DE60113875T2

DE60113875T2 - Ungleicher fehlerschutz in ein paketübertragungssystem

Info

Publication number: DE60113875T2
Application number: DE60113875T
Authority: DE
Inventors: Gerd Zimmermann; Hui Li; Fabian Wenger; Jan Lindskog; Mathias Pauli
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: EP1340333A2; AU2002235741A1; WO2002047315A3; ES2246344T3; WO2002047315A2; EP1211837A1; ATE306156T1; EP1340333B1; US7333449B2; DE60113875D1; US20040132442A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Paketübertragungssystem, und im speziellen auf ein drahtloses Übertragungssystem, wobei Daten in Paketen bei verschiedenen Fehlersicherungsniveaus übertragen werden, und wobei das Fehlersicherungsniveau eines Pakets (= das nachfolgende Paket) verschieden sein kann von dem Fehlersicherungsniveau eines vorhergehenden Pakets, ohne Bereitstellen einer Code-Beendigung zwischen dem vorhergehenden und dem nachfolgenden Paket.
Ein Paketübertragungssystem gemäß diesen Merkmalen ist der Europäische WLAN-Standard eines Hochleistungsfunklokalnetzwerks Typ 2 (European WLAN Standard High Performance Radio Local Area Network Type 2, HIPERLAN/2), das von dem Europäischen Telekommunikationsstandardisierungsinstitut (European Telecommunication Standardization Institute, ETSI) in dem Breitbandfunkzugangsnetzwerkprojekt (Broadband Radio Access Network Project, BRAN) entwickelt wurde. ETSI kreierte das BRAN-Projekt zum Entwickeln von Standards und einer Spezifikation für Breitbandfunkzugangsnetzwerke, die einen großen Bereich von Anwendungen abdecken und für verschiedene Frequenzbänder vorgesehen sind. Der Umfang der HIPERLAN/2 technischen Spezifikationen ist auf die Luftschnittstelle begrenzt, sowie die Serviceschnittstellen des drahtlosen Teilsystems, die Konvergenzschichtfunktionen und Unterstützungsfähigkeiten, die benötigt werden zum Realisieren der Dienste. Daher beschreiben die HIPERLAN/2 technischen Spezifikationen nur die physikalische Schicht bzw. physikalische Übertragungsschicht (Physical Layer, PHY) und die Datenverbindungssteuerschicht (Data Link Control Layer, DLC), die unabhängig vom Kernnetzwerk sind, und die kernnetzwerkspezifische Konvergenzschicht. Die Netzwerkschicht und höhere Schichten, die für ein komplettes System benötigt werden, unterliegen nicht der HIPERLAN/2-Spezifikation. Von diesen Spezifikationen wird angenommen, dass sie erhältlich sind oder von anderen entwickelt werden.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
HIPERLAN/2 ist entwickelt als ein Hochgeschwindigkeitsfunkkommunikationssystem mit typischen Datenraten von 6 Mbit/s bis 54 Mbit/s. Es verbindet tragbare Geräte mit Breitbandnetzwerken, die auf dem Internetprotokoll (IP), Asynchron-Transfer-Modus (ATM) und anderen Technologien basieren. Zusätzlich zu einem zentralisierten Modus, der zum Betreiben von HIPERLAN/2 als ein Zugangsnetzwerk über einen festen Zugangspunkt verwendet wird, wird eine Fähigkeit für eine Direktverbindungskommunikation bereitgestellt. HIPERLAN/2-Systeme werden vorgesehen in dem 5 GHz-Band mit einer Leistungsbegrenzung von 1 W Durchschnitts-EIRP (äquivalente isotropische ausstrahlende Leistung) betrieben zu werden.
HIPERLAN/2 verwendet das Multiträgerschema-Orthogonalfrequenz-Multiplexen (OFDM), das bekannterweise in frequenzselektiven Umgebungen sehr robust ist. In dem HIPERLAN/2-Standard werden mehrere verschiedene kohärente Modulationsschemata, wie BPSK, QPSK, 16-QAM und optional 64-QAM, spezifiziert, die für eine Teilträgermodulation verwendet werden. Für eine Vorwärtsfehlerkorrektur sind Faltungscodes mit Raten von 1/2, 1/16 und 3/4 spezifiziert, die durch Puncturing eines Faltungs-Muttercodes von einer Rate von 1/2 erhalten werden. Die Kombination eines Modulationsschemas und einer Code-Rate wird als physikalischer Schicht-Modus bezeichnet. Die möglichen resultierenden physikalischen Schicht-Modi von HIPERLAN/2 sind in Tabelle 1 aufgelistet:
Tabelle 1: Physikalischen-Schicht-Modi von HIPERLAN/2
Um die Funkverbindungsfähigkeit aufgrund verschiedener Interferenzsituationen und eines Abstands von Mobilendgeräten (MTs) zu verbessern, wird der passende Physikalischen-Schicht-Modus durch ein Verbindungsadaptionsschema bzw. Link-Adaption-Schema ausgewählt.
In HIPERLAN/2 werden Daten und Steuerinformation auf Transportkanälen abgebildet. Ein Paket wird Protokolldateneinheit (Protocol Data Unit, PDU) genannt. Sechs unterschiedliche Protokolldateneinheitstypen für verschiedene Transportkanäle werden spezifiziert.

• BCH-PDU PDU für einen Übertragungskanal
• FCH-PDU PDU für einen Rahmenkanal
• ACH-PDU PDU für einen Zugangsrückführkanal
• SCH-PDU PDU für einen Kurztransportkanal
• LCH-PDU PDU für einen Langtransportkanal
• RCH-PDU PDU für einen Zufallskanal

Mehrere PDUs werden in der Datenverbindungssteuer-(DLC)-Schicht zu einem PDU-Zug bzw. -Folge kombiniert. Um verschiedene Datenverbindungen für verschiedene Anwendungen zu erstellen, sogenannte Datenverbindungssteuerverbindungen (DLC-Verbindungen), kann eine PDU-Folge aus mehreren Sequenzen (im folgenden auch Teil-Folgen genannt; gezeigt in 4) bestehen. Zum Beispiel wird eine DLC-Verbindung erstellt zum Austauschen von E-Mail-Daten zwischen einer E-Mail-Client-Anwendung und einer E-Mail-Server-Anwendung, und andere Datenschichtverbindungen werden erstellt zum Austauschen von Daten zwischen einem Internet-Browser und einem Server.
Die Datenverbindungssteuerschicht von HIPERLAN/2 spezifiziert sechs verschiedene DPU-Folgentypen:

• Übertragungs-PDU-Folge
• FCH- und ACH-PDU-Folge
• Downlink-PDU-Folge
• Uplink-PDU-Folge mit kurzer Präambel
• Uplink-PDU-Folge mit langer Präambel
• Direkte Verbindungs-PDU-Folge

