WO2001015472A1 - Network-side device and method for transmitting data in a radiocommunications system - Google Patents

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WO2001015472A1
WO2001015472A1 PCT/EP2000/008008 EP0008008W WO0115472A1 WO 2001015472 A1 WO2001015472 A1 WO 2001015472A1 EP 0008008 W EP0008008 W EP 0008008W WO 0115472 A1 WO0115472 A1 WO 0115472A1
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transmission
data
real
subscriber station
dch
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Christian Menzel
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/24Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
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    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
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    • H04W74/00Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]
    • H04W74/0808Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using carrier sensing, e.g. as in CSMA

Definitions

  • information for example voice, image information or other data
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • Frequencies at 900, 1800 and 1900 MHz are used for the introduced GSM mobile radio system (Global System for Mobile Communication).
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • UMTS universal mobile telecommunication system
  • 3rd generation systems frequencies in the frequency band of approx. 2000 MHz are provided.
  • GPRS general packet radio system
  • the resource for example a transmission channel
  • the resource is only assigned when a data packet is actually transmitted.
  • the data packets on the send side are assigned to a resource until they are sent.
  • the point in time is buffered and processed according to their order.
  • the resource (the transmission channel) can be optimally used for non-time-critical services.
  • the object of the invention is to provide an improved method and an improved network-side device which combine the packet data transmission and the transmission of real-time data. This object is achieved by the method having the features of claim 1 and the network-side device according to claim 12. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.
  • a transmission channel between a network-side device and a subscriber station is exclusively assigned for an undelayed transmission of real-time data of high priority.
  • pauses in the transmission of the real-time data are detected.
  • the exclusivity of the assignment is temporarily removed and low-priority data is transmitted to other subscriber stations in the transmission channel.
  • the Echtzeitda ⁇ th high priority and the low priority data detected by the respective receiving subscriber station by evaluating a first transmitted bit sequence as addressed to the subscriber station.
  • One bit denotes, for example, the real-time data, while the low priority data, which can also be transmitted to several subscriber stations, are addressed, for example, by a longer bit sequence.
  • the invention is combined with a method (ARQ) for retransmitting incorrectly received data in order to ensure the quality of the transmission.
  • the data are provided with an address head and a numbering, so that the numbering can be evaluated at the receiving end in the event of transmission errors.
  • Data received with interference is recognized, the transmission side is signaled with the numbering and is repeatedly transmitted by it.
  • a data packet that is only incompletely transmitted due to the end of the detected pause is retransmitted, for example within the next detected pause.
  • the data packets are cached in a queue particularly advantageously. Intelligent readout from one or more queues optimizes the transmission of the packet data, for example with a differentiated prioritization of the data in the individual queues.
  • the data are transferred to these transmission channels. divides, which significantly increases the average transmission rate.
  • the low-priority data are advantageously prepared on the transmission side for separate transmission in a plurality of transmission channels. For example, several queues and a multiplexer are available to prepare the data. The data is divided, for example by means of the multiplexer, for the separate transmission and is transmitted separately to another subscriber station during the pauses detected. The breaks can occur at the same time or independently of time.
  • the subscriber station informs the base station of possible transmission modes by means of appropriate signaling. For example, data in several channels are only transmitted to a subscriber station simultaneously within a time slot if the subscriber station can also evaluate these channels simultaneously (as with different spreading codes, for example). If the data is read from several queues, simultaneous transmission in several transmission channels is possible. The data are reassembled on the receiving side.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a radio communication system, in particular a mobile radio system
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a transmission channel
  • FIG. 3 shows a transmission of data of low priority in the breaks of the transmission of real-time data of high priority
  • 4 shows addressing and numbering of the data by means of bit sequences
  • 5 shows a transmission of data of low priority with bit sequences for addressing and numbering
  • FIG. 6 different ciphers of real-time data of high priority and data of low priority
  • FIG. 7 ciphering of real-time data and addressing and numbering of data of low priority
  • FIG. 9 shows a schematic illustration of a network-side device.
  • the radio communication system shown in FIG. 1 and designed as an example as a mobile radio system consists of a large number of mobile switching centers SGSN, which are networked with one another or provide access to a fixed network PDN. Furthermore, these mobile switching centers SGSN are each connected to at least one device for allocating radio resources RNC. Each of these RNC devices in turn enables a connection to at least one base station BS.
  • This base station BS is a radio station which establishes and signals communication connections to mobile or stationary subscriber stations MS, MSI, MS1, MS2 and MS3 via a radio interface.
  • the functionality of this structure is used by the method according to the invention. Use in, for example, a wireless subscriber line system (access network) is also possible.
  • a receiving device EE for receiving data d1, dl and d2, which are sent by the base station BS, is implemented.
  • An identification device IE also implemented, is used to identify data d1, dl ⁇ and d2 addressed to the subscriber station MS, MSI, MS1 ⁇ MS21 and MS3.
  • DCH transmission channels
  • DCH "are dl for undelayed transfer of real time data, dl x exclusively assigned.
  • Shared transmission channels DSCH are not exclusively assigned to a transmission to several subscriber stations MS2 and MS3. They are used for non-time-critical, delayed transmissions of data packets to different subscriber stations MS2, MS3. For this purpose, the transfer is also assigned (allocated). The assignment is made via a separate signaling channel and delays the transmission by a period of time that is unacceptable for the transmission of real-time data dl, dl ⁇ .
  • data d2 of low priority are additionally transmitted in two transmission channels DCH, DCH during the breaks in the transmission of the real-time data d1, dl ⁇ of high priority.
  • the low-priority data d2 is transmitted in the breaks, for example two real-time transmissions.
