DE60027685T2

DE60027685T2 - Verfahren und system zur zuordnung eines kanals mit zufallszugriff in einem funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE60027685T2
Application number: DE60027685T
Authority: DE
Inventors: J. Timothy MOULSLEY; Bernard Hunt
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2020-07-22
Also published as: WO2001010157A1; US6907015B1; EP1118236B1; JP2003506931A; DE60027685D1; CN1327697A; CN1147204C; JP4446641B2; KR20010075533A; KR100723986B1; EP1118236A1

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation zu einer Primärstation. Und weiterhin bezieht sie sich auf eine Primärstation und eine Sekundärstation zur Verwendung in einem derartigen System und auf ein Verfahren zum betreiben eines derartigen Systems. Während die vorliegende Beschreibung ein System insbesondere in Bezug auf das sich aufzeichnende "Universal Mobile Telecommunication System" (UMTS) bezieht, dürfte es einleuchten, dass die beschriebenen Techniken auch zur Anwendung in anderen Mobilfunksystemen angewandt werden können. In dieser Beschreibung bezieht sich der Term Kanal mit beliebigem Zugriff auf den logischen Kanal, über den Übertragungen mit beliebigem Zugriff stattfinden, die typischerweise aus einer Anzahl einzelner physikalischer Kanäle bestehen.
Stand der Technik
Ein Kanal mit beliebigem Zugriff ist ein normales Element eines Funkkommunikationssystems, wodurch es ermöglicht wird, dass eine mobile Station (MS) kurze Nachrichten zu einer Basisstation (BS) sendet. Anwendung umfasst Signalisierung zu der Basisstation, wenn die MS eingeschaltet wird, das Senden eines Datenpakets zu der Basisstation, wenn die MS nicht in einem Anruf begriffen ist, und Beantragung der Basisstation zum Zuordnen eines Mittels für die MS zur Verwendung.
In einem System, in dem mobile Stationen oft eine Anforderung haben um Datenpakete zu der Basisstation zu senden, wenn diese nicht wirklich in einem Anruf begriffen sind, ist es vorteilhaft, einen Paketkanal mit beliebigem Zugriff mit ähnlichen Charakteristiken wie ein Standard Kanal mit beliebigem Zugriff zu schaffen, aber gemeint für die Übertragung kleiner Pakete und Pakete mittlerer Größe von einer MS zu der Basisstation.
In eine Ausführungsform eines derartigen Schemas, das für UMTS entwickelt worden ist, sind eine Anzahl Paketkanäle mit beliebigem Zugriff für eine MS verfügbar. Ein Antrag zum Zugreifen auf einen Paketkanal, gesendet von der MS, wird mit einer beliebig gewählten Signatur codiert, die einem der Paketkanäle entspricht. Wenn der Kanal zur Verwendung verfügbar ist, ordnet die BS ihn der beantragenden MS zu.
Wegen der beliebigen Wahl der Signatur ist es möglich, dass einer MS Zugriff auf den selektierten Paketkanal verweigert wird, sogar wenn andere geeignete Kanäle zur Verwendung verfügbar sind. Dieses Problem kann zu beträchtlichen Verzögerungen für eine MS führen, sowie zu einer größerer Interferenz und zu Verlust von Kapazität.
WO 98/18280 beschreibt ein Schema mit beliebigem Zugriff, wobei mobile Stationen ein Signal mit beliebigem Zugriff senden, das eine beliebig selektierte Signatur und eine beliebig selektierte Identität aufweist. Es ist aber möglich, dass zwei oder mehr mobile Stationen simultan übertragen, und zwar unter Verwendung einer identischen Signatur und einer identischen Identität.
Beschreibung der Erfindung
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Zuordnung eines Kanals mit beliebigem Zugriff zu einer MS zu schaffen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation zu einer Primärstation geschaffen, wobei die Sekundärstation Mittel aufweist zum Beantragen von Zugriff auf ein Kanalmittel mit beliebigem Zugriff durch Übertragung eines ersten codierten Signals mit einer ersten Signatur entsprechend dem Mittel, zu der Primärstation, und wobei die Primärstation Mittel aufweist zum Übertragen einer ersten Reaktion auf den Antrag, Mittel zum Selektieren eines Kanals mit beliebigem Zugriff, auf den die Sekundärstation zugreifen darf, und Mittel zum Übertragen eines Kanalzuordnungssignals, das diesen Kanal identifiziert, zu der Sekundärstation, dadurch gekennzeichnet, dass