Die BCH, FCH und ACH enthalten Steuerinformation und sie werden zusammen auf eine PDU-Folge abgebildet. Im Fall mehrerer Antennen, bildet die BCH die separate Übertragungs-PDU-Folge und die FCH und ACH für jede Antenne zusammen die FCH- und ACH-PDU-Folge. Die Downlink- und die Uplink-PDU-Folgen enthalten PDUs mit mehreren DLC-Verbindungen des gleichen Mobilendgeräts (MT), wobei jede einen Kurztransportkanal (SCH), sowie einen Langtransportkanal (LCH) enthält. Die letzten vier Typen einer PDU-Folge (Downlink-PDU-Folge, Uplink-PDU-Folge mit kurzer Präambel, Uplink-PDU-Folge mit langer Präambel, direkte Verbindungs-PDU-Folge) werden von einem Codierer als Ganzes verarbeitet. Schluss-Bits werden an jede Folge für Code-Beendigungszwecke angehängt. Diese Bits, bezeichnet als Schluss-Bits, bewirken, dass der Faltungscodierer zu einem bestimmten Anfangszustand zurückkehrt, dem "Nullzustand". Eine Code-Beendigung wird auch für die BCH, FCH und ACH für jedes PDU getrennt ausgeführt. Dies bewirkt auch, dass ein Decodieren besser ausgeführt werden kann, da eine PDU-Folge bei einem vorbestimmten Zustand endet.
Alle SCHs einer Datenverbindungssteuer-Verbindung werden mit dem gleichen Physikalischen-Schicht-Modus übertragen. Dies trifft auch für alle LCHs einer Datenverbindungssteuer-(LCH)-Verbindung zu. Der Physikalische-Schicht-Modus der SCHs und LCHs einer DLC-Verbindung kann unterschiedlich sein. Verschiedene DLC-Verbindungen innerhalb einer PDU-Folge wird erlaubt, verschiedene physikalische Schicht-Modi zu verwenden. Dadurch wird in der Downlink- und in der Uplink-PDU-Folge eine Code-Beendigung nur einmal pro PDU-Folge ausgeführt, und Probleme können durch Wechseln des Physikalischen-Schicht-Modus innerhalb einer PDU-Folge auftreten.
Beispielsweise wird ein Fall angenommen, in dem die SCHs einer DLC-Verbindung übertragen werden mit dem sehr robusten 6-Mbps-Modus und die folgenden LCHs mit dem empfindlicheren Physikalischen-Schicht-36-MBPS-Modus. Deshalb unterscheiden sich die resultierenden Fehlerraten nach der Codierung der unterschiedlichen PDU-Typen signifikant. In diesem Fall erhöht sich die Fehlerrate der SCHs, aufgrund der relativ hohen Fehlerrate der folgenden PDUs. Deshalb ist der Speicher in dem Decodierprozess inhärent, und keine Code-Beendigung wird zwischen den PDUs mit verschiedenen Fehlersicherungseigenschaften ausgeführt.
Es gibt mehrere Gründe, warum dem Physikalischen-Schicht-Modus der SCHs und LCHs einer DLC-Verbindung erlaubt wurde, sich zu unterscheiden. Ein Grund dafür ist, dass SCHs empfindlichere Informationen, wie Bestätigungen, tragen, und deshalb sollte die Fehlersicherung so hoch wie möglich sein. Deshalb wurden in HIPERLAN/2 nur die 6, 9 und 18 Mbps-Moden für die SCHs erlaubt. Die LCHs tragen Dateninformation. Falls der Physikalische-Schicht-Modus zu niedrig ausgewählt wird, gibt es keine Fehler, aber der Durchsatz ist durch den Physikalischen-Schicht-Modus begrenzt. Falls der Physikalische-Schicht-Modus zu hoch ausgewählt wird, ist die Fehlerrate zu hoch und übermäßige Wiederübertragungen werden den Durchsatz drastisch reduzieren. Das Optimum hängt natürlich von einer tatsächlichen Übertragungssituation ab, aber um eine ungefähre Orientierung zu geben, eine relativ hohe Fehlerrate von 10% kann das Optimum für einen maximalen Durchsatz darstellen.
Im folgenden werden zum Vergleichen der Fehlersicherungseigenschaften zwischen zwei Paketen, Pakete mit einem höheren Fehlersicherungsniveau bezeichnet, wenn die Pakete robuster für Übertragungsfehler etc. sind, als das Paket, mit dem es verglichen wird. Umgekehrt wird ein Paket mit einem geringeren Fehlersicherungsniveau bezeichnet, falls es empfindlicher für Übertragungsfehler ist, als ein anderes Paket, mit dem es verglichen wird.
Ein beispielhaftes Ergebnis einer Bit-Fehlerrate (BER) über Zeit für zwei Pakettypen mit einem verschiedenen Fehlersicherungsniveau, wird in 5a gezeigt. Ein erstes Paket PDU_N wird bei einem geringen Fehlersicherungsniveau übertragen, beispielsweise codiert mit einer Codierrate von 3/4 und moduliert durch QPSK.
Deshalb wird die resultierende Bit-Fehlerrate BER relativ hoch. Ein zweites Paket PDU_N+1 folgend diesem ersten Paket PDU_N wird bei einem höheren Fehlersicherungsniveau übertragen, beispielsweise moduliert als BPSK und codiert durch eine Code-Rate von 1/2. Aufgrund des höheren Fehlersicherungsniveaus des zweiten Pakets PDU_N+1, fällt die Bit-Fehlerrate auf ein niedrigeres Niveau ab. Im Fall, dass das erste Paket PDU_N mit einer Code-Beendigung bereitgestellt wird, wird die Bit-Fehlerrate sofort in einem Schritt abfallen auf dieses tiefere Niveau an der Grenze zwischen dem ersten Paket PDU_N und dem zweiten Paket PDU_N+1 (gekennzeichnet durch die gestrichelte Linie in 5a).
Die durchgezogene Linie zeigt das Abfallen der Fehlerrate an der Grenze des ersten Pakets PDU_N zu dem zweiten Paket PDU_N+1, falls keine Code-Beendigung auf das erste Paket PDU_N angewendet wird. In beiden Fällen wird der Decoder, beim Decodieren des zweiten Pakets PDU_N+1, Proben bzw. Abtastungen von dem Ende des ersten Pakets PDU_N verwenden. Im Fall einer Code-Beendigung werden diese Proben schon den Decodierer in einen gewissen internen Zustand so konvergiert haben, dass der Decodierprozess des zweiten Pakets PDU_N+1 mit sehr verlässlichen Proben fortfährt. Im Fall einer fehlenden Code-Beendigung muss der Decodierer Proben von dem Ende des ersten Pakets PDU_N+1 verwenden, die weniger verlässlich sind. Daher erstreckt sich die hohe Bit-Fehlerrate dieser Proben hinter dem Ende des ersten Pakets PDU_N in den Anfangsabschnitt des zweiten Pakets PDU_N+1. Mit dem angehenden Decodieren werden weniger Proben des Endes des ersten Pakets verwendet, und der Einfluss des geringen Fehlersicherungsniveaus des ersten Pakets PDU_N auf das zweite Paket PDU_N+1 verringert sich. Wenn nicht mehr Proben des ersten Pakets PDU_N zum Decodieren verwendet werden, hat die Bit-Fehlerrate das typische Niveau der Bit-Fehlerrate für den Physikalischen-Schicht-Modus des zweiten Pakets PDU_N+1 erreicht.
Der gleiche Effekt, das heißt, eine Verschlechterung der Fehlerrate tritt auf, falls geringfehlergesicherte Pakete hochfehlergesicherten Paketen nachfolgen. In diesem Fall fängt die Bit-Fehlerrate an, sich schon in der Mitte des ersten Pakets (6a) zu erhöhen. Es ist ein Problem im Stand der Technik, dass in einem Paketübertragungssystem die Leistungsfähigkeit beeinflusst wird, wenn das Fehlersicherungsniveau von nachfolgenden Paketen sich innerhalb einer Paketübertragungssequenz ohne ein Bereitstellen einer Code-Beendigung ändert. Die unmittelbare Idee, eine zusätzliche Code-Beendigung durch Einfügen einer passenden Anzahl von passenden Schluss-Bits zwischen diese Pakete einzufügen, bedeutet, dass die Systemspezifikation demgemäss geändert werden muss.