  • the low-priority data d2 are thus transmitted to the subscriber station MS via two transmission channels DCH and DCH ⁇ .
  • the bit sequences AK, NK are correspondingly short to ensure transmission of the real-time data d1.
  • the length of the bit sequence for addressing the data d2 low priority ent ⁇ speaking varies the number of subscriber stations MS.
  • FIG. 5 shows an example of an arrangement of real-time data d1 high priority and data d2 low priority with bit sequences NK, AK for addressing and numbering. Between the data d1, d2 and the bit sequences AK, NK, for example, transmission pauses are used to separate them.
  • FIG. 6 Another embodiment of the method according to the invention can be seen in FIG. 6.
  • the real-time data d1 and the data d2, d3, d4 of low priority are encrypted differently.
  • the subscriber station-specific data d1, d2, d3 or d4 to be transmitted are encrypted differently for the respective subscriber station MSI, MS2, MS3 or MS4.
  • a subscriber station MSI can only decrypt the data dl specifically encrypted for it. All other subscriber stations MS2, MS3, MS4 decrypt this data dl as faulty and they discard the data dl.
  • a numbering or addressing, as mentioned above, is necessary when using a different encryption of the data d1, d2 if an ARQ method is to be used.
  • FIG. 7 shows a combination of the methods of encryption and the use of bit sequences for addressing.
  • an identifier KN for example a signal bit
  • the real-time data dl are generated using the Sl encryption of data d2 low priority under shoot ⁇ while data d2 low priority are distinguished by the bit sequence AK to address the.
  • the identifier signals the only encrypted data d1 as not readable and evaluable for an ARQ method.
  • the quality of service parameters DGP are evaluated.
  • the evaluation shows, for example, that real-time data d1 should be transmitted without delay. This corresponds to a service with a high quality of service, ie with OO N> MP 1
  • Breaks P is possible and accordingly the detection of the breaks P is controlled with a control device ST.
  • the difference between the maximum and average transmission rate of the real-time data d1 is relatively small and the ratio is below the threshold value, a high number of pauses P is rather unlikely. Detection of the pauses P is suppressed and no logical connections to further subscriber stations MS are set up for this transmission channel DCH. With the suppression of the detection, computing resources in the transmission-side network device BS are saved.
  • the logical connection for the transmission channel DCH enables a transmission of data d2 of low priority, that is to say of a low quality of service. Neither a short transfer or access delay nor a guaranteed bit rate can be made available to the service. Such low-quality services are provided for correspondingly low fees and allow non-time-critical transmissions, for example the transmission of an email.
  • the detection of the pauses P is triggered by a control ST.
  • the control ST decides from the evaluation of the quality of service parameters whether the number and length of the breaks P is suitable for a non-time-critical transmission and, if necessary, controls the detection of the breaks P for one or a group of connections to partial subscriber stations MS. If the quality of service parameters DGP change, the control device ST can in turn interrupt a detection of the pauses P.
  • the process sequence, the real-time data d1 to be transmitted are encrypted specifically for the subscriber station MSI and transmitted without delay. Due to the signaling, the pauses P are co co KM P> P 1 c ⁇ o C ⁇ O C ⁇ o cn

Abstract

The invention relates to a radiocommunications system in which a transmission channel between a network-side device and a subscriber station is allocated exclusively to the transmission of high priority real time data, in order to prevent delays in the transmission of said data. Pauses in the transmission of the real time data are detected on the transmission side. During the pauses that are detected, the exclusivity of the allocation is temporally cancelled and low priority data are transmitted to other subscriber stations in the transmission channel.

Description

Beschreibungdescription
Netzseitige Einrichtung und Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funk-KommunikationssysterαNetwork-side device and method for transmitting data in a radio communication system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funk-Kommunikationssystem und eine netzseitige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for transmitting data in a radio communication system and a network device for carrying out the method.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station (Basisstation bzw. Teilnehmerstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für das eingeführte GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Communication) werden Frequenzen bei 900, 1800 und 1900 MHz genutzt. Für zukünftige Mobilfunk- Systeme mit CDMA- oder TD/CDMA-Übertragungsverfahren über die Funkschnittstelle, beispielsweise UMTS (universal Mobile Te- lecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.In radio communication systems, information (for example voice, image information or other data) is transmitted with the aid of electromagnetic waves via a radio interface between the transmitting and receiving station (base station or subscriber station). The electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system. Frequencies at 900, 1800 and 1900 MHz are used for the introduced GSM mobile radio system (Global System for Mobile Communication). For future mobile radio systems with CDMA or TD / CDMA transmission methods via the radio interface, for example UMTS (universal mobile telecommunication system) or other 3rd generation systems, frequencies in the frequency band of approx. 2000 MHz are provided.
Während beim GSM-Mobilfunksysstem ursprünglich die Übertragung von Sprachinformationen im Vordergrund stand, werden im zunehmenden Maße z.B. durch GPRS (general packet radio System) auf der Basis des GSM-Mobilfunksystems und für zukünftige Systeme von Anfang an auch Paketdatendienste eingeplant. Verschiedene Dienste sind dabei vorgesehen, die sehr individuelle Anforderungen an variable Datenrate haben.While the transmission of voice information was originally in the foreground in the GSM mobile radio system, e.g. by GPRS (general packet radio system) based on the GSM mobile radio system and for future systems also packet data services planned from the beginning. Various services are provided that have very individual requirements for variable data rates.
Bei einer Paketdatenübertragung werden Datenpakete paketorientiert vermittelt. Die Ressource, beispielsweise ein Über- tragungskanal, wird erst zugeordnet, wenn tatsächlich ein Datenpaket übertragen wird. Dazu werden die Datenpakete bei der Sendeseite nach einer Ressourcenzuordnung bis zu ihrem Sende- Zeitpunkt zwischengespeichert und entsprechend ihrer Reihenfolge abgearbeitet. Für nicht-zeitkritische Dienste kann so die Ressource (der Übertragungskanal) optimal genutzt werden.In the case of packet data transmission, data packets are conveyed in a packet-oriented manner. The resource, for example a transmission channel, is only assigned when a data packet is actually transmitted. For this purpose, the data packets on the send side are assigned to a resource until they are sent. The point in time is buffered and processed according to their order. The resource (the transmission channel) can be optimally used for non-time-critical services.
Zeitkritische Dienste, beispielsweise eine Sprachübertragung oder eine Videoübertragung, können dagegen nicht in Datenpaketen paketorientiert über eine Funkschnittstelle vermittelt werden. Echtzeitdaten zeitkritscher Dienste dürfen nicht verzögert werden, was bei einer Paketierung und Zwischenspeiche- rung nicht zu vermeiden wäre. Für zeitkrische Dienste wird daher eine Ressource, beispielsweise ein Übertragungskanal, exklusiv zugeordnet. Für zeitkritische und nicht-zeitkritische Dienste werden bisher getrennte Kanäle benutzt.Time-critical services, for example a voice transmission or a video transmission, on the other hand cannot be switched in packet-oriented manner in data packets via a radio interface. Real-time data of time-critical services must not be delayed, which would be unavoidable when packaging and buffering. A resource, for example a transmission channel, is therefore exclusively allocated for time-critical services. So far, separate channels are used for time-critical and non-time-critical services.
Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte netzseitige Einrichtung anzugeben, die die Paketdatenübertragung und die Übertragung von Echtzeitdaten kombiniert. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die netzseitige Einrichtung nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The object of the invention is to provide an improved method and an improved network-side device which combine the packet data transmission and the transmission of real-time data. This object is achieved by the method having the features of claim 1 and the network-side device according to claim 12. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.
Zur Übertragung von Daten in einem Funk-Kommunikationssystem wird für eine unverzögerte Übertragung von Echtzeitdaten ho- her Priorität ein Übertragungskanal zwischen einer netzseiti- gen Einrichtung und einer Teilnehmerstation exklusiv zugeordnet. Sendeseitig werden Pausen der Übertragung der Echtzeitdaten detektiert. Während der detektierten Pausen wird die Exklusivität der Zuordnung temporär aufgehoben und im Über- tragungskanal erfolgt eine Übertragung von Daten niedriger Priorität zu weiteren Teilnehmerstationen.For the transmission of data in a radio communication system, a transmission channel between a network-side device and a subscriber station is exclusively assigned for an undelayed transmission of real-time data of high priority. On the transmission side, pauses in the transmission of the real-time data are detected. During the pauses detected, the exclusivity of the assignment is temporarily removed and low-priority data is transmitted to other subscriber stations in the transmission channel.
Die Übertragung der Daten niedriger Priorität wird am Ende einer detektierten Pause abgebrochen, um die Übertragung der Echzeitdaten hoher Priorität unverzögert fortzusetzen. Eine Signalisierung der Fortsetzung der Übertragung der Echtzeitdaten, welche die Übertragung verzögern würde, entfällt. Da U> cυ K) r P" t-1 cπ o Cπ o Cπ o CπThe transmission of the low priority data is terminated at the end of a detected pause in order to continue the transmission of the real time data of high priority without delay. There is no signaling of the continuation of the transmission of the real-time data, which would delay the transmission. There U> cυ K) r P "t- 1 cπ o Cπ o Cπ o Cπ
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mit der Chiffrierung implizit adressiert, so daß eine aufwen¬ dige Signalisierung entfällt.implicitly addressed with the encryption, so that a aufwen ¬-ended signaling is omitted.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden von der jeweiligen empfangenden Teilnehmerstation die Echtzeitda¬ ten hoher Priorität und die Daten niedriger Priorität durch Auswertung einer ersten übertragenen Bitfolge als an die Teilnehmerstation adressiert erkannt. Durch ein Bit werden beispielsweise die Echtzeitdaten bezeichnet, während die Da- ten niedriger Priorität, die auch zu mehreren Teilnehmerstationen übertragen werden können, beispielsweise durch eine längere Bitfolge adressiert werden.In an advantageous embodiment of the invention, the Echtzeitda ¬ th high priority and the low priority data detected by the respective receiving subscriber station by evaluating a first transmitted bit sequence as addressed to the subscriber station. One bit denotes, for example, the real-time data, while the low priority data, which can also be transmitted to several subscriber stations, are addressed, for example, by a longer bit sequence.
Die Erfindung wird mit einem Verfahren (ARQ) zum wiederholten Senden fehlerhaft empfangener Daten kombiniert, um die Qualität der Übertragung sicherzustellen. Die Daten werden hierzu mit einem Adreßkopf und einer Numerierung versehen, so daß empfangsseitig die Numerierung bei Übertragungsfehlern ausgewertet werden kann. Gestört empfangene Daten werden erkannt, der Sendeseite mit der Numerierung signalisiert und von dieser wiederholt übertragen werden. Insbesondere für Daten niedriger Priorität, die ein wiederholtes Senden mit großer Verzögerung gestatten, wie beispielsweise Paketdaten, wird so ein aufgrund des Endes der detektierten Pause nur unvollstän- dig übertragenes Datenpaket, beispielsweise innerhalb der nächsten detektierten Pause, erneut übertragen.The invention is combined with a method (ARQ) for retransmitting incorrectly received data in order to ensure the quality of the transmission. For this purpose, the data are provided with an address head and a numbering, so that the numbering can be evaluated at the receiving end in the event of transmission errors. Data received with interference is recognized, the transmission side is signaled with the numbering and is repeatedly transmitted by it. In particular for low-priority data that permit repeated transmission with a large delay, such as packet data, a data packet that is only incompletely transmitted due to the end of the detected pause is retransmitted, for example within the next detected pause.
