DE69533447T2 - Verfahren zur datenübertragung in einem mobilen tdma-kommunikationssystem - Google Patents

Verfahren zur datenübertragung in einem mobilen tdma-kommunikationssystem Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung bei einem Zeitmultiplex- (TDMA) Mobilkommunikationssystem, das den Schritt zum Zuordnen eines oder mehrerer Zeitschlitze an eine Mobilstation zur Datenübertragung abhängig von der Datenübermittlungsrate aufweist, die von einer die Mobilstation verwendenden Anwendung benötigt wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei Mobiltelekommunikationssystemen des Zeitmultiplex- (TDMR: „Time Division Multiple Access") Typs erfolgt eine Zeitmultiplex-Kommunikation auf dem Funkpfad in aufeinander folgenden TDMA-Rahmen, von denen jeder aus mehreren Zeitschlitzen besteht. In jedem Zeitschlitz wird ein kurzes Informationspaket in Form eines Funkfrequenz-Signalbündels gesendet, das eine endliche Dauer aufweist und aus einer Menge modulierter Bits besteht. Die Zeitschlitze werden hauptsächlich zum Transportieren von Steuerkanälen und Verkehrskanälen verwendet. Auf den Verkehrskanälen werden Sprache und Daten übertragen. Auf den Steuerkanälen wird eine Signalisierung zwischen einer Basisstation und Mobilteilnehmerstationen durchgeführt. Ein Beispiel eines TDMA-Funksystems ist das paneuropäische Mobilkommunikationssystem GSM ("Global System for Mobile Communications").
  • Zur Kommunikation bei herkömmlichen TDMA-Systemen wird jeder Mobilstation ein Kanalzeitschlitz zur Daten- oder Sprachübertragung zugeordnet. Daher kann zum Beispiel das GSM-System auf einer gleichen Trägerfrequenz bis zu acht parallele Verbindungen zu unterschiedlichen Mobilstationen aufweisen. Die maximale Datenübermittlungsrate auf einem Verkehrskanal ist abhängig von der verfügbaren Kanalbandbreite ebenso wie von der bei der Übertragung verwendeten Kanalcodierung und Fehlerkorrektur auf ein relativ niedriges Niveau begrenzt. Beim GSM-System beträgt die Teilnehmerrate zum Beispiel 9,6 kbit/s oder 12 kbit/s. Zusätzlich kann beim GSM-System für niedrige Sprachcodierungsraten ein so genannter Halbraten- (max. 4,8 kbit/s) Verkehrskanal gewählt werden. Ein Halbraten-Kanal wird hergestellt, wenn eine Mobilstation in einem bestimmten Zeitschlitz nur in jedem zweiten Zeitschlitz kommuniziert, d. h. mit halber Rate. Eine zweite Mobilstation kommuniziert in jedem zweiten Zeitschlitz des gleichen Rahmens. Die Kapazität des Systems in Bezug auf die Anzahl von Teilnehmern kann dadurch verdoppelt werden; mit anderen Worten können bis zu 16 Mobilstationen gleichzeitig auf der gleichen Trägerfrequenz kommunizieren.
  • Die EP-0 332 818 offenbart ein paketvermitteltes zellulares Telefonsystem, bei dem ein gemeinsamer Paketbetriebsartkanal von Datenrufen mehrerer Mobilstationen gemeinsam benutzt wird.
  • In den wenigen vergangenen Jahren hat sich der Bedarf nach Hochgeschwindigkeits-Datendiensten in Mobilkommunikationsnetzwerken merklich erhöht. Datenübermittlungsraten von mindestens 64 kbit/s wären zum Beispiel zum Einsatz von schaltungsvermittelten ISDN-("Integrated Services Digital Network": Dienste integrierendes digitales Fernmeldenetz) Digitaldatendiensten erforderlich. Datendienste des öffentlichen Netzes PSTN, wie etwa Modems und Telefax-Endgeräte der Klasse G3, benötigen höhere Übermittlungsraten, wie etwa 14,4 kbit/s. Eines der wachsenden Gebiete von Mobildatenübermittlung, die höhere Übermittlungsraten als 9,6 kbit/s benötigt, ist der mobile Videodienst. Dienste dieser Art umfassen z. B. Sicherheitskontrolle durch Kameras und Videodatenbanken. Die minimale Datenübermittlungsrate bei einer Videoübermittlung kann zum Beispiel 16 oder 32 kbit/s sein.
  • Die Datenübermittlungsraten der momentanen Mobilkommunikationsnetzwerke sind jedoch nicht ausreichend, um diese neuen Anforderungen zu erfüllen.
  • Eine Art zum Lösen des Problems besteht darin, mehrere TDMA-Zeitschlitze zur Kommunikation mit einer Mobilstation zu verwenden. Auf diese Weise kann eine Mobilstation durch Multiplexen von Daten auf mehrere Zeitschlitze (Verkehrskanäle) die Daten mit höheren Datenübermittlungsraten übertragen und empfangen. Dies wird als Mehrschlitz-Zugangstechnik bezeichnet.