Das Stand-der-Technik-Dokument US-5,287,374 zeigt einen Empfänger zur Verwendung in einem Zellularkommunikationssystem, der den Typ einer FEC-(Vorwärtsfehlerkorrektur)-Codierung bestimmt, die für gegebene Daten verwendet wird, die ohne die Daten zu decodieren zu müssen, übertragen werden. Dieses Dokument bildet den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den negativen Effekten entgegenzuwirken, die von einem Fehlen der Code-Beendigung herrühren, während nur mittlere oder keine Änderungen an existierenden Standards hervorgerufen werden.
Diese Aufgabe wurde durch das Verfahren gelöst für ein Paketübertragungssystem definiert in Anspruch 1 und das Übertragungsgerät und Empfangsgerät definiert in Anspruch 8 bzw. 10.
Weitere Vorteile werden aus der detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung wird, falls ein unterschiedliches Fehlersicherungsniveau von dem vorhergehenden Paket und dem nachfolgenden Paket verwendet wird, ein Zusatzpaket zwischen das vorhergehende und das nachfolgende Paket eingefügt, wobei das Fehlersicherungsniveau des Ersatzpakets höher ist, als das niedrigste Fehlersicherungsniveau, das entweder von dem vorhergehenden bzw. dem nachfolgenden Paket verwendet wird. Dies bedeutet, dass, wenn immer ein oder eine Sequenz von Paketen (= eine erste Teilfolge von Paketen), die bei einem gewissen Fehlersicherungsniveau übertragen werden, innerhalb einer Folge von Paketen erfasst wird, und ein bzw. eine Sequenz von Paketen mit einem anderen Fehlersicherungsniveau (= zweite Teilfolge von Paketen) die erste Teilfolge von Paketen fortführt, ein Zusatzpaket zwischen die erste Teilfolge von Paketen und die zweite Teilfolge von Paketen eingefügt wird.
Fehlersicherungsniveau bedeutet hierbei Maßnahmen, die eine gewisse Robustheit gegen Übertragungsfehler (zum Beispiel ein gewisses Modulationsschema) versprechen oder/und fehlerfreie Signalwiederherstellung durch Evaluierung der Redundanz erlauben (zum Beispiel durch ein passendes Codierschema). In diesem Kontext wird ein höheres und ein niedrigeres Fehlersicherungsniveau als ein relativ definierter Term verstanden: höheres Fehlersicherungsniveau eines Pakets bedeutet, dass dieses Paket besser gegen Übertragungsfehler gesichert ist als ein Paket mit einem geringeren Sicherungsniveau. Beispielsweise bewirkt die Verwendung eines niedrigen Niveaumodulationsschemas, wie zum Beispiel BPSK, dass Pakete robuster gegen Übertragungsfehler sind. Deshalb weist ein Paket mit BPSK ein höheres Fehlersicherungsniveau (= bessere Fehlersicherungseigenschaft) auf als ein Paket, das mit QPSK moduliert wird (vorausgesetzt, dass das gleiche Codierschema für beide Pakete verwendet wird). Vorausgesetzt, dass das gleiche Modulationsschema verwendet wird, werden Pakete zu denen mehr Redundanz hinzugefügt wurde, während sie codiert werden, was durch die Code-Rate ausgedrückt werden kann, das höhere Fehlersicherungsniveau verglichen zu anderen Paketen aufweisen. Wie allgemein bekannt, verschlechtern ein niedriges Niveaumodulationsschema und eine hohe Redundanz die Bit-Rate. Deshalb werden gewöhnlich die Fehlersicherungsniveaus der übertragenen Pakete nicht zu hoch ausgewählt, um eine hohe Bit-Rate zu erzielen, aber auch nicht zu tief, um eine fehlerfreie Wiederherstellung der übertragenen Information zu sichern. Natürlich ist die Code- Rate nur ein Beispiel zum Ausdrücken der Fehlersicherungseigenschaft.
Eine passende Mischung aus einem Modulationsschema und Code-Rate wird abgestufte Niveaus einer Fehlersicherung ermöglichen. In HIPERLAN/2 beispielsweise werden diese Niveaus einer Fehlerrobustheit Physikalische-Schicht-Modi genannt. Beispielsweise weist in Tabelle 1 der Schicht-Modus, dargestellt in der obersten Zeile der Tabelle (BPSK mit einer Code-Rate von 1/2), die höchste Fehlersicherungseigenschaft aller der Physikalischen-Schicht-Modi dieser Tabelle auf. Fortschreitend von Zeile zu Zeile zu der untersten Zeile der Tabelle, nimmt die Fehlersicherungseigenschaft prinzipiell ab. Aber, wie aus der dritten Spalte gesehen werden kann, erhöht sich dazu umgekehrt die Bit-Rate.
Daher hängt es hauptsächlich von der Systemspezifikation ab, was als Fehlersicherungsniveau definiert wird. In einem System, wo immer das gleiche Modulationsschema verwendet wird, müssen nur beispielsweise die Code-Raten der vorhergehenden Pakete und der nachfolgenden Pakete evaluiert werden, um zu entscheiden, bei welchem Fehlersicherungsniveau, beispielsweise mit welcher Code-Rate die nachfolgenden Pakete codiert werden müssen. Aber auch in einem System mit einer Mischung von verschiedenen Fehlerschutzmaßnahmen, kann ein System einfacher erhalten werden, wenn nur eine dieser Maßnahmen für das Zusatzpaket evaluiert und angewendet wird.
Zuerst wird ein Fall betrachtet, in dem eine zweite Sequenz von Paketen einer ersten Sequenz von Paketen folgt, wo die Pakete der zweiten Sequenz mit einem höheren Fehlersicherungsschutz bereitgestellt werden, als die Pakete der ersten Sequenz. In diesem Fall muss das Fehlersicherungsniveau des Zusatzpakets, das zwischen die erste Sequenz und die zweite Sequenz eingefügt wird, ein Fehlersicherungsniveau bereitstellen, das mindestens höher ist, als das Fehlersicherungsniveau des Pakets der ersten Sequenz. Durch dies würde das letzte Paket der ersten Sequenz von Paketen wie gewöhnlich ohne irgendeinen negativen Effekt decodiert werden. Das Decodieren des Zusatzpakets wird ab Anfang verschlechtert, da die Fehlersicherungseigenschaft des vorhergehenden Pakets geringer ist als die Fehlersicherungseigenschaft des Zusatzpakets. Aber durch Fortschreiten entgegen dem Ende des Zusatzpakets, wird der Decodierer an dieses höhere Fehlersicherungsniveau des Zusatzpakets angepasst. Durch dies werden die internen Zustände des Decoders exakt oder mindestens besser an das Paket angepasst, das dem Zusatzpaket nachfolgt. Im Fall, dass das eingefügte Paket und die nachfolgenden Pakete gleiche Fehlersicherungsniveaus aufweisen, gibt es für das nachfolgende Paket überhaupt keine Probleme. Da das Zusatzpaket zum Zweck eingefügt wird, dass es aussortiert wird, und deshalb gewöhnlich keine nützliche Information enthält, schadet die Verschlechterung in dem Decodierprozess am Anfang des Zusatzpakets nicht.