Sind die Daten niedriger Priorität als Paketdaten ausgestaltet, so werden die Datenpakete besonders vorteilhaft in einer Warteschlange zwischengespeichert. Ein intelligentes Auslesen aus einer oder mehreren Warteschlangen optimiert, beispielsweise mit einer differenzierten Priorisierung der Daten in den einzelnen Warteschlangen, die Übertragung der Paketdaten.If the data has a lower priority than packet data, the data packets are cached in a queue particularly advantageously. Intelligent readout from one or more queues optimizes the transmission of the packet data, for example with a differentiated prioritization of the data in the individual queues.
Stehen für die Übertragung der Daten niedriger Priorität zu einer Teilnehmerstation mehrere Übertragungskanäle zur Verfügung, werden die Daten auf diese Übertragungskanäle aufge- teilt, wodurch die mittlere Ubertragungsrate deutlich erhöht wird. Hierzu werden vorteilhaft die Daten niedriger Priorität sendeseitig für eine getrennte Übertragung in mehreren Übertragungskanälen vorbereitet. Zur Vorbereitung der Daten ste- hen beispielsweise mehrere Warteschlangen und ein Multiplexer zur Verfügung. Die Daten werden, beispielsweise mittels des Multiplexers für die getrennte Übertragung aufgeteilt und während der detektierten Pausen zu einer weiteren Teilnehmerstation getrennt übertragen. Die Pausen können dabei gleich- zeitig oder zeitlich unabhängig auftreten.If several transmission channels are available for the transmission of the low priority data to a subscriber station, the data are transferred to these transmission channels. divides, which significantly increases the average transmission rate. For this purpose, the low-priority data are advantageously prepared on the transmission side for separate transmission in a plurality of transmission channels. For example, several queues and a multiplexer are available to prepare the data. The data is divided, for example by means of the multiplexer, for the separate transmission and is transmitted separately to another subscriber station during the pauses detected. The breaks can occur at the same time or independently of time.
Mittels einer entsprechenden Signalisierung wird die Basisstation von der Teilnehmerstation über mögliche Übertragungsmodi informiert. Beispielsweise werden an eine Teilnehmersta- tion nur dann gleichzeitig, innerhalb eines Zeitschlizes Daten in mehreren Kanälen übertragen, wenn die Teilnehmerstation diese Kanäle (wie z.B. bei unterschiedlichen Spreizkodes) auch gleichzeitig auswerten kann. Werden die Daten aus mehreren Warteschlangen ausgelesen, so ist eine gleichzeitige Übertragung in mehreren Übertragungskanälen möglich. Emp- fangsseitig werden die Daten wieder zusammengesetzt.The subscriber station informs the base station of possible transmission modes by means of appropriate signaling. For example, data in several channels are only transmitted to a subscriber station simultaneously within a time slot if the subscriber station can also evaluate these channels simultaneously (as with different spreading codes, for example). If the data is read from several queues, simultaneous transmission in several transmission channels is possible. The data are reassembled on the receiving side.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen bezugnehmend auf zeichnerische Darstellungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to drawings.
Dabei zeigenShow
FIG 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems,1 shows a block diagram of a radio communication system, in particular a mobile radio system,
FIG 2 eine schematische Darstellung eines Übertragungskanals, FIG 3 eine Übertragung von Daten niedriger Priorität in den Pausen der Übertragung von Echtzeitdaten hoher Priori- tat,2 shows a schematic representation of a transmission channel, FIG. 3 shows a transmission of data of low priority in the breaks of the transmission of real-time data of high priority,
FIG 4 eine Adressierung und Numerierung der Daten mittels Bitfolgen, FIG 5 eine Übertragung von Daten niedriger Priorität mit Bitfolgen zur Adressierung und Numerierung,4 shows addressing and numbering of the data by means of bit sequences, 5 shows a transmission of data of low priority with bit sequences for addressing and numbering,
FIG 6 unterschiedliche Chiffrierungen von Echzeitdaten hoher Priorität und Daten niedriger Priorität, FIG 7 Chiffrierung der Echtzeitdaten und Adressierung und Numerierung der Daten niedriger Priorität,6 different ciphers of real-time data of high priority and data of low priority, FIG. 7 ciphering of real-time data and addressing and numbering of data of low priority,
FIG 8 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens, und8 shows a schematic representation of the sequence of the method according to the invention, and
FIG 9 eine schematische Darstellung einer netzseitigen Ein- richtung.9 shows a schematic illustration of a network-side device.
Das in FIG 1 dargestellte und beispielhaft als ein Mobilfunksystem ausgestaltete Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen SGSN, die unter- einander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PDN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen SGSN mit jeweils zumindest einer Einrichtung zur Zuteilung funktechnischer Ressourcen RNC verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumin- dest einer Basisstation BS.The radio communication system shown in FIG. 1 and designed as an example as a mobile radio system consists of a large number of mobile switching centers SGSN, which are networked with one another or provide access to a fixed network PDN. Furthermore, these mobile switching centers SGSN are each connected to at least one device for allocating radio resources RNC. Each of these RNC devices in turn enables a connection to at least one base station BS.
Diese Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle KommunikationsVerbindungen zu mobilen oder stationären Teilnehmerstationen MS, MSI, MS1 , MS2 und MS3 aufbaut und signalisiert. Die Funktionalität dieser Struktur wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt. Ein Einsatz in beispielsweise einem drahtlosen Teilnehmeranschlußsystem (Access-Network) ist dabei ebenso möglich.This base station BS is a radio station which establishes and signals communication connections to mobile or stationary subscriber stations MS, MSI, MS1, MS2 and MS3 via a radio interface. The functionality of this structure is used by the method according to the invention. Use in, for example, a wireless subscriber line system (access network) is also possible.
In den Teilnehmerstationen MS, MSI, MSI \ MS2 und MS3 ist eine Empfangseinrichtung EE zum Empfang von Daten dl, dl und d2, die von der Basisstation BS gesendet werden, implementiert. Eine ebenfalls implementierte Identifikationseinrichtung IE dient zur Erkennung von an die Teilnehmerstation MS, MSI, MS1\ MS21 und MS3 adressierten Daten dl, dl λ und d2. Zwischen der Basisstation BS und zwei Teilnehmerstation MSI und MS1Λ sind Übertragungskanäle DCH, DCH" zur unverzögerten Übertragung von Echzeitdaten dl, dl x exklusiv zugeordnet. Diese Übertragungskanäle DCH, DCH sind für die Maximalwerte stark schwankender Datenraten ausgelegt. Besonders zeitkritische Anwendungen mit stark schwankenden Datenraten, die un- verzögert übertragen werden müssen, wie beispielsweise Video- Übertragungen oder Sprachübertragungen mit einer Unterbrechung der Übertragung in Sprachpausen (VAD, Voice Activity Detection) , benötigen für diese Dienste einen exklusiv zugeordneten Übertragungskanal DCH, DCHλ, in dem die Übertragung der Echtzeitdaten nicht durch die Übertragung Daten niedriger Priorität zu weiteren Teilnehmerstationen MS2, MS3 verzögert werden.In the subscriber stations MS, MSI, MSI \ MS2 and MS3, a receiving device EE for receiving data d1, dl and d2, which are sent by the base station BS, is implemented. An identification device IE, also implemented, is used to identify data d1, dl λ and d2 addressed to the subscriber station MS, MSI, MS1 \ MS21 and MS3. Between the base station BS and two subscriber station MSI and MS1 Λ transmission channels DCH, DCH "are dl for undelayed transfer of real time data, dl x exclusively assigned. These transmission channels DCH, DCH are designed for the maximum values strongly fluctuating data rates. Especially time-critical applications with widely varying data rates , which must be transmitted without delay, such as video transmissions or voice transmissions with an interruption in transmission during speech pauses (VAD, Voice Activity Detection), require an exclusively assigned transmission channel DCH, DCH λ for these services, in which the transmission of real-time data not be delayed by the transmission of low priority data to further subscriber stations MS2, MS3.
Gemeinsam genutzte Übertragungskanäle DSCH werden dagegen nicht exklusiv einer Übertragung zu mehreren Teilnehmerstationen MS2 und MS3 zugeordnet. Sie werden für nicht-zeitkritische, verzögerte Übertragungen von Datenpaketen zu unter- schiedlichen Teilnehmerstationen MS2, MS3 genutzt. Hierzu wird zusätzlich die Übertragung zugewiesen (allokiert) . Die Zuweisung erfolgt über einen separaten Signalisierungskanal und verzögert die Übertragung um eine Zeitspanne, die für eine Übertragung von Echtzeitdaten dl, dl Λ nicht hinnehmbar ist.Shared transmission channels DSCH, however, are not exclusively assigned to a transmission to several subscriber stations MS2 and MS3. They are used for non-time-critical, delayed transmissions of data packets to different subscriber stations MS2, MS3. For this purpose, the transfer is also assigned (allocated). The assignment is made via a separate signaling channel and delays the transmission by a period of time that is unacceptable for the transmission of real-time data dl, dl Λ .
Zudem werden erfindungsgemäß in der Pausen der Übertragung der Echtzeitdaten dl, dl λ hoher Priorität zusätzlich Daten d2 niedriger Priorität in zwei Ubertragungskanälen DCH, DCH übertragen. In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übertragung der Daten d2 niedriger Priorität in den Pausen beispielsweise zweier Echtzeit-Übertragungen. So werden die Daten d2 niedriger Priorität über zwei Übertragungskanäle DCH und DCHλ an die Teilnehmerstation MS übertragen. Diese Maß- nahmen sind geeignet, die statistische mittlere Wartedauer für die jeweils nächste Übertragung von Daten d2 niedriger
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In addition, according to the invention, data d2 of low priority are additionally transmitted in two transmission channels DCH, DCH during the breaks in the transmission of the real-time data d1, dl λ of high priority. In one embodiment of the invention, the low-priority data d2 is transmitted in the breaks, for example two real-time transmissions. The low-priority data d2 are thus transmitted to the subscriber station MS via two transmission channels DCH and DCH λ . These measures are suitable, the statistical mean waiting time for the next transmission of data d2 is lower
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Übertragung der Echtzeitdaten dl zu gewährleisten sind die Bitfolgen AK, NK entsprechend kurz. Die Länge der Bitfolge zur Adressierung der Daten d2 niedriger Priorität wird ent¬ sprechend der Anzahl der Teilnehmerstationen MS variiert. Al- ternativ zu diesem Ausführungsbeispiel wird auch nur die Bit¬ folge AK zur Adressierung oder nur die Bitfolge NK zur Numerierung mit übertragen.The bit sequences AK, NK are correspondingly short to ensure transmission of the real-time data d1. The length of the bit sequence for addressing the data d2 low priority ent ¬ speaking varies the number of subscriber stations MS. As an alternative to this embodiment, only the bit ¬ follow AK to address or just the bit sequence NK numbering with transmitted.
In FIG 5 ist beispielshaft eine Anordnung von Echtzeitdaten dl hoher Priorität und Daten d2 niedriger Priorität mit Bitfolgen NK, AK zur Adressierung und Numerierung dargestellt. Zwischen den Daten dl, d2 und den Bitfolgen AK, NK werden beispielsweise Sendepausen zur Separierung derselben genutzt.FIG. 5 shows an example of an arrangement of real-time data d1 high priority and data d2 low priority with bit sequences NK, AK for addressing and numbering. Between the data d1, d2 and the bit sequences AK, NK, for example, transmission pauses are used to separate them.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aus FIG 6 ersichtlich. Die Echtzeitdaten dl und die Daten d2, d3, d4 niedriger Priorität werden unterschiedlich chiffriert. Die zu übertragenden teilnehmerstationsspezifischen Daten dl, d2, d3 oder d4 werden für die jeweilige Teilnehmerstation MSI, MS2, MS3 oder MS4 unterschiedlich chiffriert. Eine Teilnehmerstation MSI kann nur die spezifisch für sie chiffrierten Daten dl dechiffrieren. Alle anderen Teilnehmerstationen MS2, MS3, MS4 dechiffrieren diese Daten dl als fehlerhaft und die Daten dl werden von ihnen verworfen.Another embodiment of the method according to the invention can be seen in FIG. 6. The real-time data d1 and the data d2, d3, d4 of low priority are encrypted differently. The subscriber station-specific data d1, d2, d3 or d4 to be transmitted are encrypted differently for the respective subscriber station MSI, MS2, MS3 or MS4. A subscriber station MSI can only decrypt the data dl specifically encrypted for it. All other subscriber stations MS2, MS3, MS4 decrypt this data dl as faulty and they discard the data dl.
Eine Numerierung oder Adressierung ist, wie zuvor erwähnt wurde, bei einer Verwendung einer unterschiedlichen Chiffrierung der Daten dl, d2 dann nötig, wenn ein ARQ-Verfahren angewendet werden soll.A numbering or addressing, as mentioned above, is necessary when using a different encryption of the data d1, d2 if an ARQ method is to be used.
In FIG 7 ist eine Kombination der Verfahren der Chiffrierung und der Verwendung von Bitfolgen zur Adressierung dargestellt. Zur Unterscheidung der Verfahren der Chiffrierung und Adressierung durch die Teilnehmerstation MS, MSI, MSI x (siehe auch FIG 1) wird eine Kennung KN, beispielsweise ein Signalbit, zur Signalisierung des jeweiligen Verfahrens eingeführt. In diesem Beispiel werden die Echtzeitdaten dl mittels der Chiffrierung sl von Daten d2 niedriger Priorität unterschie¬ den, während Daten d2 niedriger Priorität durch die Bitfolge AK zur Adressierung unterschieden werden. Insbesondere bei der Verwendung eines ARQ-Verfahrens, des wiederholten Sendens fehlerhaft empfangener Daten d2, werden durch die Kennung die lediglich chiffrierten Daten dl als nicht für ein ARQ- Verfahren lesbar und auswertbar signalisiert.FIG. 7 shows a combination of the methods of encryption and the use of bit sequences for addressing. In order to differentiate the methods of encryption and addressing by the subscriber station MS, MSI, MSI x (see also FIG. 1), an identifier KN, for example a signal bit, is introduced to signal the respective method. In this example, the real-time data dl are generated using the Sl encryption of data d2 low priority under shoot ¬ while data d2 low priority are distinguished by the bit sequence AK to address the. In particular when using an ARQ method, the repeated transmission of incorrectly received data d2, the identifier signals the only encrypted data d1 as not readable and evaluable for an ARQ method.
Zusätzlich - in der FIG 5 und 7 jedoch nicht gezeigt - können alle Daten dl, d2, mit Ausnahme der Kennung KN und Adressierung AK, die durch eine Bitfolge AK zur Adressierung von der Teilnehmerstation MS, MSI, MSI Λ als an die Teilnehmerstation MS, MSI, MSI x adressiert erkannt werden, chiffriert werden. Dadurch wird eine Abhörsicherheit der übermittelten Daten dl, d2 sichergestellt.In addition - but not shown in FIGS. 5 and 7 - all data d1, d2, with the exception of the identifier KN and addressing AK, can be identified by a bit sequence AK for addressing from the subscriber station MS, MSI, MSI Λ as to the subscriber station MS, MSI, MSI x addressed can be recognized, encrypted. This ensures that the transmitted data d1, d2 are secure against eavesdropping.
Eine schematische Darstellung der Abfolge der Verfahrensschritte ist in FIG 8 gezeigt. Die Abfolge gliedert sich in zwei Teile, der Signalisierung vor der Übertragung und des Prozeßablaufes während der Übertragung. In der Signalisierung, wird zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen einer Basisstation BS und einer Teilnehmerstation MS, MSI, MSI zuerst ein für die Übertragung von Daten dl, d2 erforderlicher Dienst angefordert (siehe FIG 1) .A schematic representation of the sequence of the method steps is shown in FIG. 8. The sequence is divided into two parts, the signaling before transmission and the process flow during transmission. In the signaling, to set up a communication connection between a base station BS and a subscriber station MS, MSI, MSI, a service required for the transmission of data d1, d2 is first requested (see FIG. 1).
Ein Dienst hoher Qualität ist beispielsweise eine Übertragung von Echzeitdaten dl. Für eine Bestimmung des Dienstes werden Dienst-Güte-Parameter DGP an die Basisstation BS übertragen. Diese Dienst-Güte-Parameter DGP enthalten beispielsweise eine geforderte maximale Bitrate, eine garantierte Bitrate, eine mittlere Bitrate, eine Transfer-Verzögerung oder eine ZugriffsVerzögerung.A high quality service is, for example, a transmission of real-time data d1. To determine the service, quality of service parameters DGP are transmitted to the base station BS. These quality of service parameters DGP contain, for example, a required maximum bit rate, a guaranteed bit rate, an average bit rate, a transfer delay or an access delay.
Erfindungsgemäß werden die Dienst-Güte-Parameter DGP ausge- wertet. Aus der Auswertung geht beispielsweise hervor, daß Echtzeitdaten dl unverzögert übertragen werden sollen. Das entspricht einem Dienst mit einer hohen Dienst-Güte, d.h. mit O O N> M P1 According to the invention, the quality of service parameters DGP are evaluated. The evaluation shows, for example, that real-time data d1 should be transmitted without delay. This corresponds to a service with a high quality of service, ie with OO N> MP 1
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Pausen P möglich ist und dementsprechend wird die Detektion der Pausen P mit einer Steuereinrichtung ST gesteuert.Breaks P is possible and accordingly the detection of the breaks P is controlled with a control device ST.
Ist dagegen die Differenz zwischen maximaler und mittlerer Übertragungsrate der Echtzeitdaten dl relativ gering und das Verhältnis liegt unterhalb des Schwellwertes, ist eine hohe Anzahl der Pausen P eher unwahrscheinlich. Eine Detektion der Pausen P wird unterdrückt und es werden keine logischen Verbindungen zu weiteren Teilnehmerstationen MS für diesen Über- tragungskanal DCH aufgebaut. Mit der Unterdrückung der Detektion werden so rechentechnische Ressourcen in der sendeseiti- gen Netzeinrichtung BS eingespart.If, on the other hand, the difference between the maximum and average transmission rate of the real-time data d1 is relatively small and the ratio is below the threshold value, a high number of pauses P is rather unlikely. Detection of the pauses P is suppressed and no logical connections to further subscriber stations MS are set up for this transmission channel DCH. With the suppression of the detection, computing resources in the transmission-side network device BS are saved.
Die logische Verbindung für den Übertragungskanal DCH er ög- licht eine Übertragung von Daten d2 niedriger Priorität, also einer niedrigen Dienst-Güte. Es kann weder eine kurze Transfer- bzw. Zugriffsverzögerung noch eine garantierte Bitrate dem Dienst zur Verfügung gestellt werden. Solche Dienste niedriger Güte werden für entsprechend niedrige Gebühren be- reitgestellt und erlauben nicht-zeitkritische Übertragungen, beispielsweise die Übertragung einer Email.The logical connection for the transmission channel DCH enables a transmission of data d2 of low priority, that is to say of a low quality of service. Neither a short transfer or access delay nor a guaranteed bit rate can be made available to the service. Such low-quality services are provided for correspondingly low fees and allow non-time-critical transmissions, for example the transmission of an email.
Mit der Bestimmung der Ubertragungspausen P aus den Dienst- Güte-Parametern DGP wird die Detektion der Pausen P mittels einer Steuerung ST angesteuert. Hierzu entscheidet die Steuerung ST aus der Auswertung der Dienst-Güte-Parameter, ob die Anzahl und Länge der Pausen P für eine nicht-zeitkritische Übertragung geeignet ist und steuert ggf. die Detektion der Pausen P für eine oder eine Gruppe von Verbindungen zu Teil- nehmerstationen MS. Andern sich die Dienst-Güte-Parameter DGP kann die Steuereinrichtung ST eine Detektion der Pausen P wiederum abbrechen.With the determination of the transmission pauses P from the quality of service parameters DGP, the detection of the pauses P is triggered by a control ST. For this purpose, the control ST decides from the evaluation of the quality of service parameters whether the number and length of the breaks P is suitable for a non-time-critical transmission and, if necessary, controls the detection of the breaks P for one or a group of connections to partial subscriber stations MS. If the quality of service parameters DGP change, the control device ST can in turn interrupt a detection of the pauses P.
Im zweiten Abschnitt der Ablaufes, dem Prozeßablauf werden die zu übertragenden Echtzeitdaten dl für die Teilnehmerstation MSI spezifisch chiffriert und unverzögert übertragen. Aufgrund der erfolgten Signalisierung werden die Pausen P der co co K M P> P1 cπ o Cπ O Cπ o cnIn the second section of the sequence, the process sequence, the real-time data d1 to be transmitted are encrypted specifically for the subscriber station MSI and transmitted without delay. Due to the signaling, the pauses P are co co KM P> P 1 cπ o Cπ O Cπ o cn
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1 1

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funk-Kommunikationssystem, bei dem für eine unverzögerte Übertragung von Echtzeitdaten (dl) hoher Priorität ein Ubertragungskanal (DCH) zwischen einer netzseitigen Einrichtung (BS) und einer Teilnehmerstation (MSI) exklusiv zugeordnet wird, sendeseitig Pausen (P) der Übertragung der Echtzeitdaten (dl) detektiert werden, während der detektierten Pausen (P) die Exklusivität der Zuordnung temporär aufgehoben wird und im Übertragungskanal (DCH) eine Übertragung von Daten (d2) niedriger Priorität zu weiteren Teilnehmerstationen (MS) erfolgt.1. Method for the transmission of data in a radio communication system in which a transmission channel (DCH) between a network-side device (BS) and a subscriber station (MSI) is exclusively assigned for an undelayed transmission of real-time data (dl) of high priority, pauses on the transmission side (P) the transmission of the real-time data (dl) can be detected, while the detected pauses (P) temporarily exclude the exclusivity and in the transmission channel (DCH) a transmission of data (d2) low priority to other subscriber stations (MS) takes place.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Priorität anhand von Dienst-Güte-Parametern (DGP) festgelegt wird.2. The method of claim 1, wherein the priority is determined on the basis of quality of service parameters (DGP).
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem anhand der Auswertung der Dienst-Güte-Parameter (DGP) die Detektion der Pausen (P) gesteuert wird.3. The method according to claim 2, in which the detection of the pauses (P) is controlled on the basis of the evaluation of the quality of service parameters (DGP).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem von der jeweiligen empfangenden Teilnehmerstation (MSI, MS) die Echtzeitdaten (dl) hoher Priorität und die Daten (d2) niedriger Priorität durch Auswertung einer ersten übertragenen Bitfolge (AK) als an die Teilnehmerstation (MSI, MS) adressiert erkannt werden.4. The method as claimed in one of the preceding claims, in which the real-time data (dl) of high priority and the data (d2) of low priority are evaluated by the respective receiving subscriber station (MSI, MS) by evaluating a first transmitted bit sequence (AK) as to the subscriber station ( MSI, MS) can be recognized addressed.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem gestört empfangene Daten (dl, d2) erkannt, der Sendeseite signalisiert und von dieser wiederholt übertragen werden.5. The method according to claim 4, in which received received data (dl, d2) is detected, signaled to the transmission side and transmitted repeatedly by the latter.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Echtzeitdaten (dl) hoher Priorität und die Daten (d2) niedriger Priorität unterschiedlich chiffriert werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the real-time data (dl) high priority and the data (d2) low priority are encrypted differently.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem von der jeweiligen empfangenden Teilnehmerstation (MSI, MS) die Echtzeitdaten (dl) hoher Priorität und die Daten (d2) niedriger Priorität anhand der Chiffrierung (SI, S2) als an die Teilnehmerstation (MSI, MS) adressiert erkannt werden.7. The method according to claim 6, in which of the respective receiving subscriber station (MSI, MS) the real-time data (dl) high priority and the data (d2) low priority based on the encryption (SI, S2) than to the subscriber station (MSI, MS ) can be recognized addressed.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Daten (d2) niedriger Priorität als Paketdaten (d2) über- tragen werden.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the data (d2) of lower priority than packet data (d2) are transmitted.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Paketdaten (d2) niedriger Priorität in einer Warteschlange (WS) vor der Übertragung zwischengespeichert werden.9. The method according to claim 8, in which the packet data (d2) of low priority are temporarily stored in a queue (WS) before the transmission.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Paketdaten mittels einer zweiten Bitfolge (NK) zur wiederholten Übertragung numeriert werden.10. The method according to claim 8 or 9, wherein the packet data are numbered by means of a second bit sequence (NK) for repeated transmission.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Daten (d2) niedriger Priorität sendeseitig für eine getrennte Übertragung in mehreren Übertragungskanälen (DCH, DCHλ) vorbereitet und aufgeteilt wer- den, während der detektierten Pausen (P) zu einer weiteren Teilnehmerstation (MS) in mehreren Ubertragungskanälen (DCH, DCHX) getrennt übertragen werden, und empfangsseitig in der Teilnehmerstation (MS) wieder zusammen- gefaßt werden.11. The method as claimed in one of the preceding claims, in which the data (d2) of low priority are prepared and divided on the transmission side for separate transmission in a plurality of transmission channels (DCH, DCH λ ), during the detected pauses (P) to a further subscriber station (MS) are transmitted separately in a number of transmission channels (DCH, DCH X ), and are combined again at the receiving end in the subscriber station (MS).
12. Netzseitige Einrichtung (BS) eines Funk-Kommunikations- systems mit12. Network-side installation (BS) of a radio communication system with
Übertragungsmitteln (SE) zur Übertragung von Daten (dl, d2) , einer Zuordnungseinrichtung (ZE) zum exklusiven Zuordnen eines Übertragungskanals (DCH) zwischen einer netzseitigen Ein- richtung (BS) und einer Teilnehmerstation (MSI) zu Echtzeitdaten (dl) hoher Priorität für eine unverzögerte Übertragung, einem Detektor (D) zur sendeseitigen Detektion von Pausen (P) in der Übertragung der Echtzeitdaten (dl), Mitteln (ST) zur temporären Aufhebung der Exklusivität der Zuordnung während der detektierten Pausen und zur Zuordnung des Übertragungskanals (DCH) zu den Daten (d2) niedriger Priorität, und mindestens einer Einrichtung (WS) zur Zwischenspeicherung der Daten (d2) niedriger Priorität. Transmission means (SE) for the transmission of data (dl, d2), an allocation device (ZE) for the exclusive allocation of a transmission channel (DCH) between a network-side input direction (BS) and a subscriber station (MSI) to real-time data (dl) high priority for an undelayed transmission, a detector (D) for the detection of pauses in the transmission (P) in the transmission of real-time data (dl), means (ST) for temporary Removal of the exclusivity of the assignment during the pauses detected and for the assignment of the transmission channel (DCH) to the data (d2) of low priority, and at least one device (WS) for intermediate storage of the data (d2) low priority.
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