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Anordnung
und Verfahren zur Übertragung von
Daten in einem drahtlosen Kommunikationssystem sowie mobiles Endgerät, Basisstation
und Software-Programmprodukt hierfür Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Übertragungsanordnung, bei
der ein Kanal in einem TDMA-/FDMA-System gemeinsam genutzt wird,
bzw. auf eine Übertragungsanordnung
zur Übertragung
von Daten in drahtlosen Kommunikationssystemen und insbesondere
auf eine Übertragungsanordnung
zur Übertragung
von Daten mit dynamisch sich ändernden
Datenraten.
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Üblicherweise
hängt in
TDMA/FDMA-Systemen, beispielsweise in OFDM-Systemen, die für eine bestimmte Übertragung
erforderliche Bandbreite streng von der Datenübertragungsrate ab, die für den vom
Teilnehmer genutzten Dienst benötigt
wird. Hierbei ist die erforderliche Datenübertragungsrate üblicherweise
nicht notwendigerweise ein festliegender Wert, sondern sie hängt funktionell
von den Benutzeraktionen den dadurch hervorgerufenen Transaktionen
ab. Üblicherweise
wird die Übertragungskapazität für die Übertragung
von Daten einem bestimmten Nutzer dadurch zugewiesen, dass eine
Anzahl von benachbarten Sub- bzw. Hilfsträgern und aufeinanderfolgenden
Zeitspitzen zugeordnet wird, die einen Block im Zeit-Frequenz-Bereich
des Übertragungssystems
bilden, der einen Übertragungskanal für den betreffenden
Benutzer bestimmt. Die Größe des zugeteilten
Blocks entspricht hier der geforderten Datenübertragungsrate.
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Die
Zuordnung der benötigten Übertragungskapazität braucht
während
der Zeitdauer der Verbindung nicht notwendigerweise statisch zu
sein, sondern sie kann sich über
das Zeit-Frequenznetz des OFDM-Systems auch ändern. Im Folgenden kann eine Übertragungskapazität auch als
eine Übertragungsressource
oder einfach als eine Ressource bezeichnet wird. Eine Abbildung
einer sich ändernden
Ressourcenzuteilung im Zeit-Frequenznetz
des OFDM-Systems wird als Sprungmuster für einen Benutzer bzw. Anwender
bezeichnet, wozu hier auf die Beschreibung einer Änderung
im benutzten Frequenzband als Springen Bezug genommen wird. 1 veranschaulicht
drei generalisierte Sprungmuster, die im Zeit-Frequenznetz eines
OFDM-Systems abgebildet sind. Die dem Benutzer 1 zugeordneten
Ressourcen sind statisch zugeteilt; sie liegen in der Frequenz fest
und weisen eine feste Anzahl von Sub- bzw. Hilfsträgern auf.
Die Zuordnung für
den Benutzer 2 springt in der Frequenz von Zeit zu Zeit
in einer Pseudozufallsweise, liefert jedoch auch eine feste Anzahl
von Sub- bzw. Hilfsträgern.
Beim Benutzer 3 springt die Zuordnung bzw. Zuteilung nicht
nur pseudozufallsmäßig in der
Frequenz von Zeit zu Zeit, sondern sie zeigt ferner eine variable
Anzahl von Sub- bzw.
Hilfsträgern,
so dass eine variable Datenübertragungsrate
erzielt werden kann. Im Vergleich zu dem Zuteilungssystem für den Benutzer 1 hat
das System für
den Benutzer 2 eine Frequenz-Diversityfunktion eingebaut,
die eine weniger empfindliche Kommunikationsverbindung bereitstellt.
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Das
Sprungmuster für
den Benutzer 3 berücksichtigt,
dass die für
den betreffenden Benutzer benötigte
Datenrate nicht ein festliegender Wert über eine gesamte Periode bzw.
Dauer einer Verbindung ist, sondern innerhalb sehr kurzer Zeitintervalle
variieren kann, beispielsweise dann, wenn ein Benutzer ein Bild
in einer drahtlosen Internetverbindung herunterlädt.
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Die
Größe einer
benötigten
Datenübertragungsrate
kann aus der Art des Dienstes abgeschätzt werden, den ein Benutzer
anfordert. Die Errichtung beispielsweise einer Verbindung für eine Videokonferenz
fordert eine wesentlich höhere
Datenrate als das Lesen, Schreiben oder Senden von Email- oder SMS-Nachrichten.