In dem entgegengesetzten Fall weist das letzte Paket der erste Sequenz von Paketen ein höheres Fehlersicherungsniveau auf als das nachfolgende Paket (e). In diesem Fall wird das Fehlersicherungsniveau des eingefügten Zusatzpakets so ausgewählt, dass es höher ist als das Fehlersicherungsniveau des nachfolgenden Pakets bzw. Pakete. Bevorzugt wird es so ausgewählt, dass es gleich dem Fehlersicherungsniveau des ersten Pakets ist. Ohne ein eingefügtes Zusatzpaket wird der Decodierprozess sich am Ende des vorhergehenden Pakets verschlechtern, da er in ein Paket mit einer geringeren Fehlersicherungseigenschaft übergeht. Durch Einfügen des Zusatzpakets wird eine Verschlechterung des letzten Paketes verhindert, da der Decodierprozess mit dem gleichen Fehlersicherungsniveau oder mindestens einem Fehlersicherungsniveau, das höher ist als das Fehlersicherungsniveau des nachfolgenden Pakets, fortschreiten kann. Obwohl die Fehlersicherungseigenschaft des Zusatzpakets verschieden ist, von der des nachfolgenden Pakets, schadet dies dem Decodierprozess des nachfolgenden Pakets nicht, da es sich um einen Übergang von einem höheren zu einem niedrigeren Fehlersicherungsniveau handelt.
Es muss sichergestellt werden, dass ein entsprechender Empfänger das nachfolgende Paket demgemäss behandelt. Dies kann durch Markieren des nachfolgenden Pakets auf eine passende Art und Weise erreicht werden. Passend bedeutet nicht, dass der Empfänger erkennen muss, dass dies ein Zusatzpaket ist, das für den Zweck eingefügt wurde, den Decodierer auf ein unterschiedliches Fehlerkorrekturniveau anzupassen. Es ist ausreichend, einen Pakettyp zu benutzen, durch den der Empfänger nicht veranlasst wird, auch keine Aktionen auszuführen, falls das Paket durch die Änderung des Fehlersicherungsniveaus defekt wird. Durch dies sollte jedes zusätzliche Overhead auf der Luftschnittstelle und Verzögerungszeiten, beispielsweise, dass der Empfänger eine Wiederübertragung des defekten Pakets fordert, verhindert werden. Deshalb ist es in einem nicht-bestätigten Übertragungsmodus nicht ausreichend, einen falschen Querverweis-Code bzw. Cross Reference Code zu verwenden, um das Zusatzpaket zu markieren. Falls der Empfänger ein Paket mit einem Querverweis-Code empfängt, der vorgibt, dass das Paket nicht vollständig korrigiert werden konnte, wird der Empfänger dieses Paket nicht weiterreichen. In bestätigten Übertragungsmodi muss das Markieren der Zusatzpakete ein wenig mehr anspruchsvoll sein.
In einer ersten Ausführungsform wird ein Dummy-Paket verwendet zum Separieren der Pakete mit verschiedenen Fehlersicherungsniveaus. Ein Dummy-Paket wird gewöhnlich ein Paket sein, dass keine Information trägt, und deshalb wird das Dummy-Paket nur von einem Empfänger ausgesondert werden müssen.
Das System muss geändert werden, so dass es in der Lage ist, Dummy-Pakete in dem Empfänger handzuhaben. Beispielsweise wird in HIPERLAN/2 dieser Pakettyp schon definiert. Der ursprüngliche Grund für die Spezifizierung des LCH-Dummy-PDU war, die Mobilendgeräte mit der Möglichkeit auszustatten, etwas in dem Fall zu senden, wenn sie mehr Übertragungszeit angefordert haben, als sie mit Information füllen können. Das SCH-Dummy-PDU wurde für den Zweck eingeführt, wenn einem nicht-bestätigten Receiver SCH-Übertragungsgelegenheiten gegeben wurden. Da das SCH-PDU kürzer ist als das LCH-PDU, wird bevorzugt, das SCH zum Separieren verschiedener Fehler gesicherter PDUs zu verwenden.
Deshalb braucht diese Ausführungsform nicht in dem Standard explizit spezifiziert zu werden, falls ein Dummy-Paket mit einem hohen Fehlersicherungsniveau schon für andere Zwecke, wie in HIPERLAN/2, spezifiziert ist. In diesem Fall muss nur der Sender verändert werden zum Einfügen eines Dummy-Pakets zwischen Pakete mit verschiedenen Fehlersicherungsniveaus. Falls Dummy-Pakete schon definiert sind (für andere Zwecke), werden keine Änderungen in dem Empfänger und deshalb keine Änderungen in einem vereinbarten Standard benötigt, da der Empfänger schon darauf ausgelegt ist, diese Dummy-Pakete hand zu haben. Dies sichert auch eine Interoperabilität zwischen Transceivern, die nicht gemäß der Erfindung ausgestattet sind und Sendern gemäß der Erfindung.
In einer anderen Ausführungsform ist das eingefügte Paket eine Kopie des vorhergehenden Pakets (im Fall, dass das Fehlersicherungsniveau der Pakete geringer sein wird) oder eine Kopie des nachfolgenden Pakets (im Fall, dass das Fehlersicherungsniveau angehoben wird). Dies bedeutet, dass das Paket mit dem höheren Fehlersicherungsniveau zweimal übertragen wird. Dieses Prinzip ist das gleiche, wie in der ersten Lösung. Der Unterschied ist, dass anstatt eines Dummy-Pakets, das keine Information trägt, entweder das vorhergehende Paket oder das nachfolgende Paket wiederholt wird. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass keine Spezifikationen eines speziellen Dummy-Paket-Typs in dem Standard nötig sind. Die einzige Vorbedingung für diese Lösung ist, dass die Empfänger in der Lage sein müssen, mit Übertragungen von zwei Paketen mit dem gleichen Inhalt fertig zu werden. Wie im HIPERLAN/2 werden alle Pakete mit einer Sequenznummer zum Identifizieren abhanden gekommener oder defekter Pakete ausgestattet, sowie wiederholte Pakete, wobei die Fähigkeit zum Aussondern wiederholter Pakete inhärent ist für einen Empfänger, der an HIPERLAN/2 angepasst ist.
Es kann auch darüber nachgedacht werden, einen neuen Typ von Paket nur für den Zweck zum Einfügen dieses Zusatzpakets zu kreieren. Der Vorteil eines speziellen Pakets ist der, dass es entworfen werden könnte, dass es nur lang genug ist, den Decodierer in den richtigen Anfangszustand zu bringen. Daher wird der Overhead, der durch ein Zusatzpaket hervorgerufen wird, minimiert. Andererseits muss solch ein optimiertes Zusatzpaket speziell von dem Empfänger gehandhabt werden.
Eine andere Lösung, die keine große Änderung der Spezifikation benötigt, ist die Bits zu verwenden, die für eine zukünftige Verwendung (FU) für eine Code-Beendigung reserviert sind, noch immer die Möglichkeit bereitstellend, die meisten dieser Bits später für andere Zwecke zu verwenden. Durch dies bleibt die Leistungsfähigkeit der hochfehlergesicherten Pakete unverändert, bis die Anzahl der FU-Bits (FUB) groß genug ist.
Für diese Lösung sind die Änderungen in der Spezifikation ziemlich schwerer, als für die anderen Lösungen. Jedoch ist der Vorteil, dass die Erhöhung der Leistungsfähigkeit höher ist (bis zu vier dB verglichen mit der Standardlösung ohne irgendwelche Verbesserungen), weil sie keinen zusätzlichen Overhead einfügt, was die Verstärkung, bereitgestellt durch die Code-Beendigung, verringert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im folgenden wird die Erfindung des weiteren gemäß den Figuren und mittels Beispielen beschrieben.