  • Werden zur Kommunikation mit einer Mobilstation mehrere Zeitschlitze verwendet, treten Probleme auf, falls keine ausreichende Anzahl von Verkehrkanälen verfügbar ist. Dies kann in der Rufaufbauphase oder bei einer Weiterreichung bzw. einem Handover passieren. Weiterreichung bezieht sich auf ein Übergeben der Mobilstation von einem Kanal auf einen anderen Kanal der gleichen Zelle oder einer benachbarten Zelle während eines anhaltenden Rufs. Es tritt ein Problem auf, falls die Mobilstation mit einer höheren Datenübermittlungsrate arbeitet und die neue Zelle nach der Weiterreichung keine Datenübermittlungsrate bereitstellen kann, die so hoch ist wie diejenige der vorhergehenden Zelle. Eine Lösung bestünde darin, die Verbindung zu unterbrechen, falls die Qualität, d. h. die Datenübermittlungsrate, des Datenübermittlungsdienstes beim Rufaufbau oder bei der Weiterreichung oder nach der Weiterreichung nicht ausreichend ist. Diese Lösung ist jedoch nicht akzeptabel.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Probleme zu lindern, die durch Kapazitätsbeschränkungen bei einem Mobilkommunikationsnetzwerk verursacht werden, das bei Datenübertragungen die Mehrschlitz-Zugangstechnik einsetzt.
  • Dies wird mit dem Verfahren zur Datenübertragung gemäß Anspruch 1 und mit einem Zeitmultiplex-Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 11 erreicht.
  • Bei der Erfindung wird die Datenübermittlungsrate eines Datenrufs abhängig von den Ressourcen des Netzwerks bei einem Mobilkommunikationssystem, das eine so genannte Mehrschlitz-Zugangstechnik einsetzt, dynamisch angepasst, indem zusätzlich zu den momentan festgelegten Parametern, die zur Herstellung eines Datenrufs verwendet werden, minimale und maximale Anforderungen für die Übermittlungsrate der Teilnehmerdaten bestimmt werden. Diese Anforderungen können die folgenden Parameter umfassen: das erforderliche Dienstniveau (Datenübermittlungsrate) und das gewünschte Dienstniveau (Datenübermittlungsrate). Das gewünschte Dienstniveau bestimmt die Datenübermittlungsrate, die die Mobilstation zu verwenden in der Lage sein möchte. Gleichzeitig ist die gewünschte Datenübermittlungsrate auch die maximale Datenübermittlungsrate, die für die Mobilstation zulässig ist. Das erforderliche Dienstniveau bestimmt die minimale Datenübermittlungsrate, die zur Sicherstellung des Fortbestands einer Datenübertragung bereitgestellt werden muss. Kann die erforderliche Datenübermittlungsrate nicht bereitgestellt werden, wird der Rufaufbau unterbrochen, oder wird der Datenruf unterbrochen. Diese Parameter ermöglichen es dem Mobilkommunikationsnetzwerk, die Datenübermittlungsrate in Zusammenhang mit einem Rufaufbau oder einer Weiterreichung zu reduzieren, falls die Zelle nicht zum Bereitstellen der gewünschten Datenübermittlungsrate fähig ist. Dadurch sinkt die Anzahl von aufgrund des Mangels an Ressourcen unterbrochenen oder verhinderten Rufen.
  • Anstelle eines Übermittelns der Parameter kann die Mobilstation dem Mobilkommunikationsnetzwerk die minimalen und maximalen Anforderungen auf eine Anzahl alternativer Arten angeben, wie etwa durch Angeben des Dienstniveaus. Die verwendeten minimalen und maximalen Anforderungen werden im Mobilkommunikationsnetzwerk dann gemäß dem angegebenen Dienstniveau ausgewählt.
  • Gemäß der Erfindung ist das Mobilkommunikationsnetzwerk fähig, die Kanalkonfiguration des Datenrufs und damit auch die Datenübermittlungsrate auf ein gewünschtes Niveau zu modifizieren, sobald die dafür erforderlichen Netzwerkressourcen freigegeben sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Mobilkommunikationsnetzwerk die einem Datenruf zugeordnete Kanalkonfiguration während eines Rufs oder nach einem Rufaufbau oder einer Weiterreichung modifizieren, um sie auf die minimale, erforderliche Datenübermittlungsrate herunter zu bilden, um Netzwerkressourcen im Mobilkommunikationsnetzwerk zum Bedienen anderen Verkehrs wie etwa neuer Datenrufe freizugeben.
  • Kure Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung betrifft auch ein Mobilkommunikationssystem zum Implementieren des Verfahrens.
  • Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft mit der Hilfe der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindungen und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen ausführlicher beschrieben, bei denen zeigen:
  • 1 einen Teil des Mobilkommunikationssystems, in dem das Verfahren der Erfindung angewandt werden kann, und
  • 2, 3, 4 und 5 den TDMA-Rahmenaufbau,
  • 6, 7 und 8 Signalisierungsdiagramme, die entsprechend mit einem Rufaufbau, einer Weiterreichung und der während eines Rufs durchgeführten Anpassung der Datenübermittlungsrate gemäß der Erfindung in Zusammenhang stehen.
  • Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Die Erfindung kann auf Hochgeschwindigkeits-Datenübermittlungen bei den meisten digitalen TDMA-basierten Mobilkommunikationssystemen angewandt werden, wie etwa dem paneuropäischen digitalen Mobilkommunikationssystem GSM, DCS1800 ("Digital Communication System"), UMTS ("Universal Mobile Telecommunication System"), FPLMTS ("Future Public Land Mobile Telecommunication System"), usw.
  • 1 beschreibt beispielhaft ein Mobilkommunikationssystem des gleichen Typs wie GSM. GSM ("Global System for Mobile Communications") ist ein paneuropäisches Mobilkommunikationssystem. 1 zeigt sehr kurz den grundlegenden Aufbau des GSM-Systems, wobei nicht näher auf seine Eigenschaften oder andere Aspekte des Systems eingegangen wird. Das GSM-System ist ausführlicher beschrieben in GSM-Empfehlungen und in "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly & M. Pautet, Palaiseau, Frankreich, 1992, ISBN: 2-9507190-0-7, das hierin mittels Verweis eingebunden wird.
  • Eine Mobildienstevermittlungsstelle (MSC) leitet eine Vermittlung ankommender und abgehender Rufe. Sie führt ähnliche Funktionen wie die Vermittlung eines öffentlichen Telefonnetzes (PSTN: "Public Switched Telephone Network") durch. Zusätzlich führt sie auch Funktionen durch, die nur für Mobiltelekommunikation typisch sind, wie etwa gemeinsam mit den Teilnehmerverzeichnissen des Netzwerks eine Teilnehmerstandortverwaltung. Das GSM-System enthält zumindest derartige Teilnehmerverzeichnisse wie ein Heimatstandortverzeichnis (HLR: "Home Location Register") und ein Besucherstandortverzeichnis (VLR: "Visitor Location Register"), die gemäß 1 nicht gezeigt sind. Spezielle Informationen über den Aufenthaltsort bzw. Standort des Teilnehmers, wie etwa den Aufenthaltsbereich, sind in einem Besucherstandortverzeichnis VLR gespeichert, von denen es typischerweise eines für jede Mobildienstevermittlungsstelle (MSC) gibt. Der Aufenthaltsbereich im HLR gibt wiederum das VLR an, innerhalb dessen Bereich sich eine Mobilstation MS befindet. Mobilstationen MS werden mit Hilfe von Basisstationssystemen an die MSC geschaltet. Ein Basisstationssystem BSS weist eine Basisstationssteuerung BSC und Basisstationen BTS auf. Eine BSC wird zum Steuern mehrerer BTSs verwendet. Die Aufgaben der BSC umfassen z. B. Weiterreichungen in solchen Fällen, in denen eine Weiterreichung innerhalb einer Basisstation oder zwischen zwei Basisstationen durchgeführt wird, die von der gleichen BSC gesteuert werden. 1 zeigt um der Klarheit willen nur ein Basisstationssystem, in dem eine Basisstationssteuerung BSC mit neun Basisstationen BTS1 bis BTS9 verbunden ist, die Abdeckungen bzw. Sendegebiete aufweisen, die wiederum entsprechende Funkzellen C1 bis C9 bereitstellen.
  • Das GSM-System ist ein Zeitmultiplex- (TDMA) Verfahren, bei dem Zeitmultiplex-Verkehr auf dem Funkpfad in aufeinander folgenden TDMA-Rahmen erfolgt, von denen jeder aus mehreren Zeitschlitzen besteht. In jedem Zeitschlitz wird ein kurzes Informationspaket in Form eines Funkfrequenz- (RF) Signalbündels gesendet, das eine endliche Dauer aufweist und aus einer Menge modulierter Bits besteht. Die Zeitschlitze werden hauptsächlich zum Transportieren von Steuerkanälen und Verkehrkanälen verwendet. Auf den Verkehrskanälen werden Sprache und Daten übertragen. Auf den Steuerkanälen wird eine Signalisierung zwischen einer Basisstation und Mobilteilnehmerstationen durchgeführt.
  • Auf der Funkschnittstelle des GSM-Systems verwendete Kanalstrukturen sind ausführlicher in der ETSI/GSM-Empfehlung 05.02 definiert. Der TDMA-Rahmenaufbau des GSM-Systems ist beispielhaft gemäß 2 bis 5 dargestellt. 5 zeigt einen TDMA-Basisrahmen, der acht Zeitschlitze 0 bis 7 umfasst, die als Verkehrskanäle oder Steuerkanäle verwendet werden. In jedem Zeitschlitz wird daher nur ein RF-Signalbündel übertragen, das kürzer ist als die Dauer des Zeitschlitzes. Sobald ein TDMA-Basisrahmen in Zeitschlitz 7 endet, beginnt unverzüglich der Zeitschlitz 0 des folgenden Basisrahmens. Abhängig davon, ob es sich um einen Verkehrskanal- oder einen Steuerkanalaufbau handelt, bilden so 26 oder 51 aufeinander folgende TDMA-Rahmen einen Multirahmen, wie es gemäß 4 dargestellt ist. Ein Superrahmen besteht wiederum abhängig davon, ob die Multirahmen 26 oder 51 Rahmen aufweisen, aus 51 oder 26 aufeinander folgenden Multirahmen, wie es gemäß 3 dargestellt ist. Ein Hyperrahmen besteht aus 2048 Superrahmen, wie es gemäß 2 dargestellt ist.
  • Bei normalem Betrieb wird einer Mobilstation MS zu Beginn eines Rufs von einer der Trägerfrequenzen ein Zeitschlitz als ein Verkehrskanal zugeordnet (Einfachschlitzzugriff). Die Mobilstation wird zum Übertragen und Empfangen von RF-Signalbündeln mit dem zugeordneten Zeitschlitz synchronisiert.
  • Bei einer Datenübermittlung gemäß der Erfindung wird, wenn eine Mobilstation MS zur Übertragung von Teilnehmerdaten eine Datenübermittlungsrate benötigt, die höher ist als sie von einem Verkehrskanal bereitgestellt werden kann, der MS mit Hilfe einer so genannten Mehrschlitz-Zugangstechnik eine Kanal- oder eine Zeitschlitzkonfiguration aus einem oder mehreren Zeitschlitzen in einem oder mehreren Rahmen zugeordnet, die zwei oder mehr Zeitschlitze aufweist. Es ist für die Erfindung nicht wesentlich, welche Mehrschlitz-Zugangstechnik verwendet wird. Ein Beispiel einer Mehrschlitz-Zugangstechnik, für die die Erfindung gut geeignet ist, ist in PCT/FI95/00248 und in PCT/FI95/00249 offenbart. In diesen Anmeldungen wird ein Hochgeschwindigkeitssignal auf mehrere Kanäle (Zeitschlitze) niedriger Geschwindigkeit gemultiplext, über den Funkpfad übermittelt und in einem Empfänger zurück auf ein Signal gedemultiplext.
  • Wie es vorhergehend erwähnt wurde, kommt es in Verbindung mit der Mehrschlitz-Zugangstechnik jedoch zu Problemen, falls keine ausreichende Anzahl von Kanälen verfügbar ist. Dies kann in der Rufaufbauphase und auch in Verbindung mit einer Weiterreichung passieren.
  • Gemäß der Erfindung werden die minimalen und die maximalen Anforderungen für die Datenübermittlungsrate von Teilnehmerdaten von der Mobilstation zu Beginn eines Rufaufbaus an das Mobilkommunikationsnetzwerk angegeben. Zusätzlich zu den momentan festgelegten Parametern, die zur Herstellung eines Datenrufs verwendet werden, stellen die Anforderungen zwei neue Parameter dar. Ein Angeben bzw. Bezeichnen der Anforderungen an das Mobilkommunikationsnetzwerk bezieht sich hierin auf alle Methoden, bei denen die Mobilstation die minimalen und die maximalen Anforderungen angeben kann, ohne dies z. B. auf eine direkte Übertragung der Anforderungen als solche zu beschränken. Die Mobilstation kann zum Beispiel ein gewünschtes Dienstniveau angeben, wobei der MS in diesem Fall zumindest die Leistungsfähigkeit des Datenkanals bereitgestellt wird, die durch die minimale Anforderung für dieses Dienstniveau definiert ist, aber nicht mehr als die Leistungsfähigkeit des Datenkanals, die durch die maximale Anforderung für dieses Dienstniveau definiert ist.