Die Bereitstellung von Ressourcen in einem OFDM-System, die Zuteilung einer festen Anzahl
von Hilfsträgern für eine Kommunikationsverbindung,
ist auf der Grundlage der erwarteten Spitzen-Datenübertragungsrate
zu berechnen, die tatsächlich
lediglich von Zeit zu Zeit erzielt wird. In der Praxis bleibt der
größte Teil
der Zeitspanne eines großen
Teiles der zugewiesenen Ressourcen ungenutzt, womit die Gesamtkapazität des Systems
verringert ist. Eine dynamische Ressourcenzuweisung stellt daher
das bevorzugte Zuweisungs- bzw.
Zuteilungsverfahren dar.
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In
der
EP 0 932 284 A2 ist
ein OFDM-Kommunikationssystem angegeben, bei dem die Frequenzbandbreite
adaptiv an die tatsächlich
benötigte Übertragungsbandbreite
oder Datenübertragungsrate
angepasst werden kann.
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Ein
OFDM-System, in welchem der Betriebsparameter und/oder Charakteristiken
dynamisch geändert
werden können,
ist in der
EP 0 869
647 A2 angegeben. Dabei können beispielsweise die Symboldauer,
die Anzahl von Hilfsträgern
und/oder die Anzahl von Bits pro Symbol pro Hilfsträger geändert werden.
Insbesondere wird eine dynamische Änderung der Anzahl von Hilfsträgern zur
Anpassung der tatsächlichen
Bandbreite an Änderungen
in der geforderten Datenrate vorgeschlagen, beispielsweise dann,
wenn große
Datenmengen herunterzuladen sind.
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Die
Vorschläge
ermöglichen
eine dynamische Änderung
einer Ressourcenzuweisung durch dynamisches Ändern der Anzahl von Hilfsträgern, die für die Kommunikationsverbindung
genutzt werden, allerdings auf Kosten einer relativ hohen Steuerleistung,
und zwar aufgrund der Tatsache, dass die Zuteilungen für sämtliche
Benutzer in dem Zeit-Frequenznetz des OFDM-Systems kontinuierlich zu aktualisieren
sein können.
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In
der FR-A-2 777 407 sind eine Übertragungsanordnung
und ein Übertragungsverfahren
zur Datenübertragung
in einem drahtlosen Kommunikationssystem angegeben, wobei jeder
Benutzer über einen
fest zugewiesenen Übertragungskanal
für die Übertragung
von Daten verfügt
und wobei ein gemeinsam genutzter Übertra gungskanal für sämtliche Benutzer
zur Übertragung
von zusätzlichen
Daten zumindest in einem Teil des betreffenden gemeinsam genutzten Übertragungskanals
vorgesehen ist. In dem betreffenden gemeinsam genutzten Übertragungskanal
werden Daten in Übertragungskanälen übertragen,
die durch Frequenz-Hilfsträger
und Zeitschlitze bestimmt sind. Die festliegenden zugewiesenen Übertragungskanäle für den jeweiligen
Benutzer (zweckbestimmte Kanäle)
und der gemeinsam genutzte Übertragungskanal
liegen in unterschiedlichen Frequenzbereichen und teilen sich nicht
eine gemeinsame Bandbreite.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Übertragungsanordnung
und ein Übertragungsverfahren
mit einer dynamischen Frequenzzuteilung bereitzustellen, derart,
dass die einem Benutzer zugeteilte Übertragungskapazität sich entsprechend
einer Änderung
in der Datenübertragungsrate ändert, die
von dem Benutzer benötigt wird,
indem lediglich eine geringe Steuerlast hervorgerufen wird, dennoch
aber eine hohe Flexibilität
und ein hoher Wirkungsgrad bereitgestellt werden.
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Die
obige Aufgabe wird durch eine Übertragungsanordnung
zur Übertragung
von Daten in einem drahtlosen Kommunikationssystem gemäß Anspruch
1 und durch ein Verfahren zur Übertragung von
Daten in einem drahtlosen Kommunikationssystem gemäß Anspruch
17 gelöst.