1 Übertragungssystem
2 Transceiver für ein Übertragungssystem
3 Schicht-Modell eines Paketübertragungssystems
4 PDU-Folge
5a Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich ein Fehlersicherungsniveau von hoch auf niedrig ändert
5b Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich ein Fehlersicherungsniveau von hoch auf niedrig ändert und ein Dummy-Paket eingefügt wird
6a Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich ein Fehlersicherungsniveau von niedrig auf hoch ändert
6b Bit-Fehlerratendiagramme, falls ein Fehlersicherungsniveau sich von niedrig auf hoch ändert und ein Dummy-Paket eingefügt wird
7a Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich ein Fehlersicherungsniveau von hoch auf niedrig ändert
7b Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich ein Fehlersicherungsniveau von niedrig auf hoch ändert und eine Kopie eines Pakets eingefügt wird
8a Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich ein Fehlersicherungsniveau von niedrig auf hoch ändert
8b Bit-Fehlerratendiagramme, falls sich Fehlersicherungsniveaus von niedrig auf hoch ändern und eine Kopie eines Pakets eingefügt wird
9 Modifikationen in einer DLC-Schicht eines Senders
10 Modifikationen in einem Empfänger
11 Paketfehlerraten (PER) aufgetragen gegen das Träger-zu-Rauschen-(C/N)-Verhältnis.
1 zeigt ein Paketübertragungssystem gemäß der Erfindung. Eine typische Anwendung eines solchen Systems ist ein Verbinden mit einem tragbaren Computer, beispielsweise einem Laptop 1 mit einem Kernnetzwerk 5, beispielsweise ein privates lokales Netzwerk einer Firma (LAN) oder das Internet. Abhängig von dem in dem LAN 5 verwendeten Paketformat, werden die Pakete beispielsweise in dem TCP/IP-Format formatiert. Zum Zweck eines Austauschens von Datenpaketen zwischen dem Personalcomputer 1 und dem Kernnetzwerk 5, wird der tragbare Computer 1 mit einem Mobilendgerät 2 über eine passende interne oder externe Schnittstelle verbunden. Mobilendgeräte 2 können hergestellt werden, dass sie in einen sogenannten PCMCIA-Steckplatz des Personalcomputers 1 passen. Für eine Kommunikation mit Mobilendgeräten 2 werden ein oder mehrere sogenannte Zugangspunkte 4 mit dem Kernnetzwerk 5 verbunden. Der gewöhnliche Unterschied zwischen einem Mobilendgerät 2 und einem Zugangspunkt 4, ist dass der Zugangspunkt 4 zum Steuern mehrerer Funkverbindungen 3 zu mehreren Mobilendgeräten 2 gleichzeitig entworfen ist.
Die 2 zeigt die grundlegenden Hardware-Komponenten eines Mobilendgeräts 2 und eines Zugangspunkts 4. In dieser reduzierten Übersicht kann kein Unterschied zwischen der Hardware eines Mobilendgeräts 2 und dem Zugangspunkt 4 gesehen werden. Für einen Duplex-Austausch der Pakete werden das Mobilendgerät und der Zugangspunkt jeweils mit einer Antenne 21, 41, ausgestattet, sowie einem Antennenduplexfilter 22, 42, einem Funkfrequenzempfangsteil 23, 43, einem Funkfrequenzsendeteil 24, 44, einem Basisbandverarbeitungsteil 25, 45, und einer Schnittstelle 26, 46. Zum Überschnittstelleverbinden mit dem Personalcomputer 1 ist die passende Schnittstelle 25 des Mobilendgeräts beispielsweise eine Schnittstelle für PCMCIA, und die Schnittstelle 46 in dem Zugangspunkt 4 ist beispielsweise eine Internet-Schnittstelle.
Aufgrund des Wesens der Erfindung gibt es viele dem Fachmann gut bekannte Möglichkeiten, die Erfindung in Hardware zu implementieren. Da die Erfindung in einer logischen Form eine Erweiterung eines Protokollstapels bzw. Protokoll-Stacks ist, wird die Erfindung nun mittels eines Schicht-Modells beschrieben, das in den Anfangsabsätzen des Dokuments umrissen wurde. Die Schichten des Mobilendgeräts und eines Zugangspunkts werden in 3 gezeigt. Die Schichten 31, 33, 35, 37 des Mobilendgeräts werden auf der linken Seite der 3 gezeigt, und die Schichten 32, 34, 36, 38 des Zugangspunkts werden auf der rechten Seite der 3 gezeigt.
Die Physikalischen-Schicht eines HIPERLAN/2-Systems wird detailliert in dem ETSI-Schriftstück TS 101 475 beschrieben. Die Physikalischen-Schicht 31, 32 bietet der Datenverbindungssteuerschicht 33, 34 Informationstransferdetails an. Zu diesem Zweck zieht die Physikalischen-Schicht für Funktionen vor, verschiedene DLC-PDU-Folgen auf Rahmenformate, genannte PHY-Bursts abzubilden, die passend sind für ein Übertragungs- und Empfangsmanagement und Benutzerinformation zwischen einem Zugangspunkt und einem Mobilendgerät. Dafür werden im folgenden funktionale Elemente in verschiedenen Unterabsätzen des ETSI-Schriftstücks TS 101 475 beschrieben: Konfigurieren der Übertragungs-Bit-Rate durch Auswählen eines passenden PHY-Modus basierend auf einem Verbindungsadaptionsmechanismus; Scramblen des PDU-Folgeninhalts; Codieren der gescrambleten Bits gemäß einer Vorwärtsfehlerkorrektur eingestellt während der PHY-Schichtkonfiguration; Interleaven bzw. Verschachteln der codierten Bits beim Sender durch Verwenden eines passenden Interleaving-Schemas für den ausgewählten PHY-Modus; Teilträgermodulation durch Abbilden der interleavten Bits auf Modulationskonstellationspunkte und Produzieren des komplexen Basisbandsignals durch OFDM; Einfügen von Pilot-Teilträgern, Anhängen von einer passenden Präambel an die entsprechende PDU-Folge bei dem Sender und Erstellen des PHY-Bursts und Ausführen einer Funkübertragung durch Modulieren des Funkfrequenzträgers mit dem komplexen Basisbandsignal bei dem Sender. Die unterschiedlichen Physikalischen-Schicht-Modi wurden schon in Tabelle 1 dieses Dokuments gezeigt.
Die Datenverbindungssteuerschicht bzw. Data Link Control Layer 33, 34 unterscheidet zwischen grundlegenden Datentransportfunktionen, die im Detail im ETSI-Schriftstück TS 101 761-1 beschrieben sind, und einer Funkverbindungssteuerteilschicht, die detailliert im ETSI-Schriftstück TS 101 762-2 beschrieben wird. Die grundlegende Transportfunktion weist ein Fehlersteuerungs-(EC)-Element und ein Mediumszugangssteuerungs-(MAC)-Element auf. Das Fehlersteuerungselement ist für eine Detektion und eine Wiederherstellung von Übertragungsfehlern auf der Funkverbindung zuständig. Überdies hinaus stellt es sequenzielle Lieferung von Datenpaketen sicher. Da ein Zugangspunkt mehrere Verbindungen mit verschiedenen Mobilendgeräten steuern kann, wird ein bestimmter Fehlersteuerungsfall für jede DLC-Benutzerverbindung in einem Zugangspunkt zugeordnet. Das Mediumszugangssteuerungsprotokoll basiert auf einem dynamischen TDMA TDD-Schema mit einer zentralisierten Steuerung. Der MAC-Rahmen erscheint mit einer Periode von 2 ms. Daten und Steuerungsinformation werden auf Transportkanälen abgebildet (wie in den Anfangsabsätzen dieses Dokuments beschrieben) und werden als PDU-Folgen geliefert und von der Physikalischen-Schicht 31, 32 empfangen.