– Sekundärstation Mittel aufweist um in Reaktion auf den Empfang der ersten Reaktion ein Streitigkeitsauflösungssignal zu der Primärstation zu übertragen, das mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur codiert ist, und
– die Primärstation weiterhin Mittel aufweist zum Übertragen einer weiteren Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal, und wobei die Mittel zum Übertragen eines Kanalzuordnungssignals dazu vorgesehen sind, das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer der Reaktionen zu übertragen.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Primärstation geschaffen zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation zu der Primärstation, mit Mitteln zum Empfangen eines Antrags von der Sekundärstation für Zugriff auf ein Kanalmittel mit beliebigem Zugriff, wobei der Antrag die Übertragung eines codierten Signals mit einer ersten Signatur umfasst, mit Mitteln zum Übertragen einer ersten Reaktion auf den Antrag, mit Mitteln zum Selektieren eines Kanals mit beliebigem Zugriff, auf den die Sekundärstation zugreifen darf, und mit Mitteln zum Übertragen eines Kanalzuordnungssignals, das diesen Kanal identifiziert zu der Sekundärstation, gekennzeichnet durch:

– Mittel zum Empfangen eines codierten Streitigkeitsauflösungssignals mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur, das von der Sekundärstation übertragen wird, und zwar in Reaktion auf die erste Reaktion,
– Mittel zum Übertragen einer weiteren Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal zu der Sekundärstation, und
– wobei die Mittel zur Übertragung des Kanalzuordnungssignals dazu vorgesehen sind, das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer der Reaktionen zu übertragen.

Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sekundärstation geschaffen zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten zu einer Primärstation, mit Mitteln zum Beantragen von Zugriff auf einen Kanalmittel mit beliebigem Zugriff durch Übertragung eines ersten codierten Signals mit einer ersten Signatur entsprechend dem Mittel zu der Primärstation, mit Mitteln zum Empfangen einer ersten Reaktion auf das erste Signal von der Primärstation, und mit Mitteln um aus einem von einer Primärstation übertragenen Kanalzuordnungssignal zu ermitteln, welcher Kanal zugeordnet worden ist, gekennzeichnet durch

– Mittel zum in Reaktion auf die erste Reaktion Übertragen eines Streitigkeitsauflösungssignals, das mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur versehen ist, zu der Primärstation,
– Mittel zum Empfangen einer weiteren Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal von
der Primärstation, und wobei die Mittel um zu ermitteln, welcher Kanal zugeordnet worden ist, dazu vorgesehen sind, aus dem übertragenen Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer der Reaktionen eine Entscheidung zu treffen.

Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Betreiben eines Funkkommunikationssystems mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation zu einer Primärstation, wobei das Verfahren umfasst, dass die Sekundärstation Zugriff auf ein Kanalmittel mit beliebigem Zugriff beantragt durch Übertragung eines ersten Signals, das mit einer ersten Signatur entsprechend dem Mittel codiert ist, zu der Primärstation, und dass die Primärstation eine erste Reaktion auf das erste Signal überträgt, wobei ein Kanal mit beliebigem Zugriff selektiert wird, auf den die Sekundärstation zugreifen darf, und das Übertragen eines Kanalzuordnungssignals zu der Sekundärstation, wobei dieses Signal diesen Kanal identifiziert,
dadurch gekennzeichnet, dass

– die Sekundärstation in Reaktion auf die erste Reaktion ein Streitigkeitsauflösungssignal, das mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur codiert ist, der Primärstation zugeführt wird,
– die Primärstation eine weitere Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal zu der Sekundärstation überträgt, und wobei das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer Reaktion der Reaktionen übertragen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Funkkommunikationssystems,
2 ein Schema eines Basispaketkanals mit beliebigem Zugriff
3 eine Tabelle mit einem möglichen Satz von 16 Präambelsignaturen,
4 ein Schema eines verbesserten Paketkanals mit beliebigem Zugriff, und
5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zur verbesserten Zuordnung eines Paketkanals mit beliebigem Zugriff.
In der Zeichnung sind für entsprechende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet worden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
In 1 umfasst ein Funkkommunikationssystem eine Primärstation (BS) 100 und eine Anzahl Sekundärstationen (MS) 110. Die BS 100 umfasst einen Mikrocontroller (μC) 102, Transceivermittel (Tx/Rx) 104, die mit Antennenmitteln 106 verbunden sind, Leistungsregelmittel (PC) 107 zur Änderung des übertragenen Leistungspegels, und Verbindungsmittel 108 zur Verbindung mit dem PSTN oder einem anderen geeigneten Netzwerk. Jede MS 110 umfasst einen Mikrocontroller (μC) 112, Transceivermittel (Tx/Rx) 114, die mit Antennenmitteln 116 verbunden sind, und Leistungsregelmittel (PC) 118 zum Ändern des übertragenen Leistungspegels. Kommunikation von BS 100 zu MS 110 erfolgt über einen Downlink Kanal 122, während Kommunikation von MS 110 zu BS 100 über einen Uplink Kanal 124 erfolgt.
Ein Basisschema für einen Paketkanal mit beliebigem Zugriff, der in einem Frequenzduplexsystem arbeitet, ist in 2 dargestellt, wobei der Uplink Kanal 124 über dem Downlink Kanal 122 gezeichnet ist. In einer Zugriffsphase überträgt die MS 110 zunächst eine Präambel (P) 202, codiert mit einer Signatur, die aus einem Satz mit 16 möglichen Signaturen beliebig gewählt worden ist, mit einem niedrigen Leistungspegel in einem speziellen Zugriffsschlitz.
Eine Signatur ist ein Signal, gekennzeichnet durch seinen Verschlüsselungscode und den Kanalisationscode, moduliert durch eine bestimmte Bitsequenz. Ein zueinander orthogonaler Satz von Signaturen kann dadurch erhalten werden, dass ein Satz zueinander orthogonaler Bitsequenzen für die Modulation definiert wird. Ein Beispiel eines derartigen Satzes ist in 3 dargestellt, wobei der Satz 16 Signaturen P₀ bis P₁₅ enthält. Jede Signatur P_i umfasst 16 komplexe Symbole S, die je A oder –A sind, wobei A = 1 + i. Die Inverse jeder Signatur wird durch Vertauschung von A und –A erhalten. Die Signaturen und ihre Inversen sind alle zueinander orthogonal.
Ein anderer Satz von Signaturen kann durch Änderung des Verschlüsselungscodes oder des Kanalisationscodes (d.h. des physikalischen Kanals), oder durch Verwendung eines anderen zueinander orthogonalen Satzes mit Bitsequenzen erhalten werden. Auf alternative Weise kann ein größerer Satz mit Signaturen derart definiert werden, dass es geringe Kreuzkorrelationen gibt, statt genau orthogonal. Obschon die vorliegende Beschreibung sich auf Sätze von 16 Signaturen bezieht, können andere Implementierungen Sätze mit anderen Anzahlen Signaturen verwendet werden.
In dem Basisschema bestimmt die Wahl der Präambelsignatur zur Codierung der Zugriffspräambel 202 den von der MS beantragten physikalischen Kanal, wobei jede Präambelsignatur einer begrenzten Anzahl Uplink und Downlink Kanäle entspricht. Wenn die BS 100 die Präambel einwandfrei empfängt und decodiert, überträgt sie eine Präambelbestätigung (A) 206. In dem in 2 dargestellten Beispiel wird, nachdem die erste Präambel 202 übertragen worden ist, keine Bestätigung in dem Schlitz 204 zurückgeschickt, der demselben zugeordnet ist (der typischerweise 1 ms lang sein kann). Die MS 110 überträgt dazu eine andere Präambel 202 mit einem höheren Pegel. Auch hier wird in dem Schlitz 204 keine Bestätigung empfangen, so dass die MS 110 eine andere Präambel 202 mit einer noch höheren Leistung überträgt. Diese wird von der BS 100 empfangen und decodiert, die eine Bestätigung 206 überträgt und dadurch die Zugriffsphase komplettiert.
Die MS 110 wird darüber informiert, dass die Präambel 202 empfangen worden ist, die Bestätigung 206 kann dabei positiv sein, um zu signalisieren, dass die beantragten Kanäle frei sind, oder negativ, um zu signalisieren, dass die verwendet werden und dass Zugriff auf die MS 110 abgelehnt wird. Eine negative Bestätigung (NACK) kann durch die BS 100 angegeben werden, wobei die Phase der Signatur (gegenüber einem bestimmten Bezugswert oder einem Pilotsignal) umgekehrt wird. Auf alternative Art und Weise können einige Signaturen, die von der BS 100 zur Bestätigung verwendet werden, auch als eine NACK verwendet werden.
Die BS 100 wird nur eine Bestätigung für jeden Zugriffsschlitz übertragen, es wurden aber viele Präambeln 202 übertragen. Eine Basis für die Selektion könnte sein, die Präambel 202, die mit der höchsten Leistung empfangen wurde, zu bestätigen. Wenn mehr als nur eine Präambel 202 übertragen wurde, aber wenn jede Präambel mit einer anderen Signatur codiert wurde, wird jede MS 110 wissen, ob ihre Präambel 202 einwandfrei empfangen wurde. Es ist aber möglich, dass mehr als nur eine MS 110 dieselbe Signatur selektierte, und deswegen denkt, dass ihre Präambel 202 empfangen worden ist. Wenn jede dieser mobilen Stationen 110 ihre Daten zu übertragen anfängt, wird das Ergebnis ein Zusammenstoß sein, wobei keine der Daten wahrscheinlich einwandfrei empfangen wird.
Zum Reduzieren der Möglichkeit, dass dies passiert, folgt eine Streitigkeitslösungsphase der Übertragung einer Bestätigung 206, die angab, dass die beantragten Kanäle frei waren. Jede MS 110 die eine Präambel 202 übertrug, die mit einer Signatur codiert ist, entsprechend der Bestätigung durch die BS 100, überträgt nun eine weitere Streitigkeitslösungspräambel (CP) 208. Diese Präambel 208 wird mit einer Signatur codiert, die beliebig aus einem anderen Satz von 16 möglichen Signaturen selektiert worden ist. Dieser Satz kann anders sein als der Satz, der für die Zugriffspräambel 202 verwendet worden ist (entweder durch Änderung des Satzes mit modulierenden Bitfolgen, des Verschlüsselungscodes oder des Kanalisationscodes), oder auf alternative Weise kann der Satz mit Signaturen zwischen Zugriffs- und Streitigkeitslösungsphasen geteilt werden. Die BS 100 liefert dann eine Streitigkeitslösungsbestätigung (CA) 210, entsprechend der selektierten Präambel 208, beispielsweise, diejenige, die mit der höchsten Leistung empfangen wurde, wobei diese Bestätigung 210 es ermöglicht, dass die MS 110 ihre Daten überträgt. Deswegen ist, wenn mehr als nur eine MS 110 dieselbe Zugriffspräambel 202 selektiert haben, die Möglichkeit, dass dieselbe Streitigkeitslösungspräambel 208 auch selektiert wurde. Nach dieser Streitigkeitslösungsphase beginnt die BS 100 mit der Übertragung eines physikalischen Steuerkanals (PCCH) 212, der Leistungsregelungsinformation umfasst zum Instruieren der MS 110 zum Einstellen deren Übertragungsleistung, falls erforderlich, und die MS 110 überträgt einen oder mehrere Datenpakete (PKT) 214 über den zugeordneten Paketkanal, was normalerweise über einen anderen physikalischen Kanal geschieht als diejenigen, die für die Präambelübertragung verwendet werden. Der PCCH 212 kann gleichzeitig mit der Übertragung der Daten 214 anfangen, oder kann vorher anfangen, und zwar um eine Zeit früher, die ausreicht, dass eine geschlossene Schleife Leistungsregelung durchgeführt wird, bevor die Datenübertragung stattfindet.
Ein besonderes Problem mit dem oben beschriebenen Basisschema ist, dass einer MS 110 den Zugriff auf einen Paketkanal entsprechend der selektierten Präambelsignatur verweigert wird, sogar obschon andere geeignete Kanäle verfügbar sein können. Dies macht es wahrscheinlich, dass eine MS 110 genügend Zeit darauf verwendet, zu warten, bis ein Kanal verfügbar wird, insbesondere wenn es viel Verkehr gibt.
In einem System nach der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem dadurch gelindert, dass es ermöglicht wird, dass die BS 100 eine Zuordnung eines Paketkanals gleichzeitig mit der Übertragung einer Zugriffsbestätigung 206 oder einer Streitigkeits lösungsbestätigung 210 signalisiert. Diese Signalisierung kann einen Teil der Bestätigung 206, 210 bilden oder kann gleichzeitig, vorzugsweise, mit demselben Kanalisationscode übertragen werden. Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dargestellt in 4, überträgt die BS 100 auch eine Paketkanalverfügbarkeitsnachricht (AV) 402, damit eine MS 110 die Möglichkeit erhält, zu ermitteln, ob ihr angeforderter Kanal vor der Beantragung des Zugriffs verfügbar ist. Ein derartiges Verfahren ist in unserer ebenfalls eingereichten UK Patentanmeldung 9921548.5 (unser Aktenzeichen PHB 34390) beschrieben worden.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der 5 näher erläutert, wobei es sich um ein Flussdiagramm handelt, das ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zusammenfasst zur verbesserten Zuordnung eines Paketkanals mit beliebigem Zugriff zu einer MS 110. Das Verfahren startet bei dem Schritt 502 mit einer MS 110 mit Daten zur Übertragung über einen Paketkanal mit beliebigem Zugriff. Die MS 110 empfängt in dem Schritt 504 die AV Nachricht 402, die Information über verfügbare Kanäle und Bitraten gibt. Ein mögliches Format für diese Nachricht ist ein Drei-Bit-Wort, das einmal in jedem Frame von 10ms gesendet wird, das eine höchste verfügbare Bitrate (in kbps) aus dem Satz (0, 60, 120, 240, 480, 960, 1920) angibt. Eine besonders bequeme Stelle für diese Nachricht in einer UMTS Ausführungsform ist in einem sonst nicht verwendeten Teil eines Kanals, beispielsweise einen Paging-Indikatorkanal (PICH), der 12 nicht verwendete Bits je Frame aufweist (oder in einem anderen physikalischen Kanal mit demselben Kanalisationscode wie der PICH, wobei nur der Raum auf der linken Seite durch die nicht verwendeten Bits in dem PICH belegt werden).
Die MS 110 ermittelt in dem Schritt 506, ob die erforderliche Bitrate verfügbar ist. Wenn die verfügbare Bitrate Null ist, oder die MS 110 ermittelt, ob die verfügbare Bitrate nicht verfügbar ist, startet der Prozess in dem Schritt 504 neu auf. Wenn die verfügbare Bitrate ausreicht, kann die MS 110 fortfahren. Bevor die MS 110 fortfährt, kann sie eine kurze beliebige Zurückdrehperiode warten, vorzugsweise bis zu einem Frame, um die Wahrscheinlichkeit überflüssiger Zusammenstöße zu reduzieren, wenn eine Anzahl MS 110 gleichzeitig ermitteln, dass dasselbe Mittel frei ist.
Wenn die MS 110 auf diese Weise verfährt, selektiert sie eine Bitrate (die der maximal zur Zeit verfügbaren Bitrate entspricht oder kleiner ist als diese) und stellt die Übertragungsleistung auf einen minimalen Leistungspegel ein. Dieser Leistungspegel wird typischerweise durch die MS 110 ermittelt, und zwar unter Verwendung einer offenen Schleifenleistungsregelung, so dass eine MS 110 gegenüber einer anderen MS 110 nicht im Nachteil ist, die näher bei der BS 100 liegt. Die MS 110 überträgt danach in dem Schritt 508 eine Zugriffspräambel 202, codiert unter Verwendung einer Signatur, entsprechend der selektierten Bitrate. Jede der verfügbaren Signaturen wird mit einer einzigen Bitrate für den Paketkanal und einen entsprechenden PCCH 212 abgebildet. Der Satz mit verfügbaren Signaturen und Abbildungen zwischen Signaturen und Bitraten könnte beispielsweise regelmäßig durch die BS 100 übertragen werden. Wenn mehr als nur eine Signatur verfügbar ist, die der erforderlichen Bitrate entspricht, selektiert die MS 110 eine beliebig.
Die MS 110 ermittelt nun in dem Schritt 510, ob sie eine Bestätigung 206 von der BS 100 empfangen hat. Sollte keine Bestätigung empfangen worden sein, so steigert die MS 110 ihre Übertragungsleistung in dem Schritt 512 und kehrt zu dem Schritt 508 zurück. Sollte eine Bestätigung empfangen worden sein, so ermittelt die MS 110 in dem Schritt 514, ob die Bestätigung positiv war, wobei in diesem Fall der Prozess fortfährt, oder negativ, wobei in dem betreffenden Fall die MS 110 auf eine beliebige Zurückdrehperiode wartet und zu dem Schritt 504 zurückkehrt.
Daraufhin überträgt die MS 110 in dem Schritt 516 eine Streitigkeitslösungspräambel 208, und zwar unter Verwendung einer beliebig selektierten Signatur. Die BS 100 bestätigt höchsten eine der Streitigkeitslösungspräambeln 208 und gibt gleichzeitig den Kanalisationscode für den PCCH 212 und den Verschlüsselungscode für den Uplinkpaketkanal an. Mit einer Wahl von 16 Signaturen und deren Inversen ist es möglich, bis zu 16 verschiedene Präambelsignaturen mit einem einzigen Codewort zu bestätigen und gleichzeitig ein anderes Codewort zu senden, das einen von bis zu 16 verschiedenen Kanalisationscodes angibt. Um den Fall zu vermeiden, dass eine Signatur und ihre Inverse gleichzeitig übertragen werden muss, können die Signaturen in zwei Sätze aufgeteilt werden. Der erste Satz und die Inversen davon werden für Bestätigungen 210 verwendet, während der zweite Satz und die Inversen für Kanalzuordnung verwendet wird.
Zum Schluss ermittelt die MS 110 in dem Schritt 518, ob sie eine Streitigkeitslösungsbestätigung 210 von der BS 110 empfangen hat. Sollte eine CA 210 empfangen worden sein, so ist die MS 110 imstande, um in dem Schritt 520 die Datenpakete 214 über den zugeordneten Kanal zu übertragen, wonach das Verfahren in dem Schritt 522 endet. Sollte keine CA 210 empfangen worden sein, so wartet die MS 110 auf eine beliebige Zu rückdrehperiode und kehrt zu dem Schritt 504 zurück. In dem Fall ist es für die MS 110 wünschenswert, dass sie ihre Übertragungsleistung auf demselben Pegel hält wie der für die ursprüngliche Präambel 202, die von der BS 100 bestätigt zu sein schien.
Das oben beschriebene Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hat eine Anzahl Vorteile. Die Flexibilität des Systems wird verbessert, da jede beliebige Kombination von Uplink Bitraten verwendet werden kann (innerhalb der Fähigkeit der BS 100 oder der Grenze der Mittel, die dem Paketkanal zugeordnet worden sind). Um diese Flexibilität bei bekannten Systemen zu erreichen ist eine oft stattfindende Aktualisierung von Übertragungsparametern erforderlich. Das Senden der CA 210 gleichzeitig mit der Kanalzuordnung minimiert die Verzögerung, während die Wahrscheinlichkeit, dass die MS Zugriff auf einen Paketkanal erhalten kann, sogar wenn viele der verfügbaren Kanäle in Gebrauch sind.
Wenn nur ein begrenzter Satz von Signaturen zur Streitigkeitslösung verfügbar ist, kann ein Mehrstufenprozess angewandt werden, der die Übertragung von zwei oder mehr Streitigkeitslösungspräambeln 208 und entsprechenden Bestätigungen 210 umfasst. Die für aufeinander folgende Präambeln 208 verwendeten Signaturen können aus demselben Satz oder aus weiteren Sätzen gewählt werden. Ein derartiger Prozess ist in unserer ebenfalls eingereichten UK Patentanmeldung 9914926.2 (unser Aktenzeichen PHB 34352). In diesem Fall könnte die Kanalzuordnungsinformation auch zwischen die Streitigkeitenlösungsphasen (und möglicherweise auch mit der Zugriffsbestätigung 206 geteilt) verteilt werden. Auf alternative Weise könnte die Kanalzuordnungsinformation in jeder Bestätigung 206, 210 wiederholt werden.
Die Paketkanalverfügbarkeitsnachricht 402 benutzt nur 3 Bits je Frame, was eine sehr geringe Totalbelastung gegenüber der Einsparung in der Downlink Signalisierung zu Zeiten mit hoher Belastung. Eine Aktualisierungsrate der Größenordnung von einmal je Frame ist ein angemessenes Kompromiss zwischen Downlink Gesamtbelastung und Verzögerung, da die gesamte Übertragungsverzögerung von der Zeit überragt wird, die gebraucht wird zum Übertragen der Datenpakete 214, typischerweise einige Frames. Durch Vermeidung davon, dass die MS 110 versucht zu übertragen, es sei denn, dass sie eine Angabe hat, dass ein geeignetes Mittel verfügbar ist, wird Interferenz minimiert und die MS 110 spart Leistung. Diese Modifikationen werden die gesamte Durchströmung des Paketkanals unter Spitzenbelastungsumständen steigern.
Stattdessen, dass man eine Verfügbarkeitsnachricht 402 hat, könnte eine MS 110 Systemaktivitäten überwachen um zu ermitteln, welche Paketkanäle wahrscheinlich frei sein werden. Dies erfordert aber, dass die MS 110 eine längere Periode vor der Übertragung überwacht, und es kann sein, dass die erhaltene Information nicht völlig zuverlässig ist. Folglich wird, gegeben der geringen Gesamtbelastung, die Verfügbarkeitsnachricht 402 bevorzugt.
Wie oben beschrieben, können die Parameter, assoziiert mit dem physikalischen Kanal, der zur Paktübertragung verwendet wird (beispielsweise Bitrate, Verschlüsselungs- und Kanalisationscodes für Uplink und Downlink) durch Bezugnahme auf die in der Uplink übertragene Präambelsignatur. Als weitere Verbesserung können diese Parameter auch teilweise (oder völlig) unter Bezugnahme des für die Präambelübertragung verwendeten Zeitschlitzes bestimmt werden. Dazu könnte eine Abbildung zwischen einem Satz mit Präambelsignaturen (und/oder Zeitschlitz) und einem entsprechenden Satz mit physikalischen Kanälen definiert werden, die zur Verwendung eines MS 110 durch das System zugeordnet werden könnten. Information, die eine derartige Abbildung (oder derartige Abbildungen) beschreibt, könnte von der BS 100 gesendet werden.
Die nachfolgenden möglichen Abbildungen lassen sich unterscheiden:

a) eine einzige Signatur → einen einzigen physikalischen Kanal
b) mehrere Signaturen → einen einzigen physikalischen Kanal
c) mehrere Signaturen → mehrere physikalische Kanäle
d) eine einzige Signatur → mehrere physikalische Kanäle

In den Fällen a) und b) wird der physikalische Kanal einzigartig durch die Signatur bestimmt, so dass keine Kanalzuordnungsnachricht erforderlich ist.
In den Fällen c) und d) ist eine Kanalzuordnungsnachricht erforderlich, und zwar um anzugeben, welcher bestimmte physikalische Kanal von der MS verwendet werden soll. In diesen fallen können wir auch vereinfachende Beschränkungen hinzufügen, wie die Anforderung, dass die Bitraten für alle physikalischen Kanäle innerhalb einer einzigen Abbildung gleich sind.

Eine andere Erweiterung, die mehr Flexibilität in der Entwicklung schafft, ist das Gestatten jeder beliebigen Kombination von Abbildungen zwischen Signaturen und physikalischen Kanälen, die betreffenden Implementierungsbeschränkungen ausgesetzt sind. So könnten beispielsweise die nachfolgenden Abbildungen in einer einzigen Systemkonfiguration definiert werden.

Signatur 1	→ Kanal 1, Bitrate 480kbps
Signatur 2	→ Kanal 2, Bitrate 480kbps
Signaturen 3 und 4	→ Kanal 3, Bitrate 240kbps
Signaturen 5 und 6	→ Kanäle 4, 5, 6 und 7, Bitrate 60kbps
Signatur 7	→ Kanäle 8 und 9, Bitrate 120kbps

Wie oben beschrieben, ist eine Kanalzuordnungsnachricht nur dann erforderlich, wenn die Selektion einer Signatur durch die MS 110 nicht allein den physikalischen Kanal bestimmt. Es kann sein, dass es nicht notwendig ist, die Abbildungen auf untereinander exklusive Sätze von Kanälen zu beschränken. Dan könnte auf einen bestimmten physikalischen Kanal über mehr als nur eine Abbildung zugegriffen werden. So könnte beispielsweise, obschon es nicht unbedingt einen Vorteil dabei gibt, eine Abbildung aus einer neuen Signatur 8 zu dem Kanal 6 hinzugefügt werden. Als weitere Verfeinerung könnte der gleiche Downlink Kanalisationscode verwendet werden um mehr als eine Bitrate zu verwenden. Das heißt, die Uplink Bitrate und der Downlink Kanalisationscode könnte unabhängig spezifiziert werden, und ein einziger Kanalisationscode könnte von mehr als nur einem Kanal verwendet werden, nicht aber gleichzeitig.
Wenn Zustands- oder Verfügbarkeitsinformation gesendet wird, könnte diese für jede Abbildung angeben, ob einige der entsprechenden Kanäle verfügbar sind (wozu 5 Bits für 5 Abbildungen in dem oben stehenden Beispiel erforderlich sind). Eine Alternative wäre, die Verfügbarkeit jedes Kanals (9 Bits für 9 Kanäle) zu senden. Eine andere Alternative wäre, die höchste verfügbare Bitrate anzugeben (3 Bits für 5 Bitraten).
Ebenso wie die Anwendung in einem FDD System, wie oben beschrieben, könnte die vorliegende Erfindung in anderen Typen eines Kommunikationssystems angewandt werden. So könnte sie beispielsweise in einem TDMA-System angewandt werden, unter der Bedingung, dass die Uplink Übertragungen in verschiedenen Zeitschlitzen gegenüber den Downlink Übertragungen stattfinden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf Paketübertragung. Dieselben Grundlagen können auch auf ein System angewandt werden, bei dem Schaltungsanordnungen zur Datenübertragung vorgesehen sind.
In der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen schließt das Wort "ein" vor einem Element das Vorhandensein einer Anzahl derartiger Elemente nicht aus. Weiterhin schließt das Wort "enthalten" das Vorhandensein anderer Elemente oder Schritte als diejenigen, die genannt wurden, nicht aus.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Gebiet von Funkkommunikationssystemen, beispielsweise UMTS, anwendbar.

5

502: Start
504: Zustand auslesen
506: Verfügbar ?
508: Senden
512: Leistung erhöhen
516: CP übertragen
520: PKT übertragen
522: Ende

Claims

Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation (110) zu einer Primärstation (100), wobei die Sekundärstation (110) Mittel (112, 114) aufweist zum Beantragen von Zugriff auf ein Kanalmittel mit beliebigem Zugriff durch Übertragung eines ersten codierten Signals mit einer ersten Signatur entsprechend dem Mittel, zu der Primärstation (100), und wobei die Primärstation (100) Mittel (104) aufweist zum Übertragen einer ersten Reaktion auf den Antrag, Mittel (102) zum Selektieren eines Kanals mit beliebigem Zugriff auf den die Sekundärstation (110) zugreifen darf, und Mittel (104) zum Übertragen eines Kanalzuordnungssignals, das diesen Kanal identifiziert, zu der Sekundärstation (110), dadurch gekennzeichnet, dass – Sekundärstation (110) Mittel (114) aufweist um in Reaktion auf den Empfang der ersten Reaktion ein Streitigkeitsauflösungssignal zu der Primärstation zu übertragen, das mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur codiert ist, und – die Primärstation (100) weiterhin Mittel (104) aufweist zum Übertragen einer weiteren Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal, und wobei die Mittel (104) zum Übertragen eines Kanalzuordnungssignals dazu vorgesehen sind, das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer der Reaktionen zu übertragen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal mit beliebigem Zugriff dazu vorgesehen ist, Daten in Paketen zu übertragen.
Primärstation (100) zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation (110) zu der Primärstation (100), mit Mitteln (104) zum Empfangen eines Antrags von der Sekundärstation (110) für Zugriff auf ein Kanalmittel mit beliebigem Zugriff, wobei der Antrag die Übertragung eines codierten Signals mit einer ersten Signatur umfasst, mit Mitteln (104) zum Übertragen einer ersten Reaktion auf den Antrag, mit Mitteln (102) zum selektieren eines Kanals mit beliebigem Zugriff, auf den die Sekundärstation (110) zugrei fen darf, und mit Mitteln (104) zum Übertragen eines Kanalzuordnungssignals, das diesen Kanal identifiziert zu der Sekundärstation (110), gekennzeichnet durch: – Mittel (104) zum Empfangen eines codierten Streitigkeitsauflösungssignals mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur, das von der Sekundärstation (110) übertragen wird, und zwar in Reaktion auf die erste Reaktion, – Mittel (104) zum Übertragen einer weiteren Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal zu der Sekundärstation (110), und – wobei die Mittel (104) zur Übertragung des Kanalzuordnungssignals dazu vorgesehen sind, das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer der Reaktionen zu übertragen.
Primärstation (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (104) vorgesehen sind zum Übertragen einer weiteren Reaktion auf ein weiteres Streitigkeitsauflösungssignal, das von der Sekundärstation (110) übertragen wurde.
Primärstation (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (104) vorgesehen sind zum Übertragen des Kanalzuordnungssignals gleichzeitig mit jeder der Reaktionen.
Primärstation (100) nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch Mittel (102) zum Aufteilen des Kanalzuordnungssignals in eine Anzahl Teile, und durch Mittel (104) zum Übertragen jedes der Teile gleichzeitig mit einer betreffenden Reaktion der Reaktionen.
Primärstation (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (102) vorgesehen sind um das Kanalzuordnungssignal als Teil der oder jeder Reaktion einzuschließen.
Primärstation (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (104) vorgesehen sind zum Übertragen einer Zustandsnachricht des Kanals mit beliebigem Zugriff, wobei diese Nachricht die höchste Datenrate angibt, die in dem Kanal mit beliebigem Zugriff verfügbar ist.
Sekundärstation (110) zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten zu einer Primärstation (100), mit Mitteln (112, 114) zum Beantragen von Zugriff auf einen Kanalmittel mit beliebigem Zugriff durch Übertragung eines ersten codierten Signals mit einer ersten Signatur entsprechend dem Mittel zu der Primärstation (100), mit Mitteln (114) zum Empfangen einer ersten Reaktion auf das erste Signal von der Primärstation (100), und mit Mitteln (112) um aus einem von einer Primärstation (100) übertragenen Kanalzuordnungssignal zu ermitteln, welcher Kanal zugeordnet worden ist, gekennzeichnet durch – Mittel (114) zum in Reaktion auf die erste Reaktion Übertragen eines Streitigkeitsauflösungssignals, das mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur versehen ist, zu der Primärstation (100), – Mittel (114) zum Empfangen einer weiteren Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal von der Primärstation (100), und wobei die Mittel (112) um zu ermitteln, welcher Kanal zugeordnet worden ist, dazu vorgesehen sind, aus dem übertragenen Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer der Reaktionen eine Entscheidung zu treffen.
Sekundärstation (110) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel (114) zum Empfangen einer Zustandsnachricht über einen Kanal mit beliebigem Zugriff, wobei diese Nachricht die Verfügbarkeit der Kanalmittel mit beliebigem Zugriff angibt, und durch Mittel (112) zur Verwendung der Zustandsnachricht als eine Überprüfung des Kanalzuordnungssignals vor der Anfangsübertragung von Daten.
Verfahren zum Betreiben eines Funkkommunikationssystems mit einem Kanal mit beliebigem Zugriff zur Übertragung von Daten von einer Sekundärstation (110) zu einer Primärstation (100), wobei das Verfahren umfasst, dass die Sekundärstation (110) Zugriff auf ein Kanalmittel mit beliebigem Zugriff beantragt durch Übertragung eines ersten Signals, das mit einer ersten Signatur entsprechend dem Mittel codiert ist, zu der Primärstation (100), und dass die Primärstation (100) eine erste Reaktion auf das erste Signal überträgt, wobei ein Kanal mit beliebigem Zugriff selektiert wird, auf den die Sekundärsta tion (110) zugreifen darf, und das Übertragen eines Kanalzuordnungssignals zu der Sekundärstation (110), wobei dieses Signal diesen Kanal identifiziert, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sekundärstation (110) in Reaktion auf die erste Reaktion ein Streitigkeitsauflösungssignal, das mit einer beliebig selektierten zweiten Signatur codiert ist, der Primärstation (100) zugeführt wird, – die Primärstation (100) eine weitere Reaktion auf das Streitigkeitsauflösungssignal zu der Sekundärstation (110) überträgt, und wobei das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit wenigstens einer Reaktion der Reaktionen übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärstation (110) ein weiteres Streitigkeitsauflösungssignal überträgt und die Primärstation (100) in Reaktion auf das weitere Streitigkeitsauflösungssignal eine weitere Reaktion überträgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärstation (100) das Kanalzuordnungssignal gleichzeitig mit jeder der Reaktionne überträgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärstation (100) das Kanalzuordnungssignal in eine Anzahl Teile aufteilt, und jeden den Teile gleichzeitig mit der betreffenden Reaktion der Reaktionen überträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärstation (100) das Zuordnungssignal als Teil der oder jeder Reaktion umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärstation (100) eine Zustandsnachricht über den Kanal mit beliebigem Zugriff überträgt, wobei dese Nachricht die höchste Datenrate angibt, die in dem Kanal mit beliebigem Zugriff verfügbar ist.