WO2005096552A1 - Verfahren zur zuweisung von funkressourcen für ein wlan - Google Patents

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WO2005096552A1
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    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2603—Arrangements for wireless physical layer control
    • H04B7/2606—Arrangements for base station coverage control, e.g. by using relays in tunnels

Definitions

  • the invention relates to a method for assigning radio resources to radio stations of a radio communication system, in which messages are transmitted between radio stations by forwarding these messages via other radio stations. Furthermore, the invention relates to a radio device for performing the method.
  • messages such as voice messages, messages with image information, video information, SMS (Short Message Service), MMS (Multimedia Messaging Service) or other data
  • the radio stations can be different types of subscriber-side radio stations or network-side radio stations such as radio access points, repeaters or base stations.
  • the subscriber-side radio stations are mobile radio stations.
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies which lie in the frequency band provided for the respective system.
  • Mobile radio communication systems are often described as cellular systems e.g. according to the standard GSM (Global System for Mobile Communication) or UMTS (Universal Mobile Telecom unications System) with a network infrastructure consisting e.g. formed from base stations, devices for controlling and controlling the base stations and other network-side devices.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • UMTS Universal Mobile Telecom unications System
  • WLANs wireless local networks Networks
  • AP Access Point
  • WLANs wireless local networks Networks
  • the cells covered by the wireless access points (AP: Access Point) of the WLANs are small with a diameter of up to a few hundred meters in comparison to conventional mobile radio cells. Examples of different standards for WLANs are HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth and WATM.
  • the unlicensed frequency range around 2.4 GHz is used for WLANs.
  • Data transfer rates are up to 11 Mbit / s.
  • Future WLANs can be operated in the 5 GHz range and achieve data rates of over 50 Mbit / s. This means that the subscribers to the WLANs have data rates that are considerably higher than those offered by the third generation of mobile communications. This means that access to WLANs for high-bit-rate connections is advantageous for the transmission of large amounts of data, especially in connection with Internet access.
  • the WLAN radio access points can be used to connect to other communication systems, such as the Internet.
  • the subscriber-side radio stations of the WLAN either communicate directly with a radio access point or, in the case of more distant radio stations, via other radio stations, which forward messages between the subscriber-side radio station and the radio access point.
  • the available, generally scarce, radio resources are shared between the radio stations of the WLAN or are divided among the radio stations of the WLAN. If the division takes place, for example, in such a way that radio resources are largely available to a first radio station transmitting messages, while radio resources are scarcely available to a second radio station transmitting messages, traffic jam, overloading of the second radio station, and eventually result in a loss of news.
  • the invention is based on the object of demonstrating an efficient method for assigning radio resources to radio stations of a radio communication system, in which message transmissions between radio stations are carried out by forwarding these 5th messages via other radio stations. Furthermore, a radio device for assigning radio resources to carry out the method is to be presented. This object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a radio device with the features of claim 10.
  • the method according to the invention is used to assign radio resources to radio stations of a radio communication system.
  • messages are transmitted between radio stations by forwarding these messages via other radio stations.
  • a radio device receives request messages from radio stations to request an allocation of radio resources for the transmission or forwarding of messages.
  • the radio device assigns radio resources to radio stations which have requested the allocation of radio resources, taking into account the classes of these radio stations. Furthermore, she informs about the assignment by at least one message.
  • the radio stations of the radio communication system can, for example, be radio stations Trade WLAN, in the form of, for example, subscriber-side radio stations, relay stations and radio access points.
  • the radio device can be, for example, a base station of a cellular radio communication system.
  • Each radio station of the radio communication system which takes part in the transmission of messages via radio, belongs to one or more classes.
  • the classes refer to the function of a radio station in the transmission of messages. It is possible that identically designed radio stations belong to different classes. If a radio station belongs to several classes, the radio device can recognize from the request of this radio station for radio resources in relation to which class this request is made. It is possible that the affiliation of a radio station to one or more classes changes over time.
  • the radio resources which the radio device assigns to the radio stations may e.g. around one or more radio frequencies, e.g. OFDM bands act, and / or time slots and / or codes and / or spatial directions.
  • radio frequencies e.g. OFDM bands act, and / or time slots and / or codes and / or spatial directions.
  • the assignment of a combination of time slot and radio frequency is particularly advantageous.
  • the assignment of radio resources by the radio device takes into account the classes of radio stations. This can e.g. can be realized by prioritizing different classes and
  • Allocation of radio resources according to an order of prioritization For example, it is possible to assign radio stations of a lower priority class only when there are no radio stations of a higher priority class to which the requested radio resources are not assigned.
  • the consideration of the prioritization can be restricted to certain radio resources, for example a different prioritization can take place from radio resource to radio resource, and also to certain radio stations, for example the consideration of a specific prioritization can only take place with respect to radio stations of a certain geographic region.
  • After successful Instruction informs the radio device of this assignment.
  • the transmission of a message with information about the assignment can be sent by the radio device to all radio stations, or only to those radio stations to which radio resources are assigned and / or to radio stations which subsequently forward the information about the assignment to other radio stations.
  • radio stations of a first class of radio stations forward messages received from radio stations to other radio stations for forwarding the messages.
  • This can e.g. are repeaters or relay stations which do not introduce any new messages into the radio communication system, but instead forward messages already brought into the radio communication system from other radio stations.
  • the radio stations of the first class can in particular be network radio stations.
  • radio stations of a second class of radio stations forward messages received by radio stations to the radio stations to which the respective message is addressed. This can e.g. are repeaters or relay stations which do not introduce any new messages into the radio communication system, but instead forward messages already introduced into the radio communication system by other radio stations.
  • the radio stations of the second class can in particular be network radio stations.
  • a radio station can belong to the first and the second class of radio stations; their class affiliation with regard to a specific message then depends on the radio station for which a message received and to be forwarded is intended.
  • radio stations of a third class of radio stations forward messages received from another communication system to radio stations for forwarding the messages.
  • Third-class radio stations can be, for example, radio access points of a WLAN with a connection to the Internet.
  • the other communication system can be designed as a radio communication system.
  • the radio stations of the third class can in particular consist of network radio stations.
  • radio stations of a fourth class of radio stations forward messages received from another communication system to the radio station to which the respective message is addressed.
  • Fourth-class radio stations can e.g. around
  • the other communication system can be designed as a radio communication system.
  • the fourth class radio stations can in particular consist of network radio stations.
  • a radio station can belong to the third and fourth classes of radio stations, their class membership in relation to a specific message then depends on the radio station for which a message received and to be forwarded by the other communication system is intended.
  • radio stations of a fifth class of radio stations send their own messages to radio stations.
  • a message of its own is a message that was not received by another radio station for forwarding, but is newly sent from the radio station to the radio communication system.
  • the fifth-class radio stations can in particular be subscriber-side radio stations. It is advantageous if classes are taken into account when allocating radio resources in such a way that time slots are allocated for a radio frequency in accordance with a prioritization of radio stations in the sequence: first first class, then third class. In this case . all or at least some of the radio stations of the first and third class use the same radio frequency.
  • the radio stations of the first class are preferably dealt with in the allocation of radio resources, that is to say those radio stations before an existing one in the radio communication system
  • classes are taken into account when allocating radio resources in such a way that time slots are allocated for one or more radio frequencies in accordance with a prioritization of radio stations in the order: first second and fourth class, then fifth class.
  • the second and fourth classes ie the two classes whose radio stations forward messages to the addressees of these messages, have the higher priority together.
  • a distinction between the priorities of these two classes is also possible.
  • the new sending of a message to the radio communication system has lower priority.
  • a combination of the prioritization of the second, fourth and fifth class described here with the prioritization of the first and third class described above is also possible.
  • the radio frequency or frequencies which are divided between radio stations of the second, fourth and fifth class are advantageously different radio frequencies than that which is divided between the radio stations of the first and third class.
