented, for example, by measuring the time T since the last transmission of the last CQI feedback, and in addition the number of occurrences of the activity state under consideration.
  • a CQI feedback is not sent if both the time period T and the number of occurrences of the activity state under consideration exceeds a predetermined threshold, but already if only one of these parameters exceeds the threshold.
  • the time threshold will not be exceeded, but rather the number of times the activity state under consideration occurs.
  • the start of a data transfer will generally be characterized by the fact that no data has been transferred for a certain time beforehand and that the activity status under consideration did not occur.
  • this is only one possible implementation of this exemplary embodiment.
  • Grouting e.g. according to method 2 when a NAK is sent, which enables a significantly higher correlation between the change in reception quality and the time of the CQI feedback than the predetermined cyclical CQI feedback.
  • this combination results in a very flexible instrument for controlling the CQI feedback.
  • information about the channel status of a subscriber can optionally be obtained by cyclical CQI feedback.
  • an updated value is transmitted as quickly as possible, if there is not one in the immediate vicinity.
  • the explicit request for CQI feedback is dispensed with because of the associated disadvantages, in particular the resource allocation in the downward direction.
  • a distinction is made between different activity states of the data transmission channel, the states “no active data connection”, “start of an active data connection” and “existence of an active data connection” being used in particular.
  • CQI-TX channel quality information
  • t_delta time interval

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung über einen Datenübertragungskanal (CH2) in einem Kommunikationsnetz (CN), der zwischen einem Sender (S) und einem Empfänger (R) zur drahtlosen Übertragung zur Verfügung gestellt wird und bei dem die Datenübertragung unter Berücksichtigung der Kanalqualität erfolgt, und zwar so, dass eine möglichst aktuelle Kanalqualitätsinformation beim Sender vorliegt, ohne dass Kanalqualitätsinformationen unnötig übermittelt würden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Datenübertragung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung über einen Datenubertragungskanal in einem Kommunikationsnetz, der zwischen einem Sender und einem Empfanger über eine Funkstrecke zur Verfugung gestellt wird.
Die Leistungsfähigkeit einer Datenübertragung von einem Sender zu einem Empfanger hangt maßgeblich davon ab, dass zum richtigen Zeitpunkt aktuelle Informationen bezuglich der Ubertragungsqualitat des verwendeten Datenubertragungskanals am Sender vorhanden sind. Nur dann kann der Sender Sendepara- meter für die zu sendenden Daten an die aktuelle Situation anpassen, um zufriedenstellende Ubertragungsergebnisse zu erzielen. Als Sendeparametern wird beispielsweise Sendeleistung oder Modulation oder Kodierungsschema angesehen. Die aktuelle Information bezuglich der Ubertragungsqualitat wird aus sogenannten "Kanalmessungen" oder "Kanalschatzungen" gewonnen.
Die Problematik wird im Folgenden an einem Beispiel aus dem UMTS Standard geschildert (UMTS: Universal Mobile Telecommu- nication System) . Für Begriffsklarungen sei auf die Figurenbeschreibung verwiesen.
Für UMTS wurde eine paketweise Hochgeschwindigkeitsdatenuber- tragung für einen gemeinsam benutzten Kanal vorgeschlagen, das sogenannte HSDPA (Highspeed Downlink Packet Access) . Der Empfanger ist hierbei ein Terminal, der Sender eine Basisstation. Dieser HSDPA-Standard sieht eine langsame Signalisierung von Steuerinformationen durch höhere Schichten des OSI- Schichtenmodell vor (0SI : Open System Interconnection) , welche die Kanalmessungen für HSDPA steuern. Als Steuerinformationen für diese Kanalmessungen werden hauptsachlich die zeitliche Rate der Messungen, der zeitliche Offset (Verschie- bung) bezuglich einer Referenz und die Anzahl der Wiederholungen bei der Übertragung eines Messwertes herangezogen. Dies bedeutet, dass nach dem Aufbau einer Funkverbindung bzw. "Radiolink" mit fester Rate Messungen durchgeführt werden, unabhängig davon, ob und wann tatsachlich Daten auf dem für HSDPA eingerichteten gemeinsamen Abwartsverbindungsdatenkanal HSDSCH (Highspeed Downlink Shared Channel) geschickt werden. Daher werden einerseits unter Umstanden viele unnötige Messungen durchgeführt, andererseits kann zum Zeitpunkt einer tatsachlichen Paketdatenubertragung, dem sogenannten "Packet- call" keine aktuelle Messung vorliegen. Eine Paketdatenubertragung kann hierbei aus mehreren einzelnen Packet calls bestehen, die jeweils wieder aus mehreren einzelnen Datenpaketen bestehen können.
Als Abhilfe wurde bisher vorgeschlagen, zusatzliche Informationen über den Zustand des Funkkanals aus der Leistungsregelung zu entnehmen. Allerdings ist dies für den Fall, dass sich das Terminal im sogenannten weichen Ubergabemodus bzw. "Softhandover" befindet, nicht möglich, da sich Probleme mit der Leistungsregelung ergeben. Unter "Softhandover" wird ein Zustand verstanden, bei dem ein Terminal mit mehreren Basisstationen verbunden ist. Dabei wird die Leistung so geregelt, dass die Mobilstation bzw. das Terminal die gesendeten Daten unter Zuhilfenahme der empfangenen Signale aller Basisstatio- nen korrekt empfangen kann. Das bedeutet aber im allgemeinen nicht, dass das Terminal das Signal der bestimmten Basisstation welche die HSDPA Daten aussendet korrekt empfangt. Da die HSDPA Datenpakete nur von dieser einen Basisstation zu der Mobilstation gesendet werden, liefert die Leistungsregelung die für einen Satz von Basisstationen optimiert ist keine zufriedenstellenden zusatzlichen Informationen. Daher wurden zur Losung des Problems aktueller Kanalinformationsdaten folgende Vorschlage gemacht:
1. Eine sogenannte aktivitatsbasierte Kanalqualitatinformati- ons-Ruckmeldung (Activity based-CQI Feedback, CQI : Channel Quality Information). Hierbei wird die Rate der zyklischen Messungen dann erhöht, sobald am Endgerat bzw. Terminal festgestellt wird, dass Daten gesendet werden. Bei einer Paketda- tenubertragung gemäß HSDPA kann insbesondere mit jeder Ruckmeldung, dass ein empfangenes Paket decodiert werden konnte oder nicht eine zusatzliche Kanalinformationsnachricht CQI gesendet werden. Diese Ruckmeldung kann beispielsweise ein sogenanntes "ACK" ( Acknowledgement) bzw. "NAK" ("No Acknow- ledgement") sein. Da eine Verzogerungszeit zwischen der Feststellung von Datenaktivitat am Terminal, der Durchfuhrung und Übertragung der Messung und dem Empfang und Auswertung der Messung im Sender, also der Basisstation vorliegt, fuhrt dies nachteilhafterweise dazu, dass für jede Paketdatenubertragung die ersten Pakete ohne aktuelle Kanalinformationsnachricht bzw. Kanalmessung übertragen werden müssen. Weiterhin werden wahrend einer aktiven Datenübertragung durch die erhöhte Sen- derate für die Kanalinformationsnachricht unter Umstanden unnötig viele Kanalinformationsnachrichten geschickt, wodurch unnötig Interferenz in Aufwartsrichtung erzeugt wird.