Die Übertragungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst eine Übertragungseinrichtung
zur Datenübertragung
in Übertragungskanälen, die
durch Frequenz-Hilfsträger und
Zeitschlitze in einem Zeit/Frequenznetz des drahtlosen Kommunikationssystems vorgesehen
bzw. bestimmt sind, wodurch ein fest zugewiesener Übertragungskanal
für den
jeweiligen Benutzer und ein gemeinsam genutzter Übertragungskanal für sämtliche
Benutzer in dem genannten Zeit/Frequenznetz des drahtlosen Kommunikationssystems
vorgesehen sind, wobei die genannte Übertragungseinrichtung Daten
in einem fest zugeteilten Übertragungskanal
mit einem oder mehreren Frequenz-Hilfsträgern und aufeinanderfolgenden
Zeitschlitzen überträgt und wobei
die genannte Übertragungseinrichtung
dann, wenn eine Datenratenübertragung
erforderlich ist, welche die fest zugewiesenen Ressourcen übersteigt,
zusätzliche
Daten in zumindest einem Teil des gemeinsam genutzten Übertragungskanals überträgt.
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Die
Aufgabe wird ferner durch ein mobiles Endgerät bzw. Terminal für ein drahtloses
Kommunikationssystem gelöst,
umfassend die obige Übertragungsanordnung,
wobei eine Verarbeitungseinrichtung die erforderliche Datenübertragungsrate
bestimmt und eine von einer Übertragungseinrichtung zu
einer Basisstation zu übertragende
Anforderungsnachricht zur Anforderung der Zuweisung zumindest eines
Teiles des genannten gemeinsam genutzten Übertragungskanals entsprechend
der betreffenden erforderlichen zusätzlichen Datenübertragungsrate erzeugt
und
wobei die genannte Verarbeitungseinrichtung die Zuweisungsdetails
von der Basisstation durch eine Empfangseinrichtung empfängt und
die zu übertragenden
Daten auf den zugewiesenen Übertragungskanälen entsprechend
moduliert.
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Ferner
wird die Aufgabe durch eine Basisstation für ein drahtloses Kommunikationssystem
gelöst,
umfassend eine obige Übertragungsanordnung, wobei
eine Verarbeitungseinrichtung auf eine Datenübertragungsrate hin, die von
einem mobilen Endgerät
gefordert wird, zumindest einen Teil des genannten gemeinsam genutzten Übertragungskanals
einer Kommunikationsverbindung zuweist, die zu dem betreffenden
mobilen Endgerät
hergestellt wird bzw. ist, und wobei die genannte Verarbeitungseinrichtung
an das mobile Endgerät
mittels einer Übertragungseinrichtung
eine Nachricht sendet, welche Zuweisungsdetails umfasst.
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Die
vorgeschlagene Übertragungsanordnung
ermöglicht
eine verbesserte Leistung des drahtlosen Kommunikationssystems durch
die Bereitstellung eines gemeinsam genutzten Übertragungskanals lediglich
für eine
temporär
benötigte
zusätzliche Übertragungskapazität. Ferner
wird die Steuerlast niedrig gehalten, da die Ressourcenzuweisung,
wie sie im Zeit-Frequenznetz des OFDM-Systems abgebildet ist, nicht
neu geordnet zu werden braucht.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale sind in den jeweiligen Unteransprüchen beansprucht.
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In
vorteilhafter Weise überträgt die Übertragungseinrichtung
die zusätzlichen
Daten in zumindest einem Teil des gemeinsam genutzten Übertragungskanals
in Abhängigkeit
von einer benötigten Datenübertragungsrate,
und zwar hier durch Verlegung der zusätzlichen Daten auf bzw. in
den gemeinsam genutzten Übertragungskanal
entsprechend der benötigten
Datenübertragungsrate.
Ferner bestimmt eine Verarbeitungseinrichtung in vorteilhafter Weise zu
diesem Zweck die benötigte
Datenübertragungsrate
und sie teilt einen entsprechenden Anteil des gemeinsam genutzten Übertragungskanals
in Abhängigkeit
von der Datenübertragungsrate
für die
Datenübertragung
zu.