  • Bei den folgenden Beispielen sind diese minimalen und maximalen Anforderungen mit Parametern „erforderliches Dienstniveau" und „gewünschtes Dienstniveau" definiert, aber die Anforderungen können auch auf andere Arten definiert sein. Das gewünschte Dienstniveau bestimmt die Datenübermittlungsrate, d. h. die Kanalkonfiguration, die durch einen oder mehrere Verkehrskanäle oder Zeitschlitze bereitgestellt wird, die die Mobilstation zu verwenden fähig sein möchte. Gleichzeitig ist diese gewünschte Datenübermittlungsrate auch die maximale Datenübermittlungsrate, die für die Mobilstation zulässig ist. Das erforderliche Dienstniveau bestimmt die minimale Datenübermittlungsrate, die zum Sicherstellen des Fortbestands einer Datenübermittlung bereitgestellt werden muss. Mit der Hilfe dieser Parameter kann das Mobilkommunikationsnetzwerk abhängig von den Ressourcen des Netzwerks einem Datenruf eine Datenübermittlungsrate zuordnen, die innerhalb der Grenzen der gewünschten Datenübermittlungsrate und der erforderlichen Datenübermittlungsrate liegt. Unter der Bedingung, dass nicht einmal die minimale Datenübermittlungsrate bereitgestellt werden kann, wird der Datenruf oder der Rufaufbau unterbrochen. Es ist in einigen Situationen ebenfalls möglich, dass die speziellen Anforderungen, die von der Mobilstation für das minimale Dienstniveau und die minimale Datenübermittlungsrate eingestellt werden, optional sind, d. h. die MS gibt keine spezielle Rate vor, sondern überlässt es dem Mobilkommunikationsnetzwerk, die minimale Leistungsfähigkeit frei zu wählen.
  • Gemäß der Erfindung wird die der Mobilstation für einen Datenruf zugeordnete Datenübermittlungsrate innerhalb der Grenzen der erforderlichen Datenübermittlungsrate und der gewünschten Datenübermittlungsrate abhängig von den Ressourcen des Mobilkommunikationsnetzwerks dynamisch angepasst. Das Mobilkommunikationsnetzwerk kann dem Datenruf in Verbindung mit einem Rufaufbau oder einer Weiterreichung eine kleinere Zeitschlitzkonfiguration zuordnen, d. h. weniger Zeitschlitze als die maximale Anforderung für die Datenübermittlungsrate, falls die Netzwerkressourcen zum Bereitstellen einer gewünschten Kanalkonfiguration und damit einer gewünschten Datenübermittlungsrate zu diesem bestimmten Zeitpunkt nicht zur Verfügung stehen. Die erforderlichen Netzwerkressourcen können jedoch später freigegeben werden und verfügbar sein, wobei es in diesem Fall möglich wäre, zu einer höheren Datenübermittlungsrate überzugehen.
  • Aus diesem Grund modifiziert das Mobilkommunikationsnetzwerk der Erfindung die Kanalkonfiguration und damit die Datenübermittlungsrate des Datenrufs auf ein gewünschtes Dienstniveau, wenn die dafür erforderlichen Ressourcen in der gleichen Zelle später freigegeben werden und verfügbar sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Mobilkommunikationsnetzwerk die einem Datenruf zugeordnete Kanalkonfiguration während eines Rufs, sogar nach einem Rufaufbau oder einer Weiterreichung reduzieren, jedoch nur herunter bis zu der Kanalkonfiguration, die den minimalen Anforderungen für die Übermittlungsrate von Teilnehmerdaten entspricht, um Ressourcen im Mobilkommunikationsnetzwerk zum Bedienen anderen Verkehrs freizugeben.
  • Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft in Verbindung mit einer Weiterreichung innerhalb eines Basisstationssystems BSS (7) und einer Anpassung der Datenübermittlungsrate (8), die während eines Rufs durchgeführt wird, ausführlicher beschrieben. Andere typische Weiterreichungssituationen, auf die hierin nicht näher eingegangen wird, sind Weiterreichungen zwischen Basisstationssystemen BSS ebenso wie Weiterreichungen zwischen Mobildienstevermittlungsstellen MSC.
  • 6 zeigt in Verbindung mit einem Rufaufbau nur die Signalisierung, die für eine Offenbarung der Erfindung wesentlich ist. Es muss jedoch beachtet werden, dass zusätzlich zu den beschriebenen Signalisierungsnachrichten in Verbindung mit dem Rufaufbau auch andere Nachrichten übertragen werden, die hierin um der Klarheit willen jedoch nicht gezeigt sind. Was zum Beispiel das GSM-System betrifft ist diese Signalisierung in den einen Rufaufbau betreffenden GSM-Spezifikationen genau definiert.
  • Gemäß 6 erfolgt zuerst eine normale Rufaufsignalisierung, woraufhin die MS eine Rufaufbaunachricht AUFBAU sendet, die an die MSC weitergeleitet wird. Gemäß der Erfindung erhält die AUFBAU-Nachricht zusätzlich zu den normalerweise zum Aufbauen einer Datenverbindung erforderlichen Parametern zwei neue Parameter, nämlich die maximale, gewünschte Datenübermittlungsrate DRMAX und die minimale, erforderliche Datenübermittlungsrate DRMIN. In der AUFBAU-Nachricht des GSM-Systems können diese Parameter in einem Trägerfähigkeits-Informationselement BCIE enthalten sein. Das BCIE ist in der GSM-Empfehlung 04.08, Version 4.7.0, Seiten 435–443 offenbart. Die MSC sendet einer bedienenden BSC eine Zuordnungsanforderungsnachricht (Zuordnung ANF), die dahingehend modifiziert ist, Parameter DRMAX und DRMIN zu enthalten. Die BSC überprüft, ob sie eine ausreichende Kapazität zum Bedienen des Datenrufs hat, und weist dem Datenruf abhängig von der momentanen Kapazität eine gewisse Zeitschlitzkonfiguration zu, die der Datenübermittlungsrate entspricht, die innerhalb der Grenzen von Parametern DRMAX und DRMIN liegt. Danach sendet die BSC der BTS, die die MS bedient, eine Zuordnungsbefehlsnachricht (Zuordnung Befehl), die die Informationen über die dem Datenruf zugeordneten Zeitschlitze und über die zugeordnete Datenübermittlungsrate enthält. Die BTS sendet der MS eine Zuordnungsbefehlsnachricht (Zuordnung Befehl), die die Informationen über die dem Datenruf zugeordneten Zeitschlitze und über die zugeordnete Datenübermittlungsrate enthält. Die MS beginnt mit einem Vorbereiten für eine Datenübermittlung in den zugeordneten Zeitschlitzen mit der zugeordneten Datenübermittlungsrate und sendet der BTS eine Zuordnungsbestätigung (Zuordnung Vollständig). Die BTS sendet der BSC eine Bestätigung (Zuordnung Vollständig). Die BSC sendet wiederum der MSC eine Zuordnungsbestätigung (Zuordnung Vollständig), die die Informationen über die Datenübermittlungsrate enthält, die dem Datenruf von der BSC zugeordnet wird. Danach erfolgt zum Beginnen der Übermittlung eine normale Rufaufbausignalisierung.
  • Ist die Basisstationssteuerung BSC aufgrund mangelnder Netzwerkressourcen nicht in der Lage, dem Datenruf die Zeitschlitzkonfiguration zuzuordnen, die der minimalen, erforderlichen Datenübermittlungsrate DRMIN entspricht, sendet sie einen Bericht in Form einer Nachricht „Zuordnung Fehlgeschlagen" an die MSC. Dann unterbricht die MSC den Rufaufbau. Die Netzwerkressourcen, die die Datenübermittlungsrate bestimmen, die dem Datenruf zuzuordnen ist, umfassen zumindest die Verkehrskanäle, d. h. die Zeitschlitze, die an der BTS verfügbar sind, die die MS zu diesem bestimmten Zeitpunkt bedient.
  • 7 zeigt nur die Signalisierung, die für eine Offenbarung der Erfindung wesentlich ist. Es muss jedoch beachtet werden, dass zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Signalisierungsnachrichten bei einer Weiterreichungssituation auch andere Nachrichten gesendet werden, obwohl diese Nachrichten hierin um der Klarheit willen nicht beschrieben werden. Was zum Beispiel das GSM-System betrifft ist diese Signalisierung in den einen Rufaufbau betreffenden GSM-Spezifikationen genau definiert.
  • Bei der gemäß 7 dargestellten BSS-internen Weiterreichung berichtet die MS regelmäßig die Messergebnisse der Downlink- bzw. Abwärtsstreckensignale der benachbarten Zellen an die BSC des bedienenden BSS (Mess Bericht). Die BSC trifft die Weiterreichungsentscheidungen auf Grundlage der Kriterien des Funkpfads durch Einsatz dieser Messungen oder aus anderen Gründen, wie etwa zum Verteilen der Kapazität. Nach einem Treffen der Weiterreichungsentscheidung ordnet die BSC dem Datenruf abhängig zumindest von den Zeitschlitzressourcen der Zielzelle der Weiterreichung eine Kanalkonfiguration zu, die eine Datenübermittlungsrate bereitstellt, die mindestens die minimale, erforderliche Datenübermittlungsrate DRMIN und nicht höher als die maximale, gewünschte Datenübermittlungsrate DRMAX ist. Die Datenübermittlungsrate ist (Zeitschlitzkonfiguration), die von der neuen Zelle bereitgestellt wird, ist nicht notwendigerweise die gleiche wie diejenige, die von der vorhergehenden Zelle bereitgestellt wird. Mit anderen Worten kann die Datenübermittlungsrate in der neuen Zelle gemäß den verfügbaren Ressourcen und innerhalb der Grenzen von Parametern DRMAX und DRMIN steigen oder fallen. Entweder die BSC oder die BTS speichert Parameter DRMAX und DRMIN für jede MS, die sich in deren Bereich befindet und einen anhaltenden Hochgeschwindigkeits-Datenruf aufweist. Unter der Bedingung, dass die minimale, erforderliche Datenübermittlungsrate nicht bereitgestellt werden kann, wird der Ruf oder der Weiterreichungsversuch unterbrochen, und eine benachbarte Zelle, die hinsichtlich anderer Kriterien die Zweitbeste ist und in der Lage ist, eine angemessene Datenübermittlungsrate bereitzustellen, wird als die neue Zielzelle für die Weiterreichung ausgewählt. Die BSC sendet der MS eine Weiterreichungsbefehlsnachricht (Handover Befehl), die die Informationen über die zugeordnete Datenübermittlungsrate und die Beschreibung der zugeordneten Zeitschlitze enthält. Nun ist die MS in der Lage, mit der in der neuen Zelle zugeordneten Kanalkonfiguration eine Kommunikation zu beginnen, und sie sendet eine Bestätigung (Handover Vollständig) an das BSS. Das BSS wiederum sendet die Nachricht „Handover Durchgeführt" an die MSC.
  • 8 veranschaulicht die erfindungsgemäße Anpassung der Datenübermittlungsrate während eines Rufs. Das BSS erfasst, dass im BSS freie Zeitschlitzressourcen für einen Datenruf zur Verfügung stehen, dessen momentane Kanalkonfiguration (die Anzahl von Zeitschlitzen) und dessen entsprechende Datenübermittlungsrate niedriger sind als die gewünschte Kanalkonfiguration und die entsprechende maximale, gewünschte Datenübermittlungsrate DRMAX der MS. In diesem Fall befielt das BSS der MS mit Hilfe einer BTS-internen Weiterreichung oder einer neuen Kanalzuordnung eine höhere Datenübermittlungsrate und eine größere Anzahl von Zeitschlitzen zu verwenden. Mit anderen Worten ordnet das BSS dem Datenruf in der gleichen Zelle eine neue Kanalkonfiguration zu und sendet der MS eine Weiterreichungsbefehlsnachricht (Handover Befehl) oder eine Nachricht einer zusätzlichen Kanalzuordnung (Zusätzliche Zuordnung), die die Informationen über die zugeordnete Datenübermittlungsrate und die Beschreibung der zugeordneten Zeitschlitze enthält. Nun ist die MS in der Lage, mit der neuen, zugeordneten Kanalkonfiguration in der gleichen Zelle eine Kommunikation zu beginnen, und sie sendet eine Bestätigung „Handover Vollständig" (oder „Zuordnung Vollständig") an das BSS. Das BSS wiederum sendet die Nachricht „Handover Durchgeführt" an die MSC.
  • Entsprechend ist es möglich, die Kanalkonfiguration (Anzahl von Zeitschlitzen) und damit die Datenübermittlungsrate der Datenrufe zu verringern, aber nur herunter bis zu der minimalen Anforderung für die Teilnehmerdaten-Übermittlungsrate jedes Datenrufs, wenn das BSS erfasst, dass Zeitschlitze für anderen Verkehr in der Zelle benötigt werden. Das BSS ordnet dem Datenruf dann eine neue Kanalkonfiguration zu und berichtet dies an die MS, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben ist. Die den Datenrufen zugeordneten Kanalkonfigurationen können z. B. derart angepasst werden, dass das Mobilkommunikationsnetzwerk fähig ist, so viele Verbindungsanforderungen wie möglich zu bedienen, während gleichzeitig die jedem Datenruf zugeordnete Kanalkonfiguration innerhalb der Grenzen der minimalen und maximalen Anforderungen so hoch wie möglich gehalten wird.
  • Die Figuren und die damit in Zusammenhang stehende Erklärung dienen nur zum Veranschaulichen der Erfindung. Das Verfahren der Erfindung kann in seinen Einzelheiten innerhalb des Umfangs der zugehörigen Ansprüche variieren.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Datenübertragung bei einem Zeitmultiplex- (TDMA) Mobilkommunikationssystem, bei dem einer Mobilstation (MS) zur Datenübertragung ein oder mehrere Zeitschlitze zugewiesen werden, gekennzeichnet durch die Schritte: Angeben eines gewünschten Dienstniveaus für eine Teilnehmerdatenübermittlung, das während eines Datenrufs zu verwenden ist, durch die Mobilstation (MS) an das Netzwerk, wobei das gewünschte Niveau Grenzen aufweist, dynamisches Anpassen der Kanalkonfiguration, die aus einem oder mehreren Zeitschlitzen besteht und der Mobilstation (MS) zugeordnet ist, während eines Rufs abhängig vom veränderlichen Zuweisungszustand der Ressourcen des Mobilkommunikationsnetzwerks innerhalb der Grenzen des gewünschten Dienstniveaus.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Angeben des gewünschten Dienstniveaus hinsichtlich einer maximalen Anforderung für eine Teilnehmerdatenübermittlungsrate oder eine Zeitschlitzkonfiguration des Datenrufs.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Angeben des gewünschten Dienstniveaus hinsichtlich einer maximalen Anforderung und einer minimalen Anforderung für eine Teilnehmerdatenübermittlungsrate oder eine Zeitschlitzkonfiguration des Datenrufs.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein derartiges Anpassen der den Datenrufen zugeordneten Kanalkonfigurationen, dass das Mobilkommunikationsnetzwerk fähig ist, so viele angeforderte Verbindungen wie möglich gleichzeitig zu bedienen, wenn es angestrebt ist, die jedem Datenruf zugeordnete Kanalkonfiguration innerhalb der Grenzen des gewünschten Dienstniveaus so hoch wie möglich zu halten.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch ein Erhöhen der dem Datenruf zugeordneten Kanalkonfiguration, um nach einem Rufaufbau oder einer Weiterreichung dem gewünschten Dienstniveau zu entsprechen, sobald beim bedienenden Mobilkommunikationsnetzwerk hinreichende Ressourcen verfügbar sind.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch den Schritt: Verringern der dem Datenruf zugeordneten Kanalkonfiguration nach einem Rufaufbau oder einer Weiterreichung zum Freigeben von Ressourcen im Mobilkommunikationsnetzwerk zum Bedienen anderen Verkehrs.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ressourcen des Mobilkommunikationsnetzwerks, abhängig von denen die dem Datenruf zugeordnete Kanalkonfiguration angepasst wird, zumindest die Zeitschlitzressourcen der bedienenden Zelle (C1 bis C9) und/oder die Zeitschlitzressourcen der Zielzelle (C1 bis C9) zur Weiterreichung aufweisen.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der zugeordneten Kanalkonfiguration während des Datenrufs die Schritte aufweist: Erfassen, dass in der Zelle (C1 bis C9) Zeitschlitzressourcen verfügbar sind, Erfassen von zumindest einem Datenruf in der gleichen Zelle (C1 bis C9), dessen zugeordnete Kanalkonfiguration dem gewünschten Dienstniveau nicht genügt, Zuweisen einer höheren Kanalkonfiguration an den zumindest einen Datenruf, Senden einer Weiterreichungsbefehlsnachricht oder einer zusätzlichen Kanalzuordnungsnachricht, die die Informationen über die zugewiesene Kanalkonfiguration in der gleichen Zelle (C1 bis C9) enthält, vom Basisstationssystem (BSC, BTS) an die Mobilstation.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpassen der zugeordneten Kanalkonfiguration während des Datenrufs die Schritte aufweist: Erfassen einer Knappheit an freien Zeitschlitzen in der Zelle (C1 bis C9), Erfassen von zumindest einem Datenruf in der gleichen Zelle (C1 bis C9), dessen gewünschtes Dienstniveau eine niedrigere Kanalkonfiguration als die aktuelle Kanalkonfiguration zulässt, die dem zumindest einen Datenruf zugeordnet ist, Zuweisen einer niedrigeren Kanalkonfiguration an den zumindest einen Datenruf, Senden einer Weiterreichungsbefehlsnachricht oder einer zusätzlichen Kanalzuordnungsnachricht, die die Informationen über die zugewiesene Kanalkonfiguration in der gleichen Zelle (C1 bis C9) enthält, vom Basisstationssystem (BSC, BTS) an die Mobilstation (MS).
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte: Angeben eines maximalen gewünschten Dienstniveaus durch die Mobilstation (MS), Auswählen eines minimalen Dienstniveaus durch das Mobilkommunikationsnetzwerk (MSC, BSC).
  11. Zeitmultiplex- (TDMA) Mobilkommunikationssystem, bei dem einer Mobilstation (MS) zur Datenübertragung ein oder mehrere Zeitschlitze zugewiesen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilkommunikationssystem (MSC, BSC) eingerichtet ist, eine Angabe über ein gewünschtes Dienstniveau für eine Teilnehmerdatenübermittlung durch die Mobilstation zu empfangen, das während eines Datenrufs zu verwenden ist, wobei das gewünschte Niveau Grenzen aufweist, und die Kanalkonfiguration, die aus einem oder mehreren Zeitschlitzen besteht und der Mobilstation (MS) zugeordnet ist, während des Rufs abhängig vom veränderlichen Zuweisungszustand der Ressourcen des Mobilkommunikationssystems innerhalb der Grenzen des gewünschten Dienstniveaus des Datenrufs dynamisch anzupassen.
  12. System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Angabe des gewünschten Dienstniveaus hinsichtlich einer maximalen Anforderung für eine Teilnehmerdatenübermittlungsrate oder eine Zeitschlitzkonfiguration des Datenrufs erfolgt.
  13. System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Angabe des gewünschten Dienstniveaus hinsichtlich einer maximalen Anforderung und einer minimalen Anforderung für eine Teilnehmerdatenübermittlungsrate oder eine Zeitschlitzkonfiguration des Datenrufs erfolgt.
  14. System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimales Dienstniveau durch die Mobilstation (MS) undefiniert ist.
  15. System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimales Dienstniveau durch das Mobilkommunikationsnetzwerk auswählbar ist.
  16. System gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ressourcen des Mobilkommunikationsnetzwerks zumindest die Zeitschlitzressourcen der bedienenden Zelle (C1 bis C9) und/oder die Zeitschlitzressourcen der Zielzelle (C1 bis C9) zur Weiterreichung aufweisen.
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