2. Eine wei ere Möglichkeit besteht darin, nach Erhalt eines NAK eine zusätzlich Kanalinformationsnachricht zu senden.
Hier treten die gleichen Nachteile wie oben beschrieben auf. 3. Als weitere Option wurde vorgeschlagen, eine Kanalinformationsnachricht gezielt anzufordern. Damit lasst sich zwar das Problem einer fehlenden aktuellen Information zu Beginn einer Datenübertragung losen, allerdings fuhrt die explizite Signa- lisierung auf dem HS-SCCH, dem Kontrollkanal für HSDPA zu einer zusätzlichen Belegung von Ressourcen im Abwartsrichtung. Auch ist es nachteilig, dass durch den expliziten Anforderungsvorgang eine verzögerte Erstaussendung des ersten Pakets einer Paketdatenubertragung erfolgt.
4 Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass das Terminal genau dann eine zusätzlich Kanalinformationsnachricht schickt, wenn das Terminal beispielsweise bei der Decodierung feststellt, dass das gerade angewandte Codierungs- oder Modu- lationsschema zu gut oder zu schlecht ist. Dieses Verfahren stellt für bereits aktive Datenverbindungen sicher, dass Ka- nalinformationsnachrichten genau dann und immer dann erfolgen, wenn sie benotigt werden. Ein Nachteil daran ist aber, dass der Empfanger dieser Kanalinformationsnachrichten, also bei HSDPA die Basisstation, die Zeitpunkte, zu welchen die Kanalinformationsnachrichten geschickt wurden, nicht kennt. Dadurch wird die Detektion und das Decodieren dieser Meldungen erschwert.
Zusammenfassend ist also der gemeinsame Nachteil all dieser Verfahren, dass nicht gleichzeitig eine aktuelle Kanalinfor- mation vorliegt und ressourcenschonend gearbeitet wird.
Ausgehen von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vor- liegenden Erfindung, ein Verfahren zur Datenübertragung anzugeben, bei dem eine aktuelle Kanalqualitatsinformation bei minimierter Ressourcenbelegung gewahrleistet wird. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1,4 und 5, ferner durch ein Terminal nach Anspruch 18, eine Basisstation nach Anspruch 19 und ein Kommunikationsnetz nach Anspruch 20 gelost.
Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhangigen Ansprüchen.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass eine möglichst aktuelle Kanalqualitatsinformation beim Sender vorliegt, ohne dass Kanalqualitatsinformationen unnötig übermittelt wurden.
Dabei wird in einer ersten Alternative bei einem Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einem Sender und einem Empfanger in einem Kommunikationssystem ein drahtloser Datenubertragungskanal bereitgestellt. Damit der Sender die Daten angepasst an die aktuelle Kanalqualitat des Datenuber- tragungskanals senden kann, wird vom Empfanger an den Sender wiederholt eine Kanalqualitatsinformation übertragen. Der Empfanger oder der Sender stellt einen Aktivitatszustand der Datenübertragung fest, also beispielsweise ob aktuell Daten übermittelt werden oder deren Übermittlung signalisiert wird oder ob keine Daten übermittelt werden und auch kein Ankommen von Daten signalisiert wird. Weiterhin wird der zeitliche Abstand zu einer vorhergehenden Übermittlung ermittelt.
Wenn dieser zeitliche Abstand einen bestimmten ersten Zeitabstand überschreitet und gleichzeitig ein bestimmter Aktivitatszustand, insbesondere der Beginn oder das Vorliegen einer Datenübertragung, vorliegt, dann wird vom Empfanger eine Kanalinformationsnachricht an den Empfanger übermittelt. Durch das Überschreiten des ersten Zeitabstandes zu einer anderen Übermittlung wird sichergestellt, dass nicht unnötig viele Kanalinformationsnachrichten übermittelt werden. Weiterhin hat ein derartiges Verfahren auch den Vorteil, dass der Zeitpunkt, an dem eine weitere Kanalqualitatsinformation übermittelt wird und so beim Sender eintrifft, dem Sender zumindest ungefähr bekannt ist, da dieser Zeitpunkt mit einer Aktion des Senders, nämlich beispielsweise dem Beginn einer Datenübertragung korreliert.
In der ersten Alternative stellt der erste zeitliche Abstand einen maximalen Abstand dar, bei dessen Überschreiten die U- bermittlung einer weiteren Kanalqualitatsinformation erfolgt.
Alternativ zu einer Festlegung eines zeitlichen Mindestab- standes kann festgelegt werden, dass das Übermitteln der weiteren Kanalqualitatsinformation erst dann erfolgt, wenn der festgelegte Aktivitatszustand bereits n-mal vorgelegen hat. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der übermittelten Kanalqualitatsinformation angepasst daran, ob Datenübertragungen stattfinden oder nicht verringert werden kann.
Eine weitere Alternative besteht darin, bei der Übermittlung zeitlich darauf abzustellen, dass keine Kollisionen zwischen einzelnen Übertragungen von Kanalqualitatsinformation auftreten .
Auch so kann die Anzahl der übermittelten Nachrichten mit Kanalqualitatsinformation an die Ubertragungssi tua i on ange- passt reduziert werden. Weiterhin hat diese Alternative den
Vorteil, dass kein zeitlicher Mindestabstand ermittelt werden oder festgelegt werden muss. Die Datenübertragung kann insbesondere paketweise oder bei einer leitungsvermittelten Verbindung diskontinuierlich erfolgen. Bei derartigen Datenübertragungen kann die Qualität leicht stufenweise eingestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es sich bei dem Kommunikationsnetz um ein Mobilfunknetz insbesondere nach dem UMTS Standard handeln. Beim Sender kann es sich um eine feststehende Basisstation und beim Empfanger um ein mobiles Ter- minal handeln. Insbesondere lasst sich ein derartiges Daten- ubertragungsverfahren bei HSDPA anwenden.
Ebenso kann das Terminal den Sender darstellen und die Basisstation den Empfanger. Dieses Datenubertragungsverfahren lasst sich dann insbesondere auf eine Hochgeschwindigkeits- ubertragung in Aufwartsrichtung vom Terminal zur Basisstation, beispielsweise HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) bzw. EUDCH (Enhanced Uplink Dedicated CHannel) anwenden.
Um das Übermitteln an den Aktivitatszustand der Datenübertragung anzupassen, kann der ersten Zeitabstand in Abhängigkeit vom Aktivitatszustand festgelegt werden. Insbesondere sind verschiedene Aktivitatszustande für den Beginn einer Datenübertragung und einer laufenden Datenübertragung und keiner "aktiven" Datenübertragung vorgesehen. Aktiv bedeutet hierbei, dass nicht ausschließlich Kontrolldaten sondern auch Nutzdaten übertragen werden.
Wenn keine aktive Datenverbindung vorgesehen ist, wird ein bestimmter erster Zeit abstand gewählt. Dann kann dieser ers- te Zeitabstand beim Beginn einer Datenübertragung herabgesetzt werden, damit zunächst aktuelle Kanalqualitatsinforma- tionen beim Sender vorliegen. Ist dann die Datenübertragung im Gange, kann dieser erste Zeitabstand heraufgesetzt werden, um nach der Datenübertragung wieder auf den eingangs genannten, noch größeren Wert weiter heraufgesetzt zu werden.
Insbesondere kann auch ein wiederholtes, insbesondere zyklisches Übermitteln von Kanalqualitatsinformation zu bestimmten Zeitpunkten vorgesehen sein, dem weitere, durch obige Bedingungen definierte Messungen hinzugefugt werden. Der Zeitpunkt für diese wiederholten, insbesondere zyklischen Messungen kann vom Kommunikationsnetz vorgegeben sein, wodurch sich etwa unnötige Interferenzen zwischen Empfangern, insbesondere Terminals, vermeiden lassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird, falls der zeitliche Abstand zur vorhergehenden Übermittlung den ersten Zeitabstand überschreitet, der zeitliche Abstand zu einer nachfolgenden Übermittlung, deren Zeitpunkt bereits bekannt ist, also Übermittlungen zu vorbestimmten Zeitpunkten, ermittelt. Nur falls auch dieser zeitliche Abstand einen festgelegten zweiten Zeitabstand überschreitet, wird eine weitere Übermittlung von Kanalqualitatsinformationen durchgeführt.
Auch dieser zweite Zeitabstand kann in Abhängigkeit vom Akti- vitatszustand der Datenübertragung festgelegt werden.
Ein drahtloser Datenubertragungskanal kann durch eine Funkverbindung oder auch eine optische Übertragung gebildet werden .
Die Erfindung betrifft ferner ein Terminal und eine Basisstation sowie ein Kommunikationsnetz, mit denen bzw. durch die dieses Verfahren durchgeführt wird. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen erklart, welche teilweise auch in den Figuren dargestellt sind:
Figur 1 zeigt die schematische Beziehung zwischen Sender, Empfanger und Netzwerk;
Figur 2 zeigt den zeitlichen Ablauf von Übermittlungen der Kanalqualitatsin ormation und Daten bertragung;
Figur 3 zeigt den zeitlichen Ablauf einer Signalisierung bei HSDPA.
Figur 4 zeigt den zeitlichen Ablauf der Übermittlung von Kanalqualitatsinformation, wenn nur jede n-te Kanalqualitatsinformation übermittelt wird.
Vor einer detaillierten Darstellung der Figuren sollen zunächst verwendete Begriffe geklart werden:
Bei einem Kommunikationssystem oder Kommunikationsnetzwerk handelt es sich um eine Struktur zum Austausch von Daten. Es kann sich hierbei beispielsweise um ein zellulares Mobilfunknetzwerk handeln, wie etwa das GSM-Netzwerk (Global System of Mobile Communications) oder das UMTS-Netzwerk (Universal Mobile Telecommunications System) . Ein Kommunikationsnetz um- fasst zumindest zwei Verbindungsknoten, es fallen also auch sogenannte "Punkt zu Punkt" Verbindungen unter diesen Begriff.
In einem Kommunikationssystem sind allgemein Terminals und Basisstationen vorgesehen, die über eine Funkschnittstelle miteinander in Verbindung treten. Im UMTS weist das Kommuni kationssystem oder Funkubertragungsnetzwerk zumindest Basisstationen, hier auch NodeB genannt, sowie Radio Netzwerk Steuerungseinheiten bzw. Radio Network Controller (RNC) zum Verbinden der einzelnen Basis-stationen auf. Das terrestri- sehe Radio Zugriffsnetz bzw. "Universal Terrestrial Radio Access Network" UTRAN ist der funktechnische Teil eines UMTS- Netzes, in dem beispielsweise auch die Funkschnittstelle zur Verfugung gestellt wird. Eine Funkschnittstelle ist stets genormt und definiert die Gesamtheit der physikalischen und protokollarischen Festlegungen für den Datenaustausch, beispielsweise das Modulationsverf hren, die Bandbreite, den Frequenzhub, Zugangsverfahren, Sicherungsprozeduren oder auch Vermittlungstechniken. Das UTRAN umfasst also zumindest Basisstationen sowie zumindest einen RNC. Eine Basisstation ist eine zentrale Einheit in einem Kommunikationsnetzwerk, die im Falle eines zellularen Mobilfunknetzwerks Terminals oder Kommunikationsendgerate innerhalb einer Zelle des Mobilfunknetzwerks über einen oder mehrere Funkka- nale bedient. Die Basisstation stellt die Luftschnittstelle zwischen Basisstation und Terminal bereit. Sie übernimmt die Abwicklung des Funkbetriebs mit den mobilen Teilnehmern und überwacht die physikalische Funkverbindung. Darüber hinaus übertragt sie die Nutz- und Statusnachrichten an die Terminals. Die Basisstation hat keine Vermittlungsfunktion, son- dern lediglich eine Versorgungsfunktion. Eine Basisstation umfasst zumindest eine Sende/Empfangseinheit.
Ein Terminal kann ein beliebiges Kommunikationsendgerat sein, über das ein Benutzer in einem Kommunikatnonssystem kommuni- ziert. Es fallen beispielsweise Mobilfunkendgerate wie Mobiltelefone oder tragbare Computer mit einem Funkmodul darunter. Ein Terminal wird oft auch als "Mobilstation" (MS) oder in UMTS "User Equipment" (UE) bezeichnet. Im Mobilfunk wird zwischen zwei Verbindungsrichtungen unterschieden. Die Abwartsverbindung bzw. "Downlink" (DL) bezeichnet die Ubertragungsrichtung von der Basisstation zum Termi- nal . Die Aufwartsverbindung bzw. "Uplink" (UL) bezeichnet die entgegengesetzte Ubertragungsrichtung vom Terminal zur Basisstation .
In Breitbandubertragungssystemen, wie beispielsweise einem UMTS-Mobilfunknetz ist ein Kanal ein Teilbereich einer zur
Verfugung stehenden Gesamtubertragungskapazitat . Als Funkkanal wird im Rahmen dieser Anmeldung ein drahtloser Kommunikationsweg bezeichnet.
In einem Mobilfunksystem, beispielsweise UMTS, gibt es für die Übertragung von Daten zwei Arten von physikalischen Kanälen: festzugeordnete Kanäle bzw. "Dedicated Channels" und gemeinsam benutzte bzw. "Common Channels". Bei den Dedicated Channels wird eine physikalische Ressource nur für die Uber- tragung von Informationen für ein bestimmtes Terminal reserviert. Bei den Common Channels können Informationen übertragen werden, die für alle Terminals gedacht sind, beispielsweise der primäre gemeinsame physikalische Steuerungskanal bzw. "Primary Common Control Physical Channel" (P-CCPCH) im Downlink, oder aber alle Terminals teilen sich eine physikalische Ressource. Dies ist der Fall beim HS-PDSCH, über den an ein Terminal in Abhängigkeit von der Verbindungsqualitat zu dem Terminal Daten gesendet werden.
In Mobilfunksystemen wie beispielsweise UMTS sind neben lei- tungsvermittelten bzw. "circuit switched" Diensten, bei denen eine Verbindung wahrend ihrer Zeitdauer fest allokiert ist, auch paketorientierte bzw. "packet switched" Dienste vorgese hen. Leitungsvermittelte Dienste können auch diskontinuierlich durchgeführt werden.
In Figur 1 ist ein Sender S und ein Empfanger R in einem Kom- munikationssystem CN zu sehen. Der Sender S sendet Daten zum Empfanger R über eine erste Kanalverbindung CH1. Der Empfanger R kann zum Sender S Daten über eine zweite Kanalverbindung CH2 senden.
Der Sender S kann beispielsweise eine Basisstation sein, der Empfanger R ein Terminal. Bei dem Kommunikationsnetzsystem kann es sich beispielsweise um ein System gemäß dem UMTS, dem GSM oder anderen Standards handeln. Die erste Kanalverbindung CH1 kann mehrere Kanäle umfassen, beispielsweise einen Daten- ubertragungskanal zur Übertragung von Nutzdaten bzw. "load bits" sowie einen Kontrollkanal zur Übertragung von Kontroll- informationen . Die zweite Kanalverbindung CH2 kann nur einen Kontrollkanal umfassen oder auch wie die erste Kanalverbindung CH1 aus einem Kontrollkanal und einem Datenubertragungs- kanal bestehen.
Für eine Übertragung von Nutzdaten über den Datenubertragungskanal der ersten Kanalverbindung CH1 vom Sender zum Empfanger ist es wichtig, dass die Kanalqualitat dieses Daten- ubertragungskanals bekannt ist. Dazu ermittelt der Empfanger, also beispielsweise das Terminal, aus Daten der ersten Kanalverbindung eine Kanalqualitatsinformation bzw. "Channel qua- lity Information" CQI.
Der Empfanger R kann diese Kanalqualitatsinformation auch aus Daten von allgemeinen Kontrollkanalen ermitteln. Im Falle von HSDPA wurde es sich hierbei beispielsweise um den allgemeinen Pilotkanal CPICH (Common Pilot Channel) handeln. Diese Kanalqualitatsinformation oder "Channel Quality Information" CQI wird vom Empfanger R an den Sender S übermittelt, beispielsweise über den Kontrollkanal der zweiten Kanalver- bindung CH2.
Nun ist es für die Datenübertragung über die erste Kanalverbindung wichtig, dass eine möglichst zeitnahe Kanalqualitatsinformation CQI beim Sender S vorliegt. Gleichzeitig soll nicht unnötig Kanalqualitatsinformation CQI verschickt werden, da dies, wie bereits gesagt, zu Interferenzen fuhrt. Deshalb wird im Rahmen der Erfindung eine zeitliche Abstimmung der Übermittlung dieser Kanalqualitatsinformation CQI vorgeschlagen .
In Figur 2 ist ein Beispiel dieser zeitlichen Koordinierung unter der Randbedingung zu sehen, dass es reguläre, vorbestimmte Übermittlungen der Kanalqualitatsinformation CQI gibt. In Figur 2 ist nun eine mit T beschriftete Zeitachse dargestellt, die regulären Übermittlungen CQI-TX finden zu bestimmten Zeitpunkten statt. Es soll nun eine erste Datenübertragung DTX1 stattfinden. Dazu wird ermittelt, ob der zeitliche Abstand t_delta zwischen der ersten Datenübertragung DTX1 und einer regulären Übermittlung CQI-TX großer als ein festgelegter erster Zeitabstand ist. Ist dies der Fall, so übermittelt der Sender an den Empfanger zusatzlich die Kanalqualitatsinformation CQI.
Allgemein wird überprüft, ob ein zeitlicher Minimalabstand zur vorhergehenden, oder zur nächsten bekannten Messung hin überschritten wird. Dies ist an der zweiten Datenübertragung DTX2 zu sehen, wo der zeitliche Abstand die t delta ' zur fol genden Kanalqualitatsinformationsubermittlung CQI-TX festgestellt wird.
Eine Datenübertragung kann sich, wie anhand der dritten Da- tenubertragung DTX3 gezeigt auch über mehrere reguläre Kanal- qualitatsinformationsubermittlungen CQI-TX erstrecken. Wahrend der Zeitdauer der Übermittlung wird sichergestellt, dass keine weitere Übermittlung von Kanalqualitatsinformation erfolgt, welche zeitlich zu nahe an regulären Übermittlungen stattfindet.
Zur Unterscheidung des Zustandes "Beginn einer Datenübertragung" und "Vorliegen einer Datenübertragung" lasst sich bei einer Paketdatenubertragung oder einer diskontinuierlichen leitunvermittelten Übertragung die Zeitspanne seit dem Zeitpunkt der letzten Übertragung eines Datenpakets oder die Lange der Pause heranziehen. Wenn diese Zeitspanne großer als ein vorgegebener Wert ist, der im folgenden Tnaktivitats-Zeit genannt wird, so bezeichnet dies den "Beginn einer Datenuber- tragung". Damit ist auch ein Ubergangskriterium zwischen beiden Zustanden spezifizierbar.
Diese Inaktivitats-Zeit wird vorzugsweise großer als eine Rundlaufverzogerung bzw. "round trip delay" gewählt. Unter einem round trip delay versteht man die Zeit, die benotigt wird, eine von einem Sender gesendete Nachricht im Empfanger zu dekodieren, dem Sender das Ergebnis dieser Dekodierung mitzuteilen, das der Sender dann auch wieder dekodiert um dann in Abhängigkeit dieses Ergebnisses die Nachricht ein weiteres mal zu senden.
Die Wahl der Zeitspanne großer als einen round trip delay hat folgenden Hintergrund: Erfordert das letzte Paket einer Pa ketdatenubertragung bzw. eines "packet calls" aufgrund einer unzureichenden Empfangsqualitat mehrere Übertragungen, dann erfolgen diese stets mit einem zeitlichen Abstand, der mindestens einen round trip delay betragt, da zuvor der Sender des Datenpakets nicht wissen kann, dass das Paket nicht empfangen werden konnte. Wird nun die Zeitspanne großer als ein round trip delay gewählt, dann wird dieser Fall des mehrmals gesendeten Pakets einer Datenübertragung nicht irrtumlich als Beginn einer neuen Datenübertragung bezeichnet. Diese Festle- gung kann insbesondere für HARQ (Hybrid Automatic Repeat Re- quest) Verfahren angewendet werden, beispielsweise für HSDPA. Dort betragt die round trip delay typischer Weise sechs Transmissionszeitintervalle bzw. " transmission time inter- vals" TTI. Ein TTI legt bei HSDPA ein Zeitintervall fest, in- nerhalb dessen eine Basisstation an ein Terminal sendet. Der round trip delay hangt wie beschrieben auch von der Reaktionsgeschwindigkeit der Basisstation ab, die im Gegensatz zur Reaktionsgeschwindigkeit der Mobilstation nicht standardisiert ist, sondern von jedem Hersteller je nach den Fahigkei- ten der verwendeten Implementierung gewählt werden kann. Daher kann es notwendig sein, die Zeitspanne abhangig vom bei der gerade verwendeten Basisstation zu wählen und der Mobilstation mitzuteilen. Weiterhin sind Terminals vorgesehen, die nicht in jedem Transmissionszeitintervall TTI Daten über HSDPA empfangen können. In diesem Fall wird die Inaktivitats-Zeit vorzugsweise an den dadurch veränderten round trip delay angepasst.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen auf
HSDPA naher erläutert. Die Erfindung ist aber auch beispielsweise bei einem entsprechenden Hochgeschwindigkeitsubertra gungsverfahren in Aufwartsrichtung einzusetzen, beispielsweise einem Verfahren gemäß HSUPA bzw. EUDCH.
In Figur 3 ist der zeitliche Ablauf der Signal sierung bei HSDPA zu sehen. In Abwartsrichtung wird Kontrollinformation auf dem sogenannten gemeinsamen Hochgeschwindigkeitskontroll- kanal HS-SCCH bzw. "High-Speed Shared Controll Channel" geschickt. Zwei Zeitschlitze bzw. "Timeslots" spater beginnt die Übertragung der eigentlichen Daten bzw. Nutzdaten auf dem zugehörigen Datenubertragungskanal, dem physikalischen Hoch- geschwmdigkeitsabwartsverbindungskanal HS-PDSCH bzw. "High- Speed Physical Downlink Shared Channel". Durch einen Pfeil ist angedeutet, wann die zugehörige Ruckmeldung AN über korrekte Decodierung (ACK) bzw. die nichtkorrekte Decodierung (NAK) vom Terminal in Aufwartsrichtung an die Basisstation erfolgt. Diese Bestätigung bzw. Ruckmeldung AN ist in der Zeichnung mit einem Laufindex n und durch Schraffur gekennzeichnet. Die Zeitdauer der Messung der Daten für die Kanalqualitatsinformation CQI wird als Messungsperiode MP be- zeichnet.
Der zweite Pfeil von der Ruckmeldung AN, n im HS-DPCCH zum HS-SCCH deutet an, ab welchem Zeitpunkt diese Bestätigung am Sender, also der Basisstation wieder vorliegt und somit eine entsprechende Reaktion auf dem HS-SCCH erfolgen kann. Die
Zeitpunkte, ab denen eine Reaktion möglich ist, sind beim HS- PDSCH und HS-SCCH grau hinterlegt.
Bei dieser Ausgestal ung werden nun drei unterschiedliche An- lasse für eine Übermittlung der Kanalqualitatsinformation bzw. "CQI-Feedback" verwendet: 1. Vom Kommunikationsnetz vorbestimmte, insbesondere zyklisch wiederkehrende CQI-Feedbacks. Die Vorbestimmung kann insbesondere durch eine zentrale Einheit wie Basisstation oder RNC erfolgen. Eine Vorbestimmung durch die Basissta- tion hat den Vorteil, dass sich der Funkverkehr insbesondere in Hinblick auf Interferenzen innerhalb einer Funkzelle einfach regeln lasst; bei einer Regelung mit dem RNC kann auch eine Regelung in Hinblick auf mehrere Funkzellen erfol gen . 2. Zusatzliche CQI-Feedbacks bei Beginn einer Datenübertragung
3. Zusatzliche CQI-Feedbacks wahrend einer aktiven Datenübertragung.
Für die Anlasse 2 und 3 werden nun nach oben angegebener Maßgabe Zeitabstande definiert, die bestimmen, welchen zeitlichen Abstand CQI-Feedbacks aus diesen Anlassen mindestens zu den zyklischen CQI-Feedbacks haben sollten. Optional kann geregelt werden, dass vorbestimmte CQI-Feedbacks vorrangig übertragen werden. Diese Vorrangigkeit kann beispielsweise durch Abbruch, Verschieben oder ein zeitweiliges Verbot von CQI-Feedbacks gemäß 2. und 3. pauschal geregelt werden. Alternativ kann die Vorrangigkeit in Abhängigkeit von Parametern, die den Datenverkehr betreffen, geregelt werden.
Tn den unterschied ichen Zustanden können unterschiedliche Bedingungen für die Aussendung von CQI-Feedbacks gewählt werden. Beispielsweise können CQI-Feedbacks zu Beginn einer Datenübertragung unmittelbar gesendet werden, nachdem das Ter- minal diesen Zustand feststellt, wohingegen ansonsten nur (z.B. gemäß dem Verfahren 2 des Standes der Technik) CQI- Feedbacks nur dann gesendet werden, wenn ein NACK gesendet wurde. Das erste CQI-Feedback kann dann früher gesendet werden, als beim Verfahren 2, also nicht erst zum Zeitpunkt m wie in Figur 3 gezeigt, sondern schon früher, z.B. zum Zeitpunkt m-1 oder m-2, im Extremfall ist sogar der Zeitpunkt m-3 möglich. Der Vorteil liegt darin, dass der Sender schon ein bis zwei, im Extremfall sogar 3 Pakete früher (als z. B. bei Verfahren 2) über eine aktuelle Kanalzustandsinformation verfugt und den Datendurchsatz insbesondere für kürzere Datenübertragungen merklich verbessern kann. Diese Verbesserung konnte allerdings auch für das Verfahren 1 angewandt werden, was bisher noch nicht beschrieben wurde. Dieses Verfahren lasst sich auch mit Verfahren 1 kombinieren, sowohl alleine als auch in Kombination mit zusatzlichen anderen Ausfuhrungsbeispielen Es lasst sich optional eine maximale Anzahl von CQT-Feedbacks zu Beginn einer Datenübertragung definieren. Diese Ausfuhrungsvariante ist dann vorteilhaft, wenn das erste, zu Beginn einer Datenübertragung gesendete CQI-Feedback verloren geht, d.h. nicht korrekt empfangen werden kann. Dann steht die In- formation dennoch durch ein weiteres gesendetes CQI am Sender zur Verfugung. Alternativ kann der zeitliche Abstand zu vorhergehenden CQI-Feedbacks zu Beginn einer Datenübertragung kleiner gewählt werden, als wahrend einer aktiven Datenübertragung. Der Beginn einer Datenübertragung darf dabei natur- lieh nicht als das erste TTI in dem ein Datenpaket übermittel wurde, nachdem eine vorgegebene Zeit keine Datenpakete übermittelt wurden (Inaktivitats-Zeit) definiert werden. Viel mehr muss dieser Zustand nach diesem ersten TTI für eine gewisse vorgegebene Zeit (im folgenden Halte-Zeit genannt) wei- ter gelten, bis dann in den Zustand aktive Datenübertragung gewechselt wird (oder ggf. in den Zustand keine Daten bertragung, falls keine weiteren Datenpakete mehr gesendet wurden und die Haltezeit großer als die Inaktivitats-Zeit gewählt wurde) .
Durch die Überprüfung auf Überschreiten von Minimalabstanden zu dem vorhergehenden und folgenden zyklischen CQI, kann zu- satzlich die Sendung von unnötig vielen Feedbacks verhindert werden. Insbesondere lasst sich aber damit auch sicherstellen, dass sich im Falle von mehrfachen Übertragungen eines CQI-Feedbacks solche Wiederholungsubertragungen nicht mit den nachfolgenden Übertragungen der nächsten ermittelten Kanal- qualitatsinformation überschneiden. Wenn die Ubertragungsbe- dingungen dergestalt sind, dass die Übertragung eines CQI- Feedbacks im Uplink nicht gut gesichert ist, so besteht der Vorschlag, die CQI-Feedbacks wiederholt zu senden, also mehrmals hintereinander exakt das gleiche CQI-Feedback. Der Sen- der kann dann bei der Dekodierung alle empfangen Kopien berücksichtigen und hat damit eine bessere Wahrscheinlichkeit, das CQT-Feedback korrekt dekodieren zu können, als wenn nur eine Kopie zur Verfugung stunden. Selbstverständlich kann man dann nicht in jedem TTI ein CQI-Feedback schicken, sondern z.B. bei dreifachem Senden höchstens jedes dritte TTI. Werden nun aber zusatzlich zu den zyklischen CQI-Feedbacks noch weitere CQI-Feedbacks gesendet, so besteht die Möglichkeit, dass eine Wiederholung eines nicht zyklischen CQI-Feedbacks mit einem zyklischen CQI-Feedback kollidiert. Dies ist nachtei- üg, weil dann entweder das zusatzliche CQI-Feedback oder das zyklische CQI-Feedback nicht oft genug wiederholt werden kann und damit die Detektion des CQI-Feedback erschwert ist. Um dies zu verhindern bietet es sich an, den zeitlichen Abstand zwischen vorbestimmten und zusatzlichen CQI Feedbacks so zu wählen, dass eine solche Kollision nicht auftreten kann. Dazu muss der zeitliche Abstand mindestens so groß gew hlt werden, wie die Anzahl der Wiederholungen. Diese Festlegung von zeit liehen Maximalabstanden lasst sich auch ohne Berücksichtigung des Aktivitatszustandes der Datenübertragung durchfuhren, also bei allen nicht vorbestimmten CQI-Feedbacks.
Auch wahrend einer aktiven Datenübertragung sind dem Sender die Sendezeitpunkte der vorbestimmten, insbesondere zyklischen CQI-Feedbacks bekannt. Wiederum hilft die Überprüfung auf Minimalabstande zu dem vorhergehenden und folgenden vorbestimmten, insbesondere zyklischen CQI, die Sendung von unnötig vielen Feedbacks, sowie eine Überschneidung von Uber- tragungen verschiedener CQI-Feedbacks zu vermeiden.
Weiterhin kann durch geeignete Wahl dieser Abstände ein Vorrang von zyklischen CQT-Feedbacks gesichert werden. Dies ist unter anderem auch aus Gründen der Ruckwarts-Kompatibilitat mit früheren Standard-Spezifikationen angezeigt. Dabei werden für nicht-zyklische CQI-Feedbacks Minimalabstande zu den zyklischen CQI-Feedbacks definiert, wohingegen für die zyklischen CQI-Feedbacks keine Einschränkungen gelten.
In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel sind Minimalabstande auch zwischen nicht zyklischen CQI-Feedbacks vorgesehen wer- den. Diese Minimalabstande müssen einerseits mindestens so groß sein wie die Anzahl der Wiederholungen eines einzelnen nicht zyklischen CQI-Feedback. Andererseits können aber auch größere Minimalabstande gewählt werden. Beispielsweise kann ein Minimalabstand so gewählt werden, dass maximal bzw. höchstens bei jedem dritten TTI ein CQI-Feedback gesendet wird, obwohl jedes CQI-Feedback ohne zusatzliche Wiederholungen gesendet wird. Dadurch wird verhindert, dass CQI- Feedbacks häufiger gesendet werden, als sich der Kanal signifikant andern kann. Tn diesem Falle wäre es überflüssig, bei jedem TTI ein CQI-Feedback zu senden. Dieses Ausfuhrungsbeispiel lasst sich mit allen Verfahren zum Aussenden von CQI-Feedbacks kombinieren, die eingangs unter der Beschreibung des Stands der Technik unter 1. bis 4. aufgezahlt worden sind. Auch diese Kombination wäre unabhängig vom Aktivitatszustande der Datenübertragung.
Tn einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel wird festgelegt, dass nicht jedes zusatzliche CQI-Feedback gesendet wird, sondern nur jedes n-te, wobei n eine naturliche Zahl darstellt, also z.B. jedes dritte. Falls in jedem TTI Pakete an das Terminal gesendet werden, dann ist dieses Verfahren äquivalent zum vorherigen Ausfuhrungsbeispiel bei Verwendung des activity based CQI -Feedback (unter Verfahren 1. beschrieben), anderenfalls werden durch dieses Ausfuhrungsbeispiel aber weniger CQI-Feedbacks generiert. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt. Auf einer Zeitachse t sind durch Markierungen die Begrenzungen eines Teilrahmens bzw. Unterrahmens bzw. "Subframes" SF gekennzeichnet.
Der festgelegte erste zeitliche Abstand entspricht einem Zeitraum T , der in Fig. 4 der Lange von 3 Unterrahmen ent- spricht.
Es wird nun festgestellt, ob ein bestimmter erster Aktivitatszustand vorliegt, z.B. eine aktuelle Übertragung. Die Zeitpunkte, an denen dieser erste Aktivitatszustand AI vorliegt sind in Fig. 4 durch Pfeile gekennzeichnet. Im in Fig. 4 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel wird eine zusatzliche Kanalqualitatsinformation nur dann im Rahmen einer Nachricht CQI ' -TX übermittelt, wenn der Aktivitatszustand 3- mal aufgetreten ist. Anstelle der Zahl 3 kann auch jede andere beliebige naturliche Zahl gewählt werden. Durch diese Zusatzbedingung, dass der Aktivitatszustand n-mal aufgetreten ist, kann die Übermittlung der Kanalqualitatsinformation noch flexibler an die momentane Ubertragungssitua- tion angepasst werden und insbesondere weitere- nicht unbe- dingt erforderliche Ubermittlungskapazitaten eingespart werden .
In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel ist vorgesehen, zu Beginn einer Datenübertragung das erste CQI-Feedback zu senden, dann aber nur jedes n-te weitere CQI-Feedback. Auf diese Weise wird sichergestellt, das zu Beginn einer Datenübertragung schnell ein aktualisierter Wert zur Verfugung steht, wahrend der Datenübertragung aber nur wenige CQI-Feedback gesendet werden und dadurch weniger Interferenz erzeugt wird, als bei den Verfahren nach dem Stand der Technik. Dieses Ausfuhrungsbeispiel lasst sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die Zeitdauer T seit dem letzten Übertragen des letzten CQI-Feedback gemessen wird, und zusatzlich die Anzahl des Auftreten des betrachteten Aktivitatszustandes . Im Gegensatz zum vorherigen Ausfuhrungsbeispiel wird ein CQI- Feedback aber nicht dann gesendet wenn sowohl die Zeitdauer T als auch die Anzahl des Auftreten des betrachteten Aktivitatszustandes eine vorgegebene Schwelle überschreitet, sondern bereits wenn nur einer dieser Parameter die Schwelle überschreitet. Wahrend einer Datenübertragung wird die zeit- liehe Schwelle nicht überschritten werden, sondern die Anzahl des Auftreten des betrachteten Aktivitatszustandes. Der Beginn einer Datenübertragung wird im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet sein, dass zuvor für eine gewisse Zeit keine Daten übertragen wurden und dass der betrachtete Aktivitatszu- stand nicht auftrat. Dies ist allerdings nur eine mögliche Implementierung dieses Ausfuhrungsbeispiels. Es besteht ferner die Möglichkeit, dass in den verschiedenen Zustanden sogar unterschiedliche Intervalle für das zyklische CQI-Feedback gewählt werden. Man kann nicht nur kürzere Abstände für Zeiten der Datenaktivitat verwenden, mit dem Ziel wahrend der Datenübertragung das Intervall der zyklischen CQI-Feedbacks zu verkurzen. Im Gegensatz dazu kann mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren auch das Intervall der zyklischen CQI-Feedbacks wahrend der Datenübertragung vergrößert werden, bzw. die zyklischen CQIs können ganz eingestellt wer- den. Wahrend der Datenaktivitat stehen zusätzliche CQIs zur
Verfugung, z.B. nach dem Verfahren 2 dann wenn ein NAK gesendet wird, die eine wesentlich höhere Korrelation zwischen Änderung der Empfangsqualitat und dem Zeitpunkt des CQI- Feedback ermöglichen als die vorbestimmten zyklischen CQI- Feedbacks.
Zusammenfassend ergibt sich durch diese Kombination ein sehr flexibles Instrument zur Steuerung des CQI-Feedbacks. Wahrend Inaktivitat auf dem Datenkanal kann gegegbenenfalls durch zyklisches CQI-Feedback eine Information über den Kanalzu- stand eines Teilnehmers erhalten werden. Zu Beginn einer Datenübertragung wird möglichst schnell ein aktualisierter Wert übermittelt, falls nicht in unmittelbarer zeitlicher Nachbarschaft ein solcher vorhanden ist. Auf die explizite Anforderung eines CQI-Feedbacks wird wegen den damit verbundenen Nachteilen, insbesondere der Ressourcenbelegung in Abwartsrichtung verzichtet. Weiterhin wird bei der Durchfuhrung des CQI-Feedbacks zwischen verschiedenen Aktivitatszustanden des Datenubertragungskanals unterschieden, wobei insbesondere die Zustande "keine aktive Datenverbindung", "Beginn einer akti- ven Datenverbindung" und "Bestehen einer aktiven Datenverbindung" verwendet werden. Es kann ferner erwogen werden, eine weitere Kanalqualitatsinformation (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) , zu übermitteln, wenn entweder ein erster Aktivitatszustand vorliegt und der Zeitabstand (t_delta) zur letzten erfolgten Übermittlung von Kanalqualitatsinformation (CQI-TX einen festgelegten ersten zeitlichen Abstand überschreitet, oder ein erster Aktivitatszustand vorliegt und dieser Zustand bereits n mal aufgetreten ist.
Bezugszeichenliste
S: Sender
R: Empfanger
CN: Kommunikationsnetz
CH1: Erste Kanalverbindung
CH2 : Zweite Kanalverbindung
DTX1 : Erste Datenübertragung
DTX2 : Zweite Datenübertragung
DTX3: Dritte Datenübertragung
CQI-TX: Reguläre Übermittlung von Kanalqualitatsinformation
TS: Zeitschlitz
MP: Messungsperiode
TB: Transport Block
AN: Ruckmeldung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenübertragung über einen Datenubertragungskanal (CH2) in einem Kommunikationsnetz (CN) , der zwi- sehen einem Sender (S) und einem Empfanger (R) zur drahtlosen Übertragung zur Verfugung gestellt wird und bei dem die Datenübertragung unter Berücksichtigung der Kanalqualitat erfolgt, mit folgenden Schritten:
Wiederholtes Übermitteln von Kanalqual i tatsi nformati onen (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) ;
Feststellen eines Aktivitatszustandes der Datenübertragung durch den Empfanger (R) ;
Bestimmen eines Zeitabstandes (t_delta) zur letzten erfolgten Übermittlung von Kanalqualitatsinformation (CQI- TX) ;
Übermitteln einer weiteren Kanalqualitatsinformation (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) , wenn ein erster Aktivitatszustand vorliegt und der Zeitabstand einen festgelegten ersten zeitlichen Abstand uberschrei- tet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine einzelne Kanalqua- litatsinformationen (CQI-TX) mehrfach identisch übertragen wird, wobei der Zeitabstand zwischen zwei dieser Ubermittlun- gen so gewählt wird, dass er zumindest gleich einer Zeitdauer ist, welche für die mehrfachen identischen Übertragungen der Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) insgesamt erforderlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein wiederholtes Übermitteln von Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) erfolgt, wobei einzelne Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) mehrfach identisch übertragen wer den und der festgelegte erste zeitliche Abstand so gewählt wird, dass keine Kollisionen zwischen wiederholten Übermittlungen, weiteren Übermittlungen von Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) oder mehrfachen identischen Übermittlungen auf- treten.
4. Verfahren zur Datenübertragung über einen Datenubertragungskanal (CH2) in einem Kommunikationsnetz (CN) , der zwischen einem Sender (S) und einem Empfanger (R) zur drahtlosen Übertragung zur Verfugung gestellt wird und bei dem die Datenübertragung unter Berücksichtigung der Kanalqualitat erfolgt, mit folgenden Schritten:
- Wiederholtes Übermitteln von Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) ; - mehrfaches identisches Übertragen einzelner Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) ;
- Feststellen eines Aktivitatszustandes der Datenübertragung durch den Empfanger (R) ;
- Übermitteln einer weiteren Kanalqualitatsinformation (CQI- TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) , wenn ein erster Aktivitatszustand vorliegt und keine Kollisionen von wiederholten und weiteren Übermittlungen von Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) bzw. deren mehrfachen identischen Übertragungen auftreten.
5. Verfahren zur Datenübertragung über einen Datenubertragungskanal (CH2) in einem Kommunikationsnetz (CN) , der zwischen einem Sender (S) und einem Empfanger (R) zur drahtlosen Übertragung zur Verfugung gestellt wird und bei dem die Da- tenubertragung unter Berücksichtigung der Kanalqualitat erfolgt, mit folgenden Schritten:
Wiederholtes Übermitteln von Kanalqualitatsinformationen (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) ; - Feststellen eines Aktivitatszustandes der Datenübertragung durch den Empfanger (R) ;
- Übermitteln einer weiteren Kanalqualitatsinformation (CQI-TX) vom Empfanger (R) an den Sender (S) , wenn ein erster Aktivitatszustand vorliegt und dieser Zustand bereits n mal aufgetreten ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sender (S) eine Basisstation und der Empfanger (R) ein Terminal ist oder umgekehrt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 und 6, bei dem die weitere Kanalinformation (CQI-TX) gesendet wird, wenn der erste Aktivitatszustand bereits n-mal aufge- treten ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem ein Zeitabstand (t_delta) zur letzten erfolgten Übermittlung ermittelt wird und eine Übermittlung erfolgt, wenn dieser Zeit- abstand (t_delta) einen festgelegten ersten zeitlichen Abstand überschreitet.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datenübertragung paketweise erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem der Aktivitatszustand einen ersten Status umfasst, in welchem beim Empfanger (R) zumindest ein Datenpaket ankommt oder dessen Ankommen signalisiert wird und einen zweiten Zustand, bei dem kein Datenpaket beim Empfanger (R) ankommt und auch kein Ankommen signalisiert wird.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der erste zeitliche Abstand in Abhängigkeit vom Aktivitatszustand festgelegt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangegangen Anspr che, bei dem das wiederholte Übermitteln der Kanalqualitatsinformation an vorbestimmten Zeitpunkten erfolgt .
13. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem das wiederholte Übermitteln zumindest teilweise zyklisch erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der zeitliche Abstand zur nächsten vorbestimmten Uber- mittlung von Kanalqualitatsinformation bestimmt wird und falls dieser zeitliche Abstand einen zweiten festgelegten zeitlichen Abstand unterschreitet, die Übermittlung der weiteren Kanalqualitatsinformation unterbleibt.
15. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem die vorbestimmten Zeitpunkte bzw. die Anzahl n von einem Sender (S) in Form einer Basisstation oder/und dem Kommunikationsnetz (CN) vorbestimmt sind.
16. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem die Kanalqualitatsinformation (CQI) über zumindest eine Messung, insbesondere unmittelbar vor einer Übermittlung von Kanalqualitatsinformation (CQI) im Empfanger (R) ermittelt wird.
17. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem das Kommunikationsnetz ein Mobilfunknetz ist, welches gemäß dem UMTS Standard arbeitet und es sich bei dem Datenubertra- gungsverfahren um HSDPA handelt.
18. Terminal mit einer Sende/Empfangseinheit zum Übertragen und Empfangen von Daten über eine Funkstrecke und einer Prozessoreinheit, welche zur Durchfuhrung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 eingerichtet ist.
19. Basisstation mit einer Sende/Empfangseinheit zum Ubertra- gen und Empfangen von Daten über eine Funkstrecke, mit einer
Verbindung zu einem Kommunikationsnetzwerk und einer Prozessoreinheit, welche zur Durchfuhrung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 eingerichtet ist.
20. Kommunikationsnetz mit einem Terminal nach Anspruch 18 und einer Basisstation nach Anspruch 19.
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