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Der
gemeinsam genutzte Übertragungskanal
wird in vorteilhafter Weise einem Benutzer während einer definierten Zeitspanne
vollständig
zugeteilt, was die Steuerleistung oder die jeweilige Steuerlast
niedrig hält,
oder der betreffende gemeinsam genutzte Übertragungskanal wird alternativ
in vorteilhafter Weise in eine Vielzahl von gemeinsam genutzten Übertragungs-Hilfskanälen aufgeteilt,
wobei ein gemeinsam genutzter Übertragungs-Hilfskanal
oder mehrere gemeinsam genutzte Übertragungs-Hilfskanäle einem
Benutzer zur Übertragung
von zusätzlichen
Daten zugeteilt werden, so dass eine Vielzahl von Benutzern sich
die zusätzlichen
Ressourcen, die durch die gemeinsam genutzten Übertragungs-Hilfskanäle bereitgestellt
werden, gleichzeitig teilen können.
Hier liegt die Anzahl der Hilfsträger und Zeitschlitze, die einem
gemeinsam genutzten Übertragungskanal
zugewiesen sind, entweder fest oder variiert von einem zu anderen
oder liegt in einem Teil des betreffenden gemeinsam genutzten Übertragungskanals
fest und ändert
sich von einem zum anderen in einem anderen Teil des betreffenden
gemeinsam genutzten Übertragungskanals.
Die Bereitstellung von festliegenden und/oder in der Größe variablen
Hilfekanälen
ermöglicht,
das drahtlose Kommunikationssystem an die Bedürfnisse der bereitgestellten
Dienste anzupassen. Die Systemleistung wird ferner dadurch verbessert,
dass der gemeinsam genutzte Übertragungskanal
in gemeinsam genutzte Übertragungs-Hilfskanäle gemäß einem
vordefinierten Aufteilungssystem bzw. -schema aufgeteilt wird, und
darüber
hinaus durch dieses Aufteilungssystem, welches Hilfskanäle bereitstellt,
die für
eine definierte Steigerung der Datenübertragungsrate geeignet sind.
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Um
für eine
maximale Flexibilität
des Systems zu sorgen, bestimmt eine Bestimmungseinrichtung zumindest
einen gemeinsam genutzten Übertragungs-Hilfskanal
innerhalb des gemeinsam genutzten Übertragungskanals gerade zu
dem Zeitpunkt, zu dem zusätzliche
Daten zu übertragen
sind.
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Die Übertragungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in vorteilhafter Weise in einem drahtlosen OFDM-,
FDMA- oder TDMA-Kommunikationssystem
ausgeführt.
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In
der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung in Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen
in weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Zeichnungen zeigen
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1 verschiedene Übertragungskapazitäts-Zuteilungssysteme
gemäß dem Stand
der Technik,
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2 das
Sprungmuster für
einen gemeinsam genutzten Kanal (OSCH) eines OFDM-Systems,
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3 das
Sprungmuster für
die Zuteilung sämtlicher
verfügbarer
OSCH-Ressourcen zu einem Benutzerkanal,
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4 das
Sprungmuster für
einen Benutzer, dem ein Teil der OSCH-Ressourcen zugeteilt ist,
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5 ein
Blockdiagramm einer Verarbeitungseinrichtung in einem mobilen Endgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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6 ein
Blockdiagramm einer Verarbeitungseinrichtung in einer Basisstation
gemäß einer vorliegenden
Erfindung.
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In
den Zeichnungen sind entsprechenden Elementen dieselben Bezugszeichen
zugewiesen.
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In
einem OFDM-System wird die zu übertragende
Information auf eine Anzahl von Hilfsträgern 11 in einem Frequenzbereich
orthogonal zueinander moduliert. Eine Vielzahl von Sub- bzw. Hilfsträgern kann
einer variablen Anzahl von Kanälen
zugeteilt sein, wobei jeder Kanal eine variable Anzahl von Hilfsträgern aufweist,
und zwar in Abhängigkeit
von der geforderten Signalübertragungsrate.
Jedem Benutzer oder jeder Kommunikationsverbindung können ein
oder mehrere Blöcke 13, 14, 15, 20 über das bzw.
in dem Zeit-Frequenznetz 10 des OFDM-Systems zugeteilt werden bzw. sein,
wobei ein Block eine Anzahl von benachbarten Hilfsträgern und
eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen kombiniert. Die
Größe des Blocks
basiert auf der Datenrate, die von dem Benutzer oder für die jeweilige
Kommunikationsverbindung benötigt
wird.