  • the radio stations of the radio communication system communicate with one another using a first radio interface and with the radio device using a second radio interface.
  • the first radio interface can be, for example, a radio interface of a WLAN and the second radio interface can be a cellular radio interface.
  • the radio device according to the invention is particularly suitable for carrying out the method according to the invention, and this also applies to the refinements and developments. For this purpose, it can have other suitable means. It is possible to implement the radio device according to the invention by a plurality of interconnected devices which have the respective means.
  • FIG. 1 a radio communication system
  • FIG. 2 schematically the content of a message sent in accordance with the method according to the invention
  • Figure 3 schematically the structure of a base station according to the invention. - ⁇ •
  • FIG. 1 shows a WLAN which consists of the radio access point AP, the two mobile stations MSI and MS2, and the two relay stations N1 and N2.
  • the radio access point AP has a connection to the Internet INTERNET.
  • the relay stations N1 and N2 are stationary, network-side radio stations which are used to forward messages between the mobile stations MSI and MS2 and the radio access point AP. Additionally or alternatively, it is possible that the forwarding of messages is carried out partially or completely by fixed or mobile subscriber-side radio stations.
  • the WLAN can - not shown in FIG. 1 for the sake of clarity - comprise further radio access points, subscriber-side radio stations and relay stations.
  • the message transmission between the radio stations AP, MSI, MS2, Nl and N2 of the WLAN takes place using a WLAN radio interface.
  • a subscriber-side radio station is within the radio range of the radio access point AP, like the mobile station MSI in FIG. 1, it can communicate directly with the radio access point AP.
  • the message is transmitted between the radio access point AP and the subscriber-side radio station by relaying the messages through relay stations.
  • a message can thus be sent from the radio access point AP to the mobile station MS2 from the radio access point AP to the relay station N1, which forwards the message to the relay station N2, which forwards the message to the mobile station MS2.
  • a first radio frequency is available to the WLAN, which is used for communication between the relay stations N1 and N2 and between the relay stations N1 and N2 and the radio access.
  • AP is used.
  • three further radio frequencies are available, which are used for communication between the relay stations N1 and N2 and the mobile stations MSI and MS2, and between the radio access point AP and the 5th mobile stations MSI and MS2.
  • the three other radio frequencies are therefore always used when a subscriber radio station is involved in the communication.
  • the radio stations AP, MSI, MS2, NI and N2 of the WLAN are located within a radio cell of a base station BS of a cellular radio communication system, illustrated by a cloud, such as a system according to the UMTS standard.
  • the radio access point AP, the relay stations N1 and N2, and possibly also the mobile stations MSI and MS2 can communicate with the base station BS using the cellular radio interface. Since a lower radio frequency is used for communication using the cellular radio interface than for communication within the WLAN, the radio access point AP, the relay stations N1 and N2, and possibly also the mobile stations MSI and MS2 can communicate directly with the base station BS without that the messages are forwarded.
  • the equipment of a subscriber radio station can communicate with the base station BS using the cellular radio interface 'does not apply, a communication between the respective subscriber radio station and the base station BS can be done via that relay station, the subscriber radio station is currently located in the vicinity thereof ,
  • the mobile station MS2 could communicate with the base station BS via the relay station N2 if it is not possible to communicate using the cellular radio interface parts. If a mobile station MSI or MS2 intends to send a message, it requests radio resources for this. ?
  • the message that the mobile station MSI or MS2 intends to send can consist, for example, of a request for data from the Internet INTERNET.
  • the mobile station MSI or MS2 sends out a request message RR-MS (RR: Resource Request) for the allocation of radio resources.
  • the request message RR-MS can either be sent directly to the base station BS, or to the relay station N2 in the case of the mobile station MS2 or to the radio access point AP in the case of the mobile station MSI, which then forwards it to the base station BS.
  • a subscriber-side radio station uses one of the three radio frequencies which can be used for communication from subscriber-side radio stations.
  • the relay station N2 If the relay station N2 has received a message to be forwarded from the mobile station MS2 to the radio access point AP via the relay station N1, it sends a request message RR-NN to the base station BS, which causes the base station BS to assign radio resources to the relay station N2 to send a message to another relay station. It is possible that the request message RR-N-N contains identification information of the relay station Nl. However, it is also possible for the base station BS to simply take from the request message RR-N-N that the radio resources are required by the relay station N2 for sending a message to another relay station.
  • the relay station N2 If the relay station N2 has received a message to be forwarded to the mobile station MS2 from the relay station N1, it sends a request message RR-N-MS to the base station BS.
  • the base station BS recognizes from the request message RR-N-MS that the relay station N2 radio resources for forwarding a message to a subscriber radio station required. It is possible that the request message RR-N-MS contains identification information of the mobile station MS2.
  • the relay station N1 also sends a request message RR-NN to the base station BS in the event that it has to forward a message from the radio access point AP to the relay station N2 or from the relay station N2 to the radio access point AP. Include the request messages sent by the relay stations N1 and N2
  • RR-N-N no identification information of those radio stations to which a message is to be forwarded it cannot be seen from these whether a message is to be forwarded to a relay station N1 or N2 or to the radio access point AP. This is due to the fact that the same radio frequency is used for the communication between the relay stations N1 and N2 and between the relay station N1 and the radio access point AP.
  • the radio access point AP If the radio access point AP has a message received from the Internet INTERNET to the mobile station MSI, it sends a request message RR-AP-MS.
  • the base station BS takes from the request message RR-AP-MS that a message from the radio access point P is to be sent directly to a subscriber-side radio station and that resources are required for this transmission.
  • Identification information of the mobile station MSI can be contained in the request message RR-AP-MS.
  • a request message RR-AP-N is sent to the base station BS with the content that the radio access point AP has radio resources for sending a message to a Relay station required, possibly with identification information from relay station Nl.
  • Each of the request messages RR-MS, RR-NN, .RR-N-MS, RR-AP-MS, RR-AP-N described can contain information about the scope of the message or messages to be sent, so that the base station BS The request messages can tell the extent of radio resources to be assigned to the respective radio station.
  • the request messages RR-MS, RR-N-N, RR-N-MS, RR-AP-MS and RR-AP-N are due to the functions of the radio stations AP, MSI, MS2, Nl and N2 of the WLAN in the message transmission. Ie there are in terms of the functions of the radio stations AP, MSI, MS2, Nl and N2 of the WLAN at • before DER messaging different classes of radio stations.
  • the request messages RR-MS come from subscriber-side radio stations which do not forward messages, but send new messages.
  • the request messages RR-NN originate from relay stations which forward messages received from other relay stations or from a subscriber-side radio station or from a radio access point to other relay stations.
  • the request messages RR-N-MS originate from relay stations which forward a message received from another relay station or from a radio access point to the subscriber-side radio station addressed with the message.
  • the request messages RR-AP-MS originate from a radio access point which forwards a message received from another communication system for a subscriber-side radio station directly to this subscriber-side radio station.
  • the request messages RR-AP-N originate from a radio access point which forwards a message received from another communication system to a relay station for forwarding the message.
  • the base station BS Upon receipt of request messages, the base station BS assigns radio resources to the radio stations AP, MS1, MS2, N1 and N2 of the WLAN at regular intervals. In the Deciding which radio resources are allocated to which radio station *, the Basi.ss : tation BS takes into account the classes of radio stations described above, from which it received the respective request messages. After the decision about the assignment, the base station BS sends a message informing the radio stations concerned about the assignment.
  • FIG. 2 shows the structure of such an information message RESSOURCE MESSAGE sent by the base station BS.
  • the first part PREAMBLE of the RESSOURCE MESSAGE message indicates that a period of time begins with a new radio resource allocation.
  • the following parts inform the radio stations about "which radio resources are assigned to them.
  • the base station BS sends the RESSOURCE MESSAGE message to all relay stations and radio access points to which radio resources are assigned. It is possible for this to happen that the RESSOURCE MESSAGE message is broadcast by the Base station BS is broadcast The subscriber-side radio stations to which radio resources are assigned receive the
  • RESSOURCE MESSAGE message either directly from the base station BS, or by forwarding the RESSOURCE MESSAGE message or information about the radio resources assigned to it from a relay station or a radio access point.
  • the first radio frequency F1 is used by the relay stations N1 and N2 and the radio access point AP, ie for all message transmissions or forwardings within the WLAN in which no subscriber-side radio station is involved.
  • the base station BS thus assigns time slots to the radio stations N1, N2 and AP. The assignment takes place depending on the received request messages or on the class of the radio station requesting the radio resources.
  • assigning the time slots for the first radio frequency F 1 the highest priority is given to the relay stations which issue a request message RR-NN have sent. This is followed by the access points which have sent a request message RR-AP-N.
  • the assignment of time slots for the first radio frequency F1 to radio access points therefore only takes place if each relay station, before the request for the assignment of radio resources, has been allocated to the extent it requires.
  • the reason for this procedure is that the messages to be forwarded by the relay stations already come from other radio stations of the WLAN and are therefore to be transmitted to the addressed radio station quickly, ie without unnecessary delay due to a long stay at a relay station.
  • the news which sent a wireless access point using a request message RR-AP-N towards the assigned resources • but get from the radio access point AP new to the WLAN.
  • Preferring new messages sent to the WLAN over messages already existing in the WLAN would increase the number of messages currently to be forwarded in the WLAN and thus lead to longer transmission times or congestion and bottlenecks in the transmission of messages.
  • the allocation of time slots in relation to the other three radio frequencies F2, F2 and F4 takes place independently of the allocation of the time slots for the first radio frequency F1.
  • the other radio frequencies are used for communication between a subscriber radio station and a relay station or a radio access point.
  • the base station BS also takes the prioritization of radio stations into account when assigning time slots for the radio frequencies F2, F3 and F4.
  • the highest priority is given to the relay stations which have to forward messages directly to a subscriber-side radio station, ie those relay stations which have sent a request message RR-N-MS.
  • the second priority is assigned to the radio access points that have to forward messages directly to a subscriber-side radio station, ie to those radio access points that have a request message sent RR-AP-MS. It is also possible that no distinction is made between the radio stations belonging to the request messages RR-N-MS and RR-AP-MS when allocating resources in terms of their priorities, ie that both have the highest priority.
  • the lowest priority is assigned to the subscriber radio stations which have sent a request message RR-MS. These are assigned time slots for the radio frequencies F2, F3 and F4 only if, after the assignment of time slots to the relay stations from which the request messages RR-N-MS originate, and to the radio access points from which the request messages RR-AP -MS originate, free time slots are still available.
  • each cluster consisting of a relay station and the associated radio stations associated with it, only has time slots for one the radio frequencies F2, F2 and F4 is assigned.
  • a frequency band which is divided into a number of OFDM bands, is available for the communication of the subscriber-side radio stations, so the OFDM bands can be divided between the different clusters from which radio resources have been requested.
  • the radio stations of the clusters are assigned time slots of their respective cluster frequencies.
  • the above statements regarding the prioritization of radio stations when allocating radio resources are particularly useful with regard to radio stations whose signals can interfere undesirably. For example, it is possible to assign the same time slot to the mobile station MS2 and the radio access point AP with respect to the same frequency of the three radio frequencies F2, F2 and F4, since the signals from the mobile station MS2 and the radio access point AP Stand between the mobile station MS2 and the radio access point; AP does not interfere. If the base station BS knows the distances between the radio stations AP, MSI, MS2, N1 and N2 of the WLAN or the network topology of the WLAN, the base station can carry out the prioritization described above in relation to radio stations in which the same radio resource is allocated would cause transmission interference.
  • the method described above is carried out in relation to a restricted geographical area. If the distances between the radio stations AP, MSI, MS2, N1 and N2 of the WLAN are not known to the base station BS, however, prioritization can be carried out as described above with respect to all radio stations AP, MSI, MS2, N1 and N2 of the WLAN.
  • time slots are primarily assigned to the relay station or the radio access point, followed by the assignment to the subscriber-side radio stations.
  • FIG. 3 shows schematically the structure of a base station BS according to the invention.
  • An antenna A is used to send and receive messages via the cellular radio interface.
  • Request messages received via antenna A reach the means RECEIVE RR, where they are processed and analyzed.
  • RECEIVE RR the information taken from the request messages for the allocation according to the method described above is passed on by the RECEIVE RR means.
  • the information relevant to the radio stations is passed on to the means TRASNMIT RESSOURCE MESSAGE, which creates a message for the radio stations and emits it via antenna A.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen (AP, N1, N2, MS1, MS2) eines Funkkommunikationssystems. In dem Funkkommunikationssystem erfolgen Nachrichtenübertragungen zwischen Funkstationen (AP, MS2) durch Weiterleitung dieser Nachrichten über andere Funk stationen (N1, N2) Es sind verschiedene Klassen von Funkstationen (AP, N1, N2, MS1, MS2) hinsichtlich ihrer Funktion bei der Nachrichtenübertragung. Eine Funkeinrichtung (BS) empfängt von Funkstationen (AP, N1, N2, MS1, MS2) Anforderungsnachrichten (RR-MS, RR-N-N, RR-N-MS, RR-AP-MS, RR-AP-N) zur Anforderung einer Zuweisung von Funkressourcen für die Versendung oder Weiterleitung von Nachrichten direkt oder über eine oder mehrere andere Funkstationen (N2, AP). Erfindungsgemäß weist die Funkeinrichtung (BS) Funkressourcen an Funkstationen (AP, N1, N2, MS1, MS2) zu, welche die Zuweisung von Funkressourcen angefordert haben. Dies erfolgt unter Berücksichtigung der Klassen dieser Funkstationen (AP, N1, N2, MS1, MS2). Schließlich informiert die Funkeinrichtung (ES) durch mindestens eine Nachricht über die Zuweisung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Funkeinrichtung (BS) zur Durch führung des Verfahrens.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Zuweisung von Funkressourcen für ein WLAN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen eines Funkkommunikationssystems, in dem Nachrichten zwischen Funkstationen durch Weiterleitung dieser Nachrichten über andere Funkstationen übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Funkeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In FunkkommunikationsSystemen werden Nachrichten, wie beispielsweise Sprachnachrichten, Nachrichten mit Bildinformation, Videoinformation, SMS (Short Message Service) , MMS {Mul- timedia Messaging Service) oder anderen Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Funkstation übertragen. Bei den Funkstationen kann es sich hierbei je nach konkreter Ausgestaltung des FunkkommunikationsSystems um verschiedenartige teilnehmerseitige Funkstationen oder netzseitige Funkstationen wie Funkzugangspunkte, Repeater oder Basisstationen handeln. In einem Mobilfunkkommunikationssystem handelt es sich bei zumindest einem Teil der teilnehmerseitigen Funkstationen um mobile "Funkstationen. Das Abstrahlen der elektromagneti- sehen Wellen erfolgt mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen.
MobilfunkkommunikationsSysteme sind oftmals als zellulare Systeme z.B. nach dem Standard GSM (Global System for Mobile Communication) oder UMTS (Universal Mobile Telecom unications System) mit einer Netzinfrastruktur bestehend z.B. aus Basisstationen, Einrichtungen zur Kontrolle und Steuerung der Basisstationen und weiteren netzseitigen Einrichtungen ausgebildet.
Außer diesen weiträumig organisierten {supralokalen) zellularen, hierarchischen Funknetzen gibt es auch drahtlose lokale Netze (WLANs, Wireiess Local Area Networks) mit einem in der Regel räumlich deutlich stärker begrenzten Funkabdeckungsbereich. Die von den Funkzugangspunkten (AP: Access Point) der WLANs abgedeckten Zellen sind mit einem Durchmesser von bis zu einigen hundert Metern im Vergleich zu üblichen Mobilfunkzellen klein. Beispiele verschiedener Standards für WLANs sind HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth und WATM.
In der Regel wird für WLANs der nicht lizenzierte Frequenzbe- reich um 2,4 GHz genutzt. Datenübertragungsraten liegen bei bis zu 11 Mbit/s. Künftige WLANs können im 5 GHz Bereich betrieben werden und Datenraten von über 50 Mbit/s erreichen. Somit stehen den Teilnehmern der WLANs Datenraten zur Verfügung, die erheblich höher liegen als diejenigen, die von der dritten Mobilfunkgeneration angeboten werden. Damit ist für die Übertragung von großen Datenmengen, insbesondere in Verbindung mit Internetzugriffen, der Zugriff auf WLANs für hochbitratige Verbindungen vorteilhaft .
Über die WLAN Funkzugangspunkte kann eine Anbindung an andere Kommunikationssysteme, so z.B. an das Internet, erfolgen. Hierzu kommunizieren die teilnehmerseitigen Funkstationen des WLAN entweder direkt mit einem Funkzugangspunkt oder bei weiter entfernten Funkstationen über andere Funkstationen, wel- ehe Nachrichten zwischen der teilnehmerseitigen Funkstation und dem Funkzugangspunkt weiterleiten. Die zur Verfügung stehenden, in der Regel knappen, Funkressourcen teilen sich die Funkstationen des WLAN bzw. werden unter den Funkstationen des WLAN aufgeteilt. Erfolgt die Aufteilung z.B. derart, dass einer ersten Nachrichten weiterleitenden Funkstation Funkressourcen in großem Umfang zur Verfügung stehen, während einer zweiten Nachrichten weiterleitenden Funkstation kaum Funkressourcen zur Verfügung stehen, so kann ein Stau bei der Nachrichtenübertragung, eine Überlastung der zweiten weiterlei- tenden Funkstation, und schließlich ein Verlust von Nachrichten resultieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren zur Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen eines FunkkommunikationsSystems, in dem Nachrichtenübertragungen zwischen Funkstationen durch Weiterleitung dieser 5. Nachrichten über andere Funkstationen erfolgt, aufzuzeigen. Weiterhin soll eine Funkeinrichtung zur Zuweisung von Funkressourcen zur Durchführung des Verfahrens vorgestellt werden. 0 Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Funkeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegens- tand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen eines Funkkommunikationssystems. In dem FunkkommunikationsSystem erfolgen Nachrichtenübertra- gungen zwischen Funkstationen durch Weiterleitung dieser Nachrichten über andere Funkstationen. Es sind verschiedene Klassen von Funkstationen hinsichtlich ihrer Funktion bei der Nachrichtenübertragung vorhanden. Eine Funkeinrichtung empfängt von Funkstationen Anforderungsnachrichten zur Anforde- rung einer Zuweisung von Funkressourcen für die Versendung oder Weiterleitung von Nachrichten. Erfindungsgemäß weist die Funkeinrichtung Funkressourcen an Funkstationen, • welche die Zuweisung von Funkressourcen angefordert haben, zu, und zwar unter Berücksichtigung der Klassen dieser Funkstationen. Wei- terhin informiert sie durch mindestens eine Nachricht über die Zuweisung.
Zwischen den Funkstationen des FunkkommunikationsSystems können Nachrichten ausschließlich über Funk übertragen werden, d.h. ohne Einbeziehung einer Infrastruktur, welche Nachrichten über Leitungen überträgt. Bei den Funkstationen des Funkkommunikationssystems kann es sich z.B. um Funkstationen ei- nes WLAN handeln, in Form von z.B. teilnehmerseitigen Funkstationen, Relaisstationen und Funkzugangspunkten. Bei der Funkeinrichtung kann es sich z.B. um eine Basisstation eines zellularen FunkkommunikationsSystems handeln. Jede Funkstati- on des Funkkommunikationssystems, welche an der Nachrichtenübertragung über Funk teilnimmt, gehört einer oder mehrerer Klassen an. Die Klassen beziehen sich hierbei auf die Funktion einer Funkstation bei der Nachrichtenübertragung. Es ist möglich, dass identisch ausgestaltete Funkstationen unter- schiedlichen Klassen angehören. Gehört eine Funkstation mehreren Klassen an, so kann die Funkeinrichtung an der Anfrage dieser Funkstation nach Funkressourcen erkennen, in Bezug auf welche Klasse diese Anfrage erfolgt. Es ist möglich, dass sich die Zugehörigkeit einer Funkstation zu einer oder mehre- ren Klassen mit der Zeit ändert.
Bei den Funkressourcen, welche die Funkeinrichtung den Funkstationen zuweist, kann es sich z.B. um eine oder mehrere Funkfrequenzen, wie z.B. OFDM-Bänder handeln, und/oder um Zeitschlitze und/oder um Codes und/oder um Raumrichtungen.
Besonders vorteilhaft ist die Zuweisung einer Kombination aus Zeitschlitz und Funkfrequenz. Die Zuweisung von Funkressourcen durch die Funkeinrichtung erfolgt unter Berücksichtigung der Klassen von Funkstationen. Dies kann z.B. realisiert wer- den durch eine Priorisierung von verschiedenen Klassen und
Zuweisung von Funkressourcen gemäß einer Reihenfolge der Priorisierung. So ist es z.B. möglich, Funkstationen einer niedriger priorisierten Klasse erst dann Funkressourcen zuzuweisen, wenn keine Funkstationen einer höher priorisierten Klas- se vorhanden sind, welcher nicht die angeforderten Funkressourcen zugewiesen sind. Die Berücksichtigung der Priorisierung kann eingeschränkt sein auf bestimmte Funkressourcen, so kann z.B. von Funkressource zu Funkressource eine unterschiedliche Priorisierung erfolgen, und auch auf bestimmte Funkstationen, so kann z.B. die Berücksichtigung einer bestimmten Priorisierung nur in Bezug auf Funkstationen einer bestimmten geographischen Region erfolgen. Nach erfolgter Zu- Weisung informiert die Funkeinrichtung über diese Zuweisung. Die Versendung einer Nachricht mit Informationen über die Zuweisung kann von der Funkeinrichtung an alle Funkstationen gesendet werden, oder lediglich an diejenigen Funkstationen, welchen Funkressourcen zugewiesen sind und/oder an Funkstationen, welche die Informationen über die Zuweisung im folgenden an andere Funkstationen weiterleiten.
In Ausgestaltung der Erfindung leiten Funkstationen einer ersten Klasse von Funkstationen von Funkstationen empfangenen Nachrichten an andere Funkstationen zur Weiterleitung der Nachrichten weiter. Hierbei kann es sich z.B. um Repeater o- der Relaisstationen handeln, welche keine neuen Nachrichten in das FunkkommunikationsSystem einbringen, sondern bereits von anderen Funkstationen in das Funkkommunikationssystem eingebrachte Nachrichten weiterleiten. Bei den Funkstationen der ersten Klasse kann es sich insbesondere um netzseitige Funkstationen handeln. In Ausgestaltung der Erfindung leiten Funkstationen einer zweiten Klasse von Funkstationen von Funkstationen empfangene Nachrichten an die Funkstationen, an welche die jeweilige Nachricht adressiert ist, weiter. Hierbei kann es sich z.B. um Repeater oder Relaisstationen handeln, welche keine neuen Nachrichten in das Funkkommunikationssystem einbringen, sondern bereits von anderen Funkstationen in das Funkkommunika- - tionssystem eingebrachte Nachrichten weiterleiten. Bei den Funkstationen der zweiten Klasse kann es sich insbesondere um netzseitige Funkstationen handeln.
Eine Funkstation kann der ersten und der zweiten Klasse von Funkstationen angehören, ihre Klassenzugehörigkeit in Bezug auf eine bestimmte Nachricht hängt dann davon ab, für welche Funkstation eine von ihr empfangene und weiterzuleitende Nachricht bestimmt ist. In Ausgestaltung der Erfindung leiten Funkstationen einer dritten Klasse von Funkstationen von einem anderen Kommunikationssystem empfangene Nachrichten an Funkstationen zur Weiterleitung der Nachrichten weiter. Bei den Funkstationen der dritten Klasse kann es sich z.B. um Funkzugangspunkte eines WLAN mit Anbindung ans Internet handeln. Das andere Kommunikationssystem kann als Funkkommunikationssystem ausgestaltet sein. Die Funkstationen der dritten Klasse können insbesondere aus netzseitigen Funkstationen bestehen.
In Ausgestaltung der Erfindung leiten Funkstationen einer vierten Klasse von Funkstationen von einem anderen Kommunikationssystem empfangene Nachrichten an die Funkstation, an welche die jeweilige Nachricht adressiert ist, weiter. Bei den Funkstationen der vierten Klasse kann es sich z.B. um
Funkzugangspunkte eines WLAN mit Anbindung ans Internet handeln. Das andere Kommunikationssystem kann als Funkkommunikationssystem ausgestaltet sein. Die Funkstationen der vierten Klasse können insbesondere aus netzseitigen Funkstationen be- stehen.
Eine Funkstation kann der dritten und der vierten Klasse von Funkstationen angehören, ihre Klassenzugehörigkeit in Bezug auf eine bestimmte Nachricht hängt dann davon ab, für welche Funkstation eine von ihr von dem anderen Kommunikationssystem empfangene und weiterzuleitende Nachricht bestimmt ist.
In Ausgestaltung der Erfindung versenden Funkstationen einer fünften Klasse von Funkstationen eigene Nachrichten an Funk- Stationen. Bei einer eigenen Nachricht handelt es sich um eine Nachricht, welche nicht von einer anderen Funkstation zur Weiterleitung empfangen wurde, sondern von der Funkstation neu in das Funkkommunikationssystem versendet wird. Bei den Funkstationen der fünften Klasse kann es sich insbesondere um teilnehmerseitige Funkstationen handeln. Vorteilhaft ist es, wenn die Berücksichtigung von Klassen bei der Zuweisung von Funkressourcen derart erfolgt, dass- für eine Funkfrequenz Zeitschlitze zugewiesen werden gemäß einer Priorisierung von Funkstationen in der Reihenfolge: zuerst erste Klasse,, dann dritte Klasse. In diesem Fall . verwenden alle oder zumindest ein Teil der Funkstationen der ersten und der dritten Klasse die gleiche Funkfrequenz. Bevorzugt werden die Funkstationen der ersten Klasse bei der Zuweisung von Funkressourcen behandelt, d.h. diejenigen Funkstationen, wel- ehe eine bereits im Funkkommunikationssystem existierende
Nachricht weiterleiten. Die niedriger priorisierten Funkstationen der dritten Klasse hingegen versenden Nachrichten neu in das Funkkommunikationssystem. Somit werden neu in das Funkkommunikationssystem gesendete Nachrichten hintangestellt gegenüber den bereits im Funkkommunikationssystem existierenden Nachrichten.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Berücksichtigung von Klassen bei der Zuweisung von Funk- ressourcen derart, dass für eine oder mehrere Funkfrequenzen Zeitschlitze zugewiesen werden gemäß einer Priorisierung von Funkstationen in der Reihenfolge: zuerst zweite und vierte Klasse, dann fünfte Klasse. In diesem Fall kommt der zweiten und der vierten Klasse, d.h. den beiden Klassen, deren Funk- Stationen Nachrichten an die Adressaten dieser Nachrichten weiterleiten, gemeinsam die höhere Priorität zu. Auch eine Unterscheidung zwischen den Prioritäten dieser beiden Klassen ist möglich. Niedriger priorisiert ist wiederum die neue Versendung einer Nachricht in das Funkkommunikationssystem. Auch eine Kombination der hier beschriebenen Priorisierun der zweiten, vierten und fünften Klasse mit der oben beschriebenen Priorisierung der ersten und dritten Klasse ist möglich. Vorteilhafterweise handelt es sich bei der oder den Funkfrequenzen, welche unter Funkstationen der zweiten, vier- ten und fünften Klasse aufgeteilt werden, um andere Funkfrequenzen als diejenige, welche unter die Funkstationen der ersten und der dritten Klasse aufgeteilt wird. In Ausgestaltung der Erfindung kommunizieren die Funkstationen des FunkkommunikationsSystems untereinander unter Verwendung einer ersten Funkschnittstelle und mit der Funkeinrich- tung unter Verwendung einer zweiten Funkschnittstelle. Bei der ersten Funkschnittstelle kann es sich z.B. um eine Funkschnittstelle eines WLAN und bei der zweiten Funkschnittstelle um eine zellulare Funkschnittstelle handeln.
Die erfindungsgemäße Funkeinrichtung zur Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen eines Funkkommunikationssystems weist Mittel zum Empfangen und Verarbeiten von Anforderungsnachrichten zur Anforderung einer Zuweisung von Funkressourcen für die Versendung oder Weiterleitung von Nachrichten von Funkstationen auf, sowie Mittel zum Zuweisen von Funkressourcen an Funkstationen, welche die Zuweisung von Funkressourcen angefordert haben, unter Berücksichtigung der Klassen dieser Funkstationen, sowie Mittel zum Erstellen und Versenden von mindestens einer Nachricht mit Informationen über die Zuwei- sung der Funkressourcen.
Die erfindungsgemäße Funkeinrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutrifft. Hierzu kann sie weitere geeignete Mittel aufweisen. Es ist möglich, die erfindungsgemäße Funkeinrichtung durch eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Einrichtungen, welche die jeweiligen Mittel aufweisen, zu realisieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1: ein Funkkommunikationssystem,
Figur 2: schematisch den Inhalt einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren versendeten Nachricht, Figur 3: schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Basisstation. - <•
In Figur 1 ist ein WLAN dargestellt, welches aus dem Funkzu- gangspunkt AP, den beiden Mobilstationen MSI und MS2, sowie den beiden Relaisstationen Nl und N2 besteht. Der Funkzugangspunkt AP weist eine Anbindung an das Internet INTERNET auf. Bei den Relaisstationen Nl und N2 handelt es sich um ortsfeste netzseitige Funkstationen, die der Weiterleitung von Nachrichten zwischen den Mobilstationen MSI und MS2 und dem Funkzugangspunkt AP dienen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Weiterleitung von Nachrichten teilweise oder vollständig von ortsfesten oder mobilen teilnehmerseitigen Funkstationen durchgeführt wird. Das WLAN kann - in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt- weitere Funkzugangspunkte, teilnehmerseitige Funkstationen, sowie Relaisstationen umfassen.
Die Nachrichtenübertragung zwischen den Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN erfolgt unter Verwendung einer WLAN Funkschnittstelle. Befindet sich eine teilnehmerseitige Funkstation innerhalb der Funkreichweite des Funkzugangspunktes AP, wie in Figur 1 die Mobilstation MSI, so kann diese direkt mit dem Funkzugangspunkt AP kommunizieren. Bei weiter entfernten teilnehmerseitigen Funkstationen, wie in Figur 1 bei der Mobilstation MS2, erfolgt die Nachrichtenübertragung zwischen dem Funkzugangspunkt AP und der teilnehmerseitigen Funkstation über eine Weiterleitung der Nachrichten durch Relaisstationen. So kann eine Nachricht von dem Funkzugangs- punkt AP an die Mobilstation MS2 von dem Funkzugangspunkt AP an die Relaisstation Nl gesendet werden, welche die Nachricht an die Relaisstation N2 weiterleitet, welche die Nachricht an die Mobilstation MS2 weiterleitet.
Dem WLAN steht eine erste Funkfrequenz zur Verfügung, welche zur Kommunikation zwischen den Relaisstationen Nl und N2, sowie zwischen den Relaisstationen Nl und N2 und dem Funkzu- gangspunkt AP verwendet wird. Zusätzlich stehen drei weitere Funkfrequenzen zur Verfügung, welche zur Kommunikation zwischen den Relaisstationen Nl bzw. N2 und den Mobilstationen MSI bzw. MS2, sowie zwischen dem Funkzugangspunkt AP und den 5. Mobilstationen MSI und MS2 verwendet werden. Die drei weiteren Funkfrequenzen werden somit immer dann eingesetzt, wenn eine teilnehmerseitige Funkstation an der Kommunikation beteiligt ist. 0 Die Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN befinden sich innerhalb einer durch eine Wolke veranschaulichten Funkzelle einer Basisstation BS eines zellularen Funkkommunikationssystems, wie z.B. eines Systems nach dem Standard UMTS. Weitere Bestandteile des zellularen Funkkommunikationssystems sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Der Funkzugangspunkt AP, die Relaisstationen Nl und N2, und gegebenenfalls auch die Mobilstationen MSI und MS2 können mit der Basisstation BS unter Verwendung der zellularen Funkschnittstelle kommunizieren. Da für die Kommunikation unter Verwen- düng der zellularen Funkschnittstelle eine niedrigere Funkfrequenz eingesetzt wird als für eine Kommunikation innerhalb des WLAN können der Funkzugangspunkt AP, die Relaisstationen Nl und N2, und gegebenenfalls auch die Mobilstationen MSI und MS2 direkt mit der BasisStation BS kommunizieren, ohne dass die Nachrichten weitergeleitet werden. Lässt die Ausstattung einer teilnehmerseitigen Funkstation die Kommunikation mit der BasisStation BS unter Verwendung der zellularen Funkschnittstelle' nicht zu, so kann eine Kommunikation zwischen der jeweiligen teilnehmerseitigen Funkstation und der Basis- Station BS über diejenige Relaisstation erfolgen, in deren Nähe sich die teilnehmerseitige Funkstation aktuell befindet. So könnte beispielsweise die Mobilstation MS2 über die Relaisstation N2 mit der Basisstation BS kommunizieren, falls ihr eine Kommunikation unter Verwendung der zellularen Funk- schnittsteile nicht möglich ist. Beabsichtigt eine Mobilstation MSI bzw. MS2 die Versendung einer Nachricht,, so- fordert sie Funkressourcen hierfür an. ? Die Nachricht, deren Versendung die Mobilstation MSI bzw. MS2 beabsichtigt, kann z.B. aus einer Anfrage nach Daten aus dem Internet INTERNET bestehen. Die Mobilstation MSI bzw. MS2 sendet eine Anforderungsnachricht RR-MS (RR: Resource Re- quest) zur Zuweisung von Funkressourcen aus. Die Anforderungsnachricht RR-MS kann entweder direkt an die BasisStation BS versendet werden, oder an die Relaisstation N2 im Fall der Mobilstation MS2 bzw. an den Funkzugangspunkt AP im Fall der Mobilstation MSI, welcher sie dann an die Basisstation BS weiterleitet. Zur Versendung einer Anforderungsnachricht RR- MS an eine Relaisstation oder einen Funkzugangspunkt verwendet eine teilnehmerseitige Funkstation eine der drei Funkfre- quenzen, welche für die Kommunikation von teilnehmerseitigen Funkstationen eingesetzt werden können.
Hat die Relaisstation N2 eine über die Relaisstation Nl an den Funkzugangspunkt AP weiterzuleitende Nachricht von der Mobilstation MS2 empfangen, so versendet sie eine Anforderungsnachricht RR-N-N an die BasisStation BS, wodurch die Basisstation BS zur Zuweisung von Funkressourcen an die Relaisstation N2 zur Versendung einer Nachricht an eine andere Relaisstation aufgefordert wird. Hierbei ist es möglich, dass die Anforderungsnachricht RR-N-N Identifikationsinformation der Relaisstation Nl beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Basisstation BS der Anforderungsnachricht RR-N-N lediglich entnimmt, dass die Funkressourcen von der Relaisstation N2 für die Versendung einer Nachricht an eine andere Re- laisstation benötigt werden.
Hat die Relaisstation N2 eine an die Mobilstation MS2 weiterzuleitende Nachricht von der Relaisstation Nl empfangen, so versendet sie eine Anforderungsnachricht RR-N-MS an die Ba- sisstation BS . Die Basisstation BS erkennt an der Anforderungsnachricht RR-N-MS, dass die Relaisstation N2 Funkressourcen zur Weiterleitung einer Nachricht an eine teilnehmer- seitige Funkstation benötigt. Es ist möglich, dass die Anforderungsnachricht RR-N-MS Identifikationsinformationen der Mobilstation MS2 beinhaltet. Entsprechend versendet auch die Relaisstation Nl eine Anforderungsnachricht RR-N-N an die Basisstation BS in dem Fall, dass sie eine Nachricht von dem Funkzugangspunkt AP an die Relaisstation N2 oder von der Relaisstation N2 an den Funkzugangspunkt AP weiterzuleiten hat. Umfassen die von den Re- laisstationen Nl und N2 versendeten Anforderungsnachrichten
RR-N-N keine Identifikationsinformationen derjenigen Funkstationen, an welche eine Nachricht weiterzuleiten ist, ist diesen nicht zu entnehmen, ob eine Nachricht an eine Relaisstation Nl bzw. N2 oder an den Funkzugangspunkt AP weiterzulei- ten ist. Dies liegt darin begründet, dass für die Kommunikation zwischen den Relaisstationen Nl und N2 und zwischen der Relaisstation Nl und dem Funkzugangspunkt AP die gleiche Funkfrequenz verwendet wird.
Liegt dem Funkzugangspunkt AP eine aus dem Internet INTERNET empfangene Nachricht an die Mobilstation MSI vor, so versendet er eine Anforderungsnachricht RR-AP-MS . Die Basisstation BS entnimmt der Anforderungsnachricht RR-AP-MS, dass eine Nachricht von dem Funkzugangspunkt- P direkt an eine teilneh- merseitige Funkstation versendet werden soll, und dass Ressourcen für diese Versendung benötigt werden. In der Anforderungsnachricht RR-AP-MS können Identifikationsinformationen der Mobilstation MSI enthalten sein. Ist die von dem Funkzugangspunkt AP aus den Internet INTERNET empfange Nachricht hingegen an die Mobilstation MS2 adressiert, so erfolgt die Versendung einer Anforderungsnachricht RR-AP-N an die Basisstation BS mit dem Inhalt, dass der Funkzugangspunkt AP Funkressourcen für die Versendung einer Nachricht an eine Relaisstation benötigt, gegebenenfalls unter Nennung von Identifi- kationsinformationen der Relaisstation Nl . Jede der beschriebenen Anforderungsnachrichten RR-MS, RR-N-N, .RR-N-MS, RR-AP-MS, RR-AP-N kann Angaben über den Umfang der jeweils zu versenden Nachricht oder- achrichten beinhalten, so dass die Basisstation BS den Anforderungsnachrichten ent- nehmen kann, welcher Umfang an Funkressourcen der jeweiligen Funkstation zuzuweisen ist.
Es existieren somit die Anforderungsnachrichten RR-MS, RR-N- N, RR-N-MS, RR-AP-MS und RR-AP-N. Die Unterschiede zwischen den Anforderungsnachrichten sind bedingt durch die Funktionen der Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN bei der Nachrichtenübertragung. D.h. es liegen hinsichtlich der Funktionen der Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN bei • der- Nachrichtenübertragung verschiedene Klassen von Funksta- tionen vor. Die Anforderungsnachrichten RR-MS stammen von teilnehmerseitigen Funkstationen, welche keine Nachrichten weiterleiten, sondern neue Nachrichten versenden. Die Anforderungsnachrichten RR-N-N stammen von Relaisstationen, welche von anderen Relaisstationen oder von einer teilnehmerseitigen Funkstation oder von einem Funkzugangspunkt empfangene Nachrichten an andere Relaisstationen weiterleiten. Die Anforderungsnachrichten RR-N-MS stammen von Relaisstationen, welche eine von einer anderen Relaisstation oder von einem Funkzugangspunkt empfangene Nachricht an die mit der Nachricht ad- ressierte teilnehmerseitige Funkstation weiterleiten. Die Anforderungsnachrichten RR-AP-MS stammen von einem Funkzugangspunkt, welcher eine von einem anderen Kommunikationssystem empfange Nachricht für eine teilnehmerseitige Funkstation direkt an diese teilnehmerseitige Funkstation weiterleitet. Die Anforderungsnachrichten RR-AP-N stammen von einem Funkzugangspunkt, welcher eine von einem anderen KommunikationsSystem empfange Nachricht an eine Relaisstation zu Weiterleitung der Nachricht weiterleitet.
Auf den Empfang von Anforderungsnachrichten hin weist die Basisstation BS den Funkstationen AP, MSl, MS2, Nl und N2 des WLAN in regelmäßigen Zeitabständen Funkressourcen zu. Bei der Entscheidung darüber, welche Funkressourcen an welche Funkstation* zugewiesen werden, berücksichtigt die Basi.ss:tation BS die oben beschriebenen Klassen von Funkstationen, von welchen sie die jeweiligen Anforderungsnachrichten empfangen hat. Nach der Entscheidung über die Zuweisung versendet die Basisstation BS eine Nachricht, mit welcher sie die betroffenen Funkstationen über die Zuweisung informiert.
Figur 2 zeigt den Aufbau einer solchen von der Basisstation BS versendeten Informationsnachricht RESSOURCE MESSAGE. Der erste Teil PREAMBLE der Nachricht RESSOURCE MESSAGE zeigt an, dass eine Zeitspanne mit einer neuen Funkressourcenzuweisung beginnt. Die folgenden Teile informieren die Funkstationen darüber, "welche Funkressourcen ihnen zugewiesen sind. Die Ba- sisStation BS versendet die Nachricht RESSOURCE MESSAGE an alle Relaisstationen und Funkzugangspunkte, welchen Funkressourcen zugewiesen sind. Hierzu ist es möglich, dass die Nachricht RESSOURCE MESSAGE per Broadcast von der Basisstation BS ausgestrahlt wird. Die teilnehmerseitigen Funkstatio- nen, welchen Funkressourcen zugewiesen sind, empfangen die
Nachricht RESSOURCE MESSAGE entweder direkt von der BasisStation BS, oder durch Weiterleitung der Nachricht RESSOURCE MESSAGE oder von Informationen über die ihnen zugewiesenen Funkressourcen von einer Relaisstation oder einem Funkzu- gangspunkt.
Die erste Funkfrequenz Fl wird von den Relaisstationen Nl und N2 und dem Funkzugangspunkt AP verwendet, d.h. für alle Nachrichtenversendungen oder -weiterleitungen innerhalb des WLAN, an welchen keine teilnehmerseitige Funkstation beteiligt ist. In Bezug auf die erste Funkfrequenz Fl weist die Basisstation BS somit den Funkstationen Nl, N2 und AP Zeitschlitze zu. Die Zuweisung erfolgt in Abhängigkeit von den empfangenen Anforderungsnachrichten bzw. von der Klasse der die Funkressourcen anfordernden Funkstation. Am höchsten priorisiert bei der Zuweisung der Zeitschlitze für die erste Funkfrequenz Fl sind die Relaisstationen, welche eine Anforderungsnachricht RR-N-N gesendet haben. Darauf folgen die Zugangspunkte, welche eine Anforderungsnachricht RR-AP-N gesendet haben. Die Zuweisung von Zeitschlitzen für die erste Funkfrequenz Fl an Funkzugangspunkte erfolgt somit nur, wenn jeder Relaisstation, wel- ehe die Zuweisung von Funkressourcen beantragt hat, diese im von ihr benötigten Umfang zugewiesen sind. Der Grund für diese Vorgehensweise liegt darin, dass die von den Relaisstationen weiterzuleitenden Nachrichten bereits von anderen Funkstationen des WLAN stammen und daher rasch, d.h. ohne unnöti- ge Verzögerung durch langen Aufenthalt bei einer Relaisstation, zur adressierten Funkstation übertragen werden sollen. Die Nachrichten, welche ein Funkzugangspunkt unter Verwendung der auf eine Anforderungsnachricht RR-AP-N hin zugewiesenen • Ressourcen versendet jedoch gelangen von dem Funkzugangspunkt AP neu in das WLAN. Die Bevorzugung von neu in das WLAN gesendeten Nachrichten gegenüber bereits im WLAN existierenden Nachrichten würde die Anzahl der aktuell im WLAN weiterzuleitenden Nachrichten erhöhen und somit zu längeren Übertragungsdauern bzw. Staus und Engpässen bei der Nachrichtenüber- tragung führen.
Die Zuweisung von Zeitschlitzen in Bezug auf die weiteren drei Funkfrequenzen F2, F2 und F4 erfolgt unabhängig von der Zuweisung der Zeitschlitze für die erste Funkfrequenz Fl . Die weiteren Funkfrequenzen werden für die Kommunikation zwischen einer teilnehmerseitigen Funkstation und einer Relaisstation bzw. einem Funkzugangspunkt eingesetzt. Auch bei der Zuweisung von Zeitschlitzen für die Funkfrequenzen F2, F3 und F4 berücksichtigt die Basisstation BS eine Priorisierung von Funkstationen. Am höchsten priorisiert werden bei der Ressourcenvergabe die Relaisstationen, welche Nachrichten direkt an eine teilnehmerseitige Funkstation weiterzuleiten haben, d.h. diejenigen Relaisstationen, welche eine Anforderungsnachricht RR-N-MS gesendet haben. Die zweite Priorität wird den Funkzugangspunkten zugeordnet, welche Nachrichten direkt an eine teilnehmerseitige Funkstation weiterzuleiten haben, d.h. denjenigen Funkzugangspunkten, welche eine Anforderungs- nachricht RR-AP-MS gesendet haben. Es ist auch möglich, dass zwischen den zu den Anforderungsnachri-chten RR-N-MS und RR- AP-MS gehörigen Funkstationen bei der Ressourcenvergabe hinsichtlich ihrer Prioritäten nicht unterschieden wird, d.h. dass beide die höchste Priorität einnehmen. Die niedrigste Priorität wird den teilnehmerseitigen Funkstationen, welche eine Anforderungsnachricht RR-MS versendet haben, zuteil. Diesen werden nur dann Zeitschlitze für die Funkfrequenzen F2, F3 und F4 zugewiesen, wenn nach der Zuweisung von Zeit- schlitzen an die Relaisstationen, von welchen die Anforderungsnachrichten RR-N-MS stammen, und an die Funkzugangspunkte, von welchen die Anforderungsnachrichten RR-AP-MS stammen, noch freie Zeitschlitze zur Verfügung stehen.
Vorteilhaft ist es, wenn die beschriebene Priorisierung bei der Zuweisung von Zeitschlitzen in Bezug auf die weiteren drei Funkfrequenzen F2, F2 und F4 unter Verwendung der Randbedingung erfolgt, dass jedem Cluster, bestehend aus einer Relaisstation und den ihr zugeordneten teilnehmerseitigen Funkstationen, nur Zeitschlitze für eine der Funkfrequenzen F2, F2 und F4 zugewiesen wird. Steht z.B. für die Kommunikation der teilnehmerseitigen Funkstationen ein Frequenzband zur Verfügung, welches in eine Anzahl an OFDM-Bändern aufgeteilt ist, so können die OFDM-Bänder zwischen den verschiede- nen Clustern, von welchen Funkressourcen angefordert wurden, aufgeteilt werden. Den Funkstationen der Cluster werden wie oben beschrieben Zeitschlitze ihrer jeweiligen Clusterfre- quenz zugewiesen.
Obige Ausführungen bezüglich der Priorisierung von Funkstationen bei der Zuweisung von Funkressourcen sind insbesondere sinnvoll in Bezug auf Funkstationen, deren Signale unerwünscht interferieren können. So ist es z.B. möglich, der Mobilstation MS2 und dem Funkzugangspunkt AP den gleichen Zeit- schlitz in Bezug auf die gleiche Frequenz der drei Funkfrequenzen F2, F2 und F4 zuzuweisen, da die Signale der Mobilstation MS2 und des Funkzugangspunktes AP aufgrund des Ab- Standes zwischen der Mobilstation MS2 und dem Funkzugangspunkt; AP nicht interferieren. Sind der BasisStation BS die Abstände zwischen den Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN bzw. die Netzwerktopologie des WLAN bekannt, so kann die Basisstation die oben beschriebene Priorisierung jeweils bezogen auf Funkstationen vornehmen, bei denen eine Zuweisung der gleichen Funkressource zu ÜbertragungsStörungen führen würde. Das oben beschriebene Verfahren wird in diesem Fall bezogen auf einen eingeschränkten geographischen Bereich durchgeführt. Sind der Basisstation BS die Abstände zwischen den Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN hingegen nicht bekannt, so kann eine Priorisierung wie oben beschrieben in Bezug auf alle Funkstationen AP, MSI, MS2, Nl und N2 des WLAN durchgeführt werden.
In dem Fall, dass OFDM-Bänder unter die Cluster aufgeteilt werden, ist es möglich, ausreichend voneinander beabstandeten Clustern die gleichen OFDM-Bänder zuzuweisen. Innerhalb eines Clusters werden Zeitschlitze vorrangig der Relaisstation bzw. dem Funkzugangspunkt zugewiesen, gefolgt von der Zuweisung an die teilnehmerseitigen Funkstationen.
Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Basisstation BS . Eine Antenne A dient zur Versendung und zum Empfang von Nachrichten über die zellulare Funkschnittstelle. Über die Antenne A empfange Anforderungsnachrichten gelangen in die Mittel RECEIVE RR, wo sie verarbeitet und analysiert werden. Zur Bestimmung der Zuweisung von Funkressourcen in den Mitteln DETERMINE ALLOCATION werden die den Anforderungs- nachrichten entnommenen für die Zuweisung gemäß dem oben beschriebenen Verfahren relevanten Informationen von den Mitteln RECEIVE RR weitergegeben. Nach erfolgter Entscheidung über die Zuweisung werden die für die Funkstationen relevanten Informationen an die Mittel TRASNMIT RESSOURCE MESSAGE weitergegeben, welche eine Nachricht an die Funkstationen erstellen und über die Antenne A abstrahlen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen {AP, Nl, N2, MSI, MS2) eines Funkkommunikationssys- tems, wobei in dem Funkkommunikationssystem Nachrichtenübertragungen zwischen Funkstationen (AP, MS2) durch Weiterleitung dieser Nachrichten über andere Funkstationen (Nl, N2) erfolgen, verschiedene Klassen von Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) hinsichtlich ihrer Funktion bei der Nachrichtenübertragung vorhanden sind, eine Funkeinrichtung (BS) von Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) Anforderungsnachrichten (RR-MS, RR-N-N, RR-N- MS, RR-AP-MS, RR-AP-N) zur Anforderung einer Zuweisung von Funkressourcen für die Versendung oder Weiterleitung von Nachrichten empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkeinrichtung (BS) Funkressourcen an Funksta- tionen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) , welche die Zuweisung von Funkressourcen angefordert haben, zuweist unter Berücksichtigung der Klassen dieser Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) , und durch mindestens eine Nachricht (RESSOURCE NESSAGE) über die Zuweisung informiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Funkstationen (Nl, N2) einer ersten Klasse von Funkstationen von Funkstationen (AP, MS2) empfangene Nach- richten an andere Funkstationen (N2, Nl) zur Weiterleitung der Nachrichten weiterleiten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Funkstationen (N2) einer zweiten Klasse von Funkstationen von Funkstationen (Nl) empfangene Nachrichten an die Funkstation (MS2) , an welche die jeweilige Nachricht adressiert ist, weiterleiten.■•<
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Funkstationen (AP) einer dritten Klasse von Funkstationen von einem anderen Kommunikationssystem (INTERNET) empfangene Nachrichten an Funkstationen (Nl) zur Weiterleitung der Nachrichten weiterleiten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Funkstationen (AP) einer vierten Klasse von Funkstationen von einem anderen Kommunikationssystem (INTERNET) empfangene Nachrichten an die Funkstation (MSI) , an welche die jeweilige Nachricht adressiert ist, weiterleiten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Funkstationen (MSI, MS2) einer fünften Klasse von Funkstationen eigene Nachrichten an Funkstationen (N2, AP) versenden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Berücksichtigung von Klassen bei der Zuweisung von Funkressourcen derart erfolgt, dass für eine Funkfrequenz (Fl) Zeitschlitze zugewiesen werden gemäß einer Priorisierung von Funkstationen (Nl, N2, AP) in der Rei- henfolge: zuerst erste Klasse, dann dritte Klasse.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Berücksichtigung von Klassen bei der Zuweisung von Funkressourcen derart erfolgt, dass für eine oder mehrere Funkfrequenzen (F2, F3, F4) Zeitschlitze zugewiesen werden gemäß einer Priorisierung von Funkstationen (N2, AP, MSI, MS2) in der Reihenfolge: zuerst zweite Λ.'ϊ Klasse und vierte Klasse, dann fünfte Klasse.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) des Funkkommunikationssystems untereinander unter Verwendung einer ersten Funkschnittstelle und mit der Funkeinrichtung (BS) unter Verwendung einer zweiten Funkschnittstelle kommunizieren.
10. Funkeinrichtung (BS) zur Zuweisung von Funkressourcen an Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) eines Funkkommunikationssystems, wobei in dem Funkkommunikationssystem Nachrichtenübertragungen zwischen Funkstationen (AP, MS2) durch Weiterleitung dieser Nachrichten über andere Funkstationen (Nl, M2) erfolgen, und verschiedene Klassen von Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) hinsichtlich ihrer Funktion bei der Nachrichtenübertragung vorhanden sind, mit Mitteln zum Empfangen und Verarbeiten (A, RECEIVE RR) von Anforderungsnachrichten (RR-MS, RR-N-N, RR-N-MS, RR-AP- MS, RR-AP-N) zur Anforderung einer Zuweisung von Funkressourcen für die Versendung oder Weiterleitung von Nachrichten von Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) , dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin aufweist: Mittel zum Zuweisen (CALCULATE ALLOCATION) von Funkressourcen an Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) , welche die Zuweisung von Funkressourcen angefordert haben, unter Berücksichtigung der Klassen dieser Funkstationen (AP, Nl, N2, MSI, MS2) , Mittel zum Erstellen und Versenden (SEND RESSOURCE MESSAGE, A) von mindestens einer Nachricht (RESSOURCE MESSAGE) mit Informationen über die Zuweisungen der Funk- ressourcen.
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