Die Konvergenzschicht 35, 36 ist auch in ein Datentransportteil und ein Steuerteil aufgeteilt. Der Datentransportteil stellt die Anpassung des Benutzerdatenformats an das Nachrichtenformat der DLC-Schicht 33, 34 bereit. Die höheren Schichten 37, 38 sind Anwendungsschichten und deshalb nicht Gegenstand von HIPERLAN/2. Im Fall der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ermöglicht die höhere Schicht 37 des Mobilendgeräts 2 den Transfer von Daten über die PCMCIA-Schnittstelle 26 des mobilen Geräts 2. Im Gegensatz dazu ermöglicht die höhere Schicht 38 des Zugangspunkts 4 den Datentransfer über die Ethernet-Schnittstelle 45 des Zugangspunkts 4.
Die Erfindung in dieser Ausführungsform wird am besten durch Modifikationen in den Datenverbindungsschichten 33, 34 implementiert. In der Datenverbindungsschicht von HIPERLAN/2 wird das Format der Transportkanäle spezifiziert. Das Format eines langen Transportkanals LCH (Teilabsatz 6.1.4. von ETSI TS 761-1) besteht aus 54 Oktetts. Ein LCH-PDU-Typ wird bei den zwei höchstwertigen Bits (Bits 8 und 7) des ersten Oktetts bereitgestellt. Durch Setzen dieser zwei Bits auf den Wert "01", wird dieser LCH als "Dummy-LCH" markiert. Das gleiche trifft für einen kurzen Transportkanal zu, der aus nur 9 Oktetten besteht (Teilabsatz 6.1.5 von ETSI TS 761-1). Setzen der vier höchstwertigen Bits des ersten Oktetts auf den Wert "1001" definiert diesen SCH als einen "Dummy-SCH". Bevorzugt wird ein SCH für den Zweck eines Anpassens an die verschiedenen Fehlersicherungsniveaus verwendet, da der "Dummy-SCH" kürzer ist als der „LCH" und deshalb weniger Overheads hervorruft.
Die Sequenzennummer einer DLC-Nachricht enthält die Bits 1 bis 6 des ersten Oktetts und Bits 5 bis 8 des zweiten Oktetts einer DLC-Nachricht. Ein Empfänger evaluiert immer das LCH-PDU-Typ- oder das SCH-PDU-Typ-Feld und beim Auffinden eines "Dummy-LCHs" oder eines "Dummy-SCHs" wird diese PDU fallengelassen.
Nichtsdestotrotz wird, da jede PDU decodiert werden muss bevor das PDU-Typ-Feld gelesen werden kann, Der Decodierer schon an ein anderes Fehlersicherungsniveau angepasst, wenn eine Dummy-PDU fallengelassen wird.
Die Modifikationen in der DLC-Schicht werden nun mittels eines Flussdiagramms, das in 9 gezeigt wird, erklärt. Um kurz und präzise zu sein, wird nur der Teil der DLC-Schicht in dem Flussdiagramm skizziert, der die Folge der PDU anordnet. Solange es noch eine PDU anzubringen gibt (ENDE DER PDU-FOLGE = NEIN) (Entscheidungsblock 51) bei dem Ende einer gegenwärtigen PDU-Folge, wird die folgende Schleife ausgeführt. Eine gegenwärtige PDU wird am Ende dieser Schleife in einen Puffer (Block 57) geschrieben, von dem sie durch PHY-Schichtroutinen ausgelesen wird. Jedes Mal, wenn eine PDU in den Puffer geschrieben wird, wird der Physikalische-Schicht-Modus dieser PDU gespeichert (Block 58). Nachdem eine neue PDU erzeugt wurde (Block 52) und fertig ist, um in den Buffer geschrieben zu werden, wird ihr Physikalischen-Schicht-Modus mit dem Physikalischen-Schicht-Modus der vorhergehenden PDU (Entscheidungsblock 53) verglichen, die in dem vorhergehenden Schleifenprozess gespeichert wurde. Falls das Fehlersicherungsniveau des Physikalischen-Schicht-Modus der gegenwärtigen PDU höher ist als das Fehlersicherungsniveau, das in dem vorhergehenden Schleifenprozess gespeichert wurde, dann wird eine "Dummy-PDU" erzeugt und in den Buffer (Block 54) geschrieben. Diese "Dummy-PDU" ist vorhergesehen, um in dem gleichen Physikalischen-Schicht-Modus, wie die gegenwärtige PDU übertragen zu werden. Falls im Kontrast dazu das Fehlersicherungsniveau des Physikalischen-Schicht-Modus der gegenwärtigen PDU geringer ist (Entscheidungsblock 55), als das Fehlersicherungsniveau, das in dem vorhergehenden Schleifenprozess gespeichert wurde, dann wird auch eine "Dummy-PDU" erzeugt und in dem Buffer (Block 56) geschrieben. Aber in diesem Fall ist es nicht vorhergesehen, diese "Dummy-PDU" in dem gleichen Physikalischen-Schicht-Modus, wie die gegenwärtige PDU, zu übertragen. In beiden Fällen und in dem Fall, in dem keine Änderung des Fehlersicherungsniveaus detektiert wurde, wird die gegenwärtige PDU wie üblich in dem Buffer (Block 57) geschrieben. Zusätzlich zu der gewöhnlichen PDU-Verarbeitung, wird der Physikalische-Schicht-Modus der PDU gespeichert (Block 58). Daher wird der Physikalische-Schicht-Modus, der für die vorhergehende PDU in dem vorhergehenden Schleifenprozess gespeichert wurde, überschrieben.
5a zeigt, wie die Fehlerrate sich verändert, falls ein letztes Paket PDU_N einer ersten Teil-Folge von Paketen PDU₁ ... PDU_N mit geringem Fehlersicherungsniveau von einem ersten Paket PDU_N+1 einer zweiten Teil-Folge PDU_N+1 ... PDU_N+M mit einem höheren Fehlersicherungsniveau gefolgt wird. Anstatt eines sofortigen Umschaltens von einer hohen Bit-Fehlerrate zu einer niedrigen Bit-Fehlerrate, startet die Bit-Fehlerrate allmählich mit dem Anfang des zweiten Pakets PDU_N+1 abzufallen. 5b zeigt im Gegensatz dazu die Änderung der Bit-Fehlerrate, falls ein Zusatzpaket Dummy-PDU zwischen die zwei PDU-Pakete PDU_N, PDU_N+1 eingefügt wird. Dann fällt die Bit-Fehlerrate innerhalb des Zusatzpakets Dummy-PDU ab und ist innerhalb des folgenden Pakets PDU_N+1 konstant. Um den prinzipiellen Verlauf der Kurve unabhängig von anderen Einflüssen zu zeigen, wurde der Übertragungskanal als über die Zeit konstant in diesen Fällen angenommen.
Wie im Fall eines HIPERLAN/2-Systems hervorgehoben wurde, wenn Dummy-PDUs verwendet werden, wird keine Änderung in dem Empfänger benötigt. In anderen Paketübertragungssystemen, die keine Möglichkeit bereitstellen, dem Empfänger diesen Trick zu spielen, muss der Empfänger demgemäss modifiziert werden. 10 zeigt den Teil eines Empfängers, in dem Pakete decodiert werden (Block 61) und für ein weiteres Verarbeiten weitergereicht werden (Block 64). Nur eine Entscheidung muss zwischen diese zwei Blöcke eingefügt werden. Ist das gegenwärtig decodierte Paket ein Paket, das markiert wurde ausgesondert zu werden? (Entscheidungsblock 62). Falls Ja, dann wird dieses Paket ausgesondert (Block 63).
Eine Ausführungsform verwendet den Fehlersteuermechanismus von HIPERLAN/2. Zugangspunkte und Mobilendgeräte, die HIPERLAN/2 entsprechen, sollen drei Fehlersteuerungsmodi unterstützen: bestätigter Modus, Wiederholungsmodus und nicht-bestätigter Modus. Für diesen Zweck wird spezifiziert, dass alle LCHs durch eine Sequenznummer von 10 Bits Länge, was als Modulo 2¹⁰ interpretiert wird, identifiziert werden könnte. Die Sequenznummer wird mit Eins für nachfolgende LCHs erhöht, und mit Modulo 2¹⁰ berechnet. Eine maximale Fenstergröße wird beim Einrichten ausgehandelt. Die maximal mögliche Fenstergröße im Bestätigungsmodus ist auf die halbe Größe des Sequenznummerraums begrenzt, und im Wiederholungsmodus wird ein sogenanntes Akzeptanzfenster in der gleichen Größe definiert, um Mehrdeutigkeiten in der Interpretation von Sequenznummern zu verhindern. In dem Bestätigungsmodus sondert der Empfänger alle LCHs aus, falls ihre Sequenznummer außerhalb des Empfängerfensters liegt (spezifiziert in Teilabschnitt 6.4.2.10 von ETSI TS 101 761-1) und im Wiederholungsmodus werden alle Sequenznummern außerhalb des Akzeptanzfensters auch definitiv ausgesondert (Teilabsatz 6.4.3.8 von ETSI TS 101 761-1). Im Wiederholungsmodus wird dem Sender erlaubt, willkürliche Übertragungen jedes LCHs durchzuführen (Teilabsatz 6.4.3.7 von ETSI TS 101 761-1).
In einer anderen Ausführungsform kann die Spezifizierung zum Markieren eines Zusatzpakets durch Wiederholen von Paketen verwendet werden. Aufgrund der Sequenznummer wird der Empfänger in der Lage sein, die Wiederholung zu beobachten. Abhängig von der Strategie des Empfängers, wie identische Pakete verarbeitet werden, kann der gleiche Effekt, wie ein Einfügen eines Pakets, erreicht werden. Beispielsweise wird, falls eine Strategie schon in einem Empfänger implementiert ist, das die weniger verzerrten Pakete von zwei identischen Paketen implementiert wird (empfangen innerhalb eines gegebenen Fensters), an die Konvergenzschicht transferiert und nichts muss verändert oder in einem Empfänger hinzugefügt werden, wie im folgenden gezeigt wird.
Im Fall, dass das Fehlersicherungsniveau von einem niedrigeren Niveau auf ein höheres Niveau bei der Übertragung von einer ersten Sequenz von Paketen PDU₁ ... PDU_N zu einer zweiten Sequenz von Paketen PDU_N+1 ... PDU_N+M verändert wird, wird das erste Paket PDU_N+1 der zweiten Sequenz von PDU_N+1 ... PDU_N+M ein zweites Mal als PDU_N+1* übertragen, wie in 7b gezeigt. Im Prinzip wird das erste Paket PDU_N+1 der zwei identischen Pakete PDU_N+1, PDU_N+1* durch die Fehlersicherungsniveauübertragung leiden und deshalb defekter sein, als das wiederholte Paket PDU_N+1*. Deshalb wird in diesem Fall das wiederholte Paket PDU_N+1* immer das bessere sein und wird für ein weiteres Arbeiten weitergereicht. Im Fall, dass die Fehlerratenverschlechterung nicht so schwer ist oder die Kanaleigenschaften sehr schnell sich verändern kann, kann in einigen Fällen auch das erste Paket PDU_N+1 das bessere sein und sollte weiterhin weitergereicht werden. Im Fall, dass das Fehlersicherungsniveau von einem höheren Niveau zu einem tieferen Niveau bei der Übertragung von einer ersten Sequenz von Paketen PDU₁ ... PDU_N auf eine zweite Sequenz von Paketen PDU_N+1 ... PDU_N+M sich verändert, wird das letzte Paket PDU_N der ersten Sequenz von Paketen PDU₁ ... PDU_N ein zweites Mal als PDU_N+1* übertragen, wie in 8b dargestellt. In diesem Fall wird das erste Auftreten einer PDU_N gewöhnlich weniger verzerrt sein, als das zweite Auftreten von PDU_N+1*. Deshalb ist die optimale Strategie in Hinsicht auf Verlässlichkeit, die weniger verzerrten Pakete zu verarbeiten, falls identische Pakete empfangen wurden.
Jedoch gibt es andere mögliche Entwurfsregeln für den Empfänger, die im wesentlichen den gleichen Effekt erzielen. Beispielsweise wird, falls identische Pakete empfangen werden, nachdem das Fehlersicherungsniveau von niedrig auf hoch verändert wurde, immer das letzte Paket (= das wiederholte Paket) von identischen Paketen weiter durchgereicht. Wie bemerkt wurde, ist dieses Paket gewöhnlich das bessere. In dem anderen Fall, wird, falls identische Pakete empfangen werden, nachdem das Fehlersicherungsniveau auf die andere Art und Weise (von hoch zu niedrig) verändert wurde, immer das erste Paket verarbeitet, und irgendwelche folgenden identischen Pakete (= wiederholte Pakete) werden ausgesondert.
Eine andere Möglichkeit ist, ein Zusatzpaket zu markieren, durch Zuweisen an das Zusatzpaket einer Sequenznummer außerhalb des Fensters des Empfängers. Beispielsweise wird die Sequenznummer des vorhergehenden Pakets oder des nachfolgenden Pakets für das Zusatzpaket genommen, und eine Nummer, die größer ist, als die Fenstergröße wird Modulo 2¹⁰ hinzugefügt. Beispielsweise wird 2⁹ Modulo 2¹⁰ hinzugefügt. Dadurch wird in jedem Fall die Sequenznummer außerhalb der maximalen Fenstergröße von 2⁸ liegen.
11 zeigt die Paketfehlerraten (PER) aufgetragen über das Träger-zu-Rausch-(C/N)-Verhältnis für SCHs, die mit dem 6 Mbps-Modus übertragen werden. Die mit den Kreisen gekennzeichnete Kurve zeigt die PER, wenn die SCHs nicht von LCHs verfolgt werden, die mit 36 Mbps übertragen werden, was gleich ist zu dem Fall, wenn genug FUB-Bits für eine Code-Beendigung verfügbar sind.
Die mit Quadraten gekennzeichnete Kurve zeigt die PER, wenn die SCHs von LCHs gefolgt werden, die mit dem 36 Mbps-Modus übertragen werden. Es kann gesehen werden, dass der bereitgestellte Gewinn bzw. Verstärkung bis zu 4 dB beträgt, wenn es genug FUBs gibt. Aber sogar in dem Fall, wenn nur sehr wenige FUBs verfügbar sind, kann eine beträchtliche starke Verstärkung erhalten werden. Im Prinzip ist dieses Ergebnis auch gültig für die Ausführungsformen mit den Zusatzpaketen, obwohl, aufgrund des durch das Einfügen von Paketen eingeführte Overhead, die Verstärkung nicht so gut ist, falls für eine Code-Beendigung die Zukunftsverwendungs-Bits verwendet werden.
Des weiteren muss bemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen und Beispiele, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, beschränkt ist. Das heißt, dass auf der Basis der in der Beschreibung enthaltenen Lehre verschiedene Modifikationen und Variationen der Erfindung von einem Fachmann ausgeführt werden können. Beispielsweise kann, falls eine Wiederholung eines Pakets verwendet wird zum Markieren eines Zusatzpakets, auch betrachtet werden, die redundante Information nicht auszusondern, die in dem Zusatzpaket enthalten ist, aber diese Redundanz zu verwenden, um die Fehlerkorrektur des Pakets, das kopiert wurde, zu verbessern.
TERMONOLOGIE UND ABKÜRZUNGEN

ACH

Zugangsrückkopplungskanal

BCH

Übertragungskanal

BER

Bit-Fehlerrate

BPSK

binäre Phasenverschiebungsverschlüsslung

DLC

Datenverbindungssteuerung

FCH

Rahmenkanal

FU

zukünftige Verwendung

FUB

zukünftige Verwendungs-Bits

HIPERLAN

Hochleistungsfunklokalnetzwerk

LCH

langer Transportkanal

MAC

Mediumszugangssteuerung

OFDM

orthogonales Frequenzmultiplexen

PDU

Protokolldateneinheit

PER

Paketfehlerrate

QAM

quadratische Amplitudenmodulation

QPSK

Quartärphasenverschiebungscodierung

RCH

Zufallskanal

SCH

kurzer Transportkanal

TDD

Zeitduplexen

TDMA

zeitmultiplexe Zugriffsmethode

WLAN

drahtloses lokales Netzwerk

Claims

Verfahren für ein Paketübertragungssystem (1, 2, 3, 4, 5), wie zum Beispiel ein drahtloses Übertragungssystem, wobei das Verfahren eine Vorwärtsfehlerkorrektur-Faltungscodierung verwendet, und Daten in Paketen bei verschiedenen Fehlersicherungsniveaus übertragen werden, das Fehlersicherungsniveau eines Pakets (PDU_N+1) von dem Fehlersicherungsniveau eines vorhergehenden Pakets (PDU_N) unterschiedlich sein kann und eine Code-Beendigung zwischen dem vorhergehenden (PDU_N) und dem nachfolgenden Paket (PDU_N+1) nicht bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass falls ein unterschiedliches Fehlersicherungsniveau von dem vorhergehenden Paket (PDU_N) und dem nachfolgenden Paket (PDU_N+1) verwendet wird, wird ein Zusatzpaket DUMMY-PDU, 55, 56) zwischen das vorhergehende und das nachfolgende Paket eingefügt, wobei das Fehlersicherungsniveau des Zusatzpakets (DUMMY-PDU) höher ist als das niedrigste Fehlersicherungsniveau, das entweder von dem vorhergehenden (PDU_N) oder dem nachfolgenden (PDU_N+1) Paket verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fehlersicherungsniveau des Zusatzpakets (DUMMY-PDU) gleich dem Fehlersicherungsniveau des höchsten Fehlersicherungsniveaus entweder des vorhergehenden oder des nachfolgenden Pakets ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fehlersicherungsniveau durch die Code-Rate der Pakete definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fehlersicherungsniveau durch das für ein Paket verwendete Modulationsschema definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fehlersicherungsniveau durch eine Kombination der Code-Rate und dem für ein Paket verwendeten Modulationsschema definiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Zusatzpaket (DUMMY-PDU) ein Dummy-Paket ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Zusatzpaket (PDU_N+1*) eine Wiederholung des vorhergehenden Pakets (PDU_N) oder des nachfolgenden (PDU_N+1) Pakets ist.
Gerät (2, 4) für ein Paketübertragungssystem, wie zum Beispiel ein drahtloses Übertragungssystem, das eine Vorwärtsfehlerkorrektur-Faltungscodierung verwendet, das Gerät umfassend einen Sender (22, 24, 25, 42, 44, 45), wobei Daten von dem Sender in Paketen bei verschieden Fehlersicherungsniveaus übertragen werden, das Fehlersicherungsniveau eines Pakets (PDU_N+1) von dem Fehlersicherungsniveau eines vorhergehenden Pakets (PDU_N) unterschiedlich sein kann, und eine Code-Beendigung zwischen dem vorhergehenden und dem nachfolgenden Paket nicht bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (22, 24, 25, 42, 44, 45) ein Zusatzpaket (DUMMY-PDU) einfügt, falls das Fehlersicherungsniveau, das von dem vorhergehenden Paket (PDU_N) und dem nachfolgenden Paket (PDU_N+1) verwendet wird, sich unterscheidet, wobei das Fehlersicherungsniveau des Zusatzpakets (DUMMY-PDU) höher ist als das niedrigste Fehlersicherungsniveau, das entweder von dem vorhergehenden oder dem nachfolgenden Paket verwendet wird.
Gerät für ein Paketübertragungssystem nach Anspruch 8, wobei der Sender (22, 24, 25, 42, 44, 45) das eingefügte Paket als ein Zusatzpaket markiert.
Gerät (2, 4) für ein Paketübertragungssystem, wie ein drahtloses Übertragungssystem, das eine Vorwärtsfehlerkorrektur-Faltungscodierung verwendet, wobei Daten in Paketen mit verschieden Fehlersicherungsniveaus übertragen werden, das Fehlersicherungsniveau eines Pakets (PDU_N+1) sich von dem Fehlersicherungsniveau eines vorhergehenden Pakets (PDU_N) unterscheiden kann, und eine Code-Beendigung zwischen dem vorhergehenden (PDU_N) und dem nachfolgenden Paket (PDU_N+1) nicht bereitgestellt wird, das Gerät umfassend einen Empfänger (22, 23, 25, 42, 43, 45), der zum Demodulieren und Decodieren von Paketen entworfen ist, die bei verschiedenen Fehlersicherungsniveaus gesendet wurden, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (22, 23, 25, 42, 43, 45) Pakete aussondert, die als Zusatz (DUMMY-PDU) markiert wurden und zwischen Pakete von verschiedenen Fehlersicherungsniveaus eingefügt sind, wobei das Zusatzpaket mit einem Fehlersicherungsniveau höher als entweder einem seines vorhergehenden oder nachfolgenden Datenpakets ausgestattet ist.
Gerät für ein Patentübertragungssystem (1, 2, 3, 4, 5) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Gerät ein Mobilendgerät (2) oder entsprechend ein Zugangspunkt (4) ist.