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1 veranschaulicht
drei unterschiedliche Sprungmuster gemäß dem Stand der Technik, die drei
unterschiedliche Arten bzw. Typen einer Übertragungskapazitätszuteilung
in einem OFDM-Kommunikationssystem veranschaulichen. Block 13,
der dem Benutzer 1 im Zeit-Frequenznetz 10 des
OFDM-Systems zugewiesen ist, behält
eine konstante Größe während der
Existenz der Verbindung und ändert
seine Frequenzposition nicht. Die Größe des Blocks ist hier durch
die den Block bildende Anzahl der Hilfsträger 11 und die Anzahl
der Zeitschlitze 12 bestimmt. Die Ressourcenzuteilung für den Benutzer 1 stellt keinerlei
Mittel bereit, um auf Veränderungen
in der gegenwärtigen
Datenübertragungsrate
der jeweiligen Kommunikationsverbindung zu reagieren. Deshalb ist
die Blockgröße an die
maximal zu erwartende Datenübertragungsrate
anzupassen, wodurch ein guter Teil der Systemressourcen hier verloren
geht. Dadurch, dass die Frequenzlage für den Kommunikationskanal nach
einmal erfolgter Zuteilung statisch beibehalten wird, ist ferner
weder ein Frequenz- noch ein Interferenz-Diversity optimiert.
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Um
ein Frequenz- und/oder Interferenz-Diversity zu erzielen, wird ein
Sprungmuster angewandt, wie es für
den Benutzer 2 veranschaulicht ist. Dadurch ändert sich
die Zuteilung für
den Block 14 des Benutzers 2 pseudozufallsmäßig über das
Frequenz-Zeitnetz 10 des OFDM-Systems. Entsprechend dem
oben beschriebenen Fall werden die dem Benutzer 2 zugeteilten
Ressourcen während
der Zeit des Bestehens der Kommunikationsverbindung konstant gehalten,
so dass entweder ein beträchtlicher Teil
der bereitgestellten Ressourcen während der meisten Zeit ungenutzt
bleibt, oder dass in dem Fall, dass die bereitgestellten Ressourcen
nicht entsprechend der maximal zu erwartenden Datenübertragungsrate
berechnet sind, sodann Engpässe
in der Übertragungsrate
zu erwarten sind.
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Bei
dem Sprungmuster für
den Benutzer 3 ist die Anforderung nach einer dynamischen
Ressourcenzuteilung mit einer dynamischen Frequenzzuweisung wirksam
gemacht. Die Anzahl der dem Block 15 für den Benutzer 3 zugeteilten
Hilfsträger 11 ändert sich
entsprechend den Veränderungen
in der benötigten
bzw. angeforderten Datenübertragungsrate.
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Zur
Verringerung der Steuerungslast, die der Ausführung eines Sprungmusters zugehörig ist,
wird das ausgewählte
Sprungmuster je Rahmen, Superrahmen oder in irgendeiner anderen
vordefinierten festliegenden Zeitspanne wiederholt. Ferner wird
das Sprungmuster bereits dem jeweiligen Benutzer während der
Verbindungsinitialisierung und in der Verbindungserrichtungsphase
zugeteilt, und es wird nicht geändert,
bevor die Verbindung schließlich
ausgelöst wird.
Diese Anforderungen stehen nicht in Übereinstimmung mit der dynamischen
Anpassung des Sprungmusters entsprechend den Anforderungen, die
durch externe Ereignisse dem System auferlegt werden, welche durch
das System selbst nicht gesteuert sind. Deshalb impliziert eine
Ausführung
eines Sprungsystems, wie es für
den Benutzer 3 veranschaulicht ist, eine beträchtliche
Steigerung in der notwendigen Steuerlast.
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Ein
System gemäß der vorliegenden
Erfindung stellt einen gemeinsamen physikalischen Kanal 20 bereit,
der durch eine Anzahl von Hilfsträgern 11 und Zeitschlitzen 12 in
dem Zeit-Frequenznetz
des OFDM-Systems festgelegt ist. Auf diesen Kanal kann zugegriffen
werden, und er wird von sämtlichen
Benutzern im Zeit-Frequenz-Bereich gemeinsam genutzt, wenn eine
hohe Datenratenübertragung
erforderlich ist, die die individuell zugeteilten Ressourcen übersteigt.
In der folgenden Beschreibung wird dieser gemeinsam genutzte Übertragungskanal
als gemeinsam genutzter OFDM-Kanal (OSCH) bezeichnet. Aus der Systemsicht
heraus wird dieser OSCH-Kanal wie irgendein anderer Benutzer behandelt.
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Ein
typisches Sprungmuster für
einen OSCH-Kanal ist in 2 veranschaulicht. Die Ressourcenzuteilung 20 gemäß diesem
Sprungmuster ändert
sich pseudozufallsmäßig über das
Frequenz-Zeitnetz 10 des OFDM-Systems, wobei das Sprungmuster
innerhalb eines Rahmens, eines Superrahmens oder innerhalb irgendeiner
vordefinierten festliegenden Zeitspanne wiederholt wird. Aufgrund
der Tatsache, dass der gemeinsam genutzte OFDM-Kanal in derselben
Weise behandelt wird wie irgendein anderer Benutzer im OFDM-System,
kann das Sprungmuster bei der Initialisierung des gemeinsam genutzten
OFDM-Kanals und in dessen Errichtungsphase zugeteilt werden. Die
Last der Steuerung in Verbindung hiermit ist somit nicht größer als
für einen
normalen Benutzerkanal.
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Wenn
die Datenrate bei der Kommunikationsverbindung für einen bestimmten Benutzer
die Kapazität übersteigt,
die durch die betreffende Ressourcenzuteilung für diesen Benutzer bereitgestellt ist,
ist ein zusätzlicher
Dienst vom OSCH-Kanal erforderlich. Hier wird einem Benutzer eine
geringe Anzahl von Hilfskanälen
und Zeitschlitzen innerhalb des OSCH-Kanals zugeteilt, um dessen
Anforderungen nach mehr Übertragungskapazität abzudecken.
Generell werden zusätzliche Übertragungskapazitäten lediglich
während
einer begrenzten Zeitspanne benötigt,
da die einem Benutzer zugeteilten Kapazitäten auf der Grundlage der Datenraten,
die für
den angeforderten Dienstetyp benötigt
werden, und der generellen Anforderung zur Erzielung einer nahezu
vollständigen
Kapazitätsnutzung
berechnet sind bzw. werden. Die einem bestimmten Benutzer zugewiesene
Kapazität
ist ein Prozentsatz der höchsten
Datenrate, die für
den angeforderten Dienst zu erwarten ist. Der tatsächliche
Wert kann die mittlere Datenrate des besonderen Dienstes sein oder
auf einer empirisch festgelegten Zahl basieren, wobei diese Zahl
von einem Kompromiss zwischen einer optimalen Kapazitätsnutzung
und einer Minimierung der Steuerlast abgeleitet sein kann.
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Die
zusätzlichen
Ressourcen können
einem Benutzer auf verschiedene Weise zugeteilt werden. Das in 3 veranschaulichte
Beispiel zeigt das Sprungmuster für den Benutzer 2 von 1 und
das Sprungmuster für
den gemeinsam genutzten OFDM-Kanal 20 von 2.
Unter der Annahme, dass vom Benutzer 2 eine höhere Datenrate
benötigt
wird als jene, die mit den ihm zugeteilten Ressourcen 11 bewältigt werden
kann, erhält
der Benutzer 2 sodann einen vollständigen Zugriff auf die durch
den OSCH-Kanal 20 bereitgestellten Ressourcen. Der gemeinsam
genutzte Übertragungskanal
bringt genügend
Kapazität
mit sich, um große
Datenraten abzudecken. Sobald die zusätzlichen Ressourcen vom Benutzer
nicht mehr benötigt
werden, wird der OSCH-Kanal freigegeben, um von anderen Benutzer benutzt
zu werden. Dies bedeutet, dass eine Vielzahl von Teilnehmern abwechselnd
den gemeinsam genutzten Übertragungskanal
benutzen kann. Um Engpässe
in der Datenübertragung
für bestimmte
Benutzer zu vermeiden, kann mehr als ein OSCH-Kanal in dem drahtlosen
OFDM-Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung realisiert werden. Hierdurch kann die Größe des unterschiedlichen OSCH-Kanals
aufgrund der Tatsache variie ren, dass die zusätzlichen Kapazitätsanforderungen
zwischen den von den Teilnehmern genutzten Diensten differieren.
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Alternativ
zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
kann ein OSCH-Kanal so aufgeteilt werden bzw. sein, dass in ihm
eine Vielzahl von gemeinsam genutzten Übertragungs-Hilfskanälen gebildet
wird bzw. ist, wobei jeder der Hilfskanäle irgendeinem Benutzer im
System zugeteilt sein bzw. werden kann. Eines der vielzähligen Aufteilungssysteme,
die angewandt werden können,
ist in 4 veranschaulicht. Der Hilfskanal 41,
der dem Benutzer 2 zur Steigerung seiner Grund-Übertragungskapazität zugewiesen
ist, die durch die Ressourcen des Blocks 14 gegeben ist,
ist durch eine Anzahl von benachbarten Hilfsträgern 11 und durch
eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen gebildet, die sich
von Hilfsträger
zu Hilfsträger ändern können. Die von
dem Benutzer 2 nicht genutzte Kapazität 42 kann von irgendeinem
oder mehreren anderen Teilnehmern gleichzeitig genutzt werden.
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Die
Zuteilung von Ressourcen innerhalb des gemeinsam genutzten Übertragungskanals
kann zeitgerecht erfolgen oder sie kann dadurch ausgewählt werden,
dass geeignete Hilfskanäle
herausgesucht werden, die im jeweiligen OSCH-Kanal zuvor definiert
sind. Dadurch spiegelt die Größe der einzelnen
Hilfskanäle
ein gewisses Maß an Übertragungskapazität wieder.
Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies,
dass sich die gemeinsam genutzten Übertragungs-Hilfskanäle, die
in einem OSCH-Kanal
definiert sind, in der Größe ändern können, um
eine Vielfalt von zusätzlichen Übertragungskapazitätseinheiten
bereitzustellen, die an die häufigsten
Anforderungen angepasst sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der OSCH-Kanal in Hilfskanäle gleicher
Größe unterteilt.
Hierbei stellt ein Hilfskanal das kleinstmögliche Übertragungsdatenrateninkrement
dar. Für
einen Benutzer, der eine bestimmte bzw. gewisse Übertragungskapazität in Bezug auf
die Datenübertragungsrate
anfordert, die durch seine Kommunikationsverbindung erforderlich ist,
wird eine geeignete Anzahl solcher gleich großer Hilfskanäle zugeteilt.
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Alternativ
wird bzw. ist ein gemeinsam genutzter Übertragungskanal in eine Vielzahl
von Hilfskanalsätzen
unterteilt, wobei jeder Satz von Hilfskanälen unterschiedlich große Hilfskanäle enthält, die kombiniert
werden können,
um irgendeinen möglichen Übertragungskapazitätswert zu
erreichen, der lediglich durch die Gesamtgröße des gemeinsam genutzten Übertragungskanals
begrenzt ist. Durch Kombinieren solcher Sätze von Hilfskanälen wird eine
enorme Vielseitigkeit zur Bereitstellung einer geeigneten Pufferkapazität zur Verfügung gestellt.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass zusätzliche Übertragungskapazitäten nicht
notwendigerweise innerhalb lediglich eines OSCH-Kanals zuzuteilen sind,
sondern dass diese über
den oder mehrere gemeinsam genutzte Übertragungskanäle verteilt
sein können.
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Durch
Zuteilung von zusätzlicher Übertragungskapazität für einen
Benutzer innerhalb eines gemeinsam genutzten Übertragungskanals ist lediglich
ein geringer Steuerungs-Zusatzaufwand für die Zuteilung der zusätzlichen
Systemressourcen erforderlich. Die einzige zusätzlich erforderliche Steuerlast
liegt darin, einen geeigneten Anteil aus den bereits bereitgestellten
zusätzlichen
Ressourcen heranzuziehen. Die gesamte Steuerlast dafür ist jedoch weit
geringer als die Steuerlast in Verbindung mit dem für den Benutzer 3 in 1 dargestellten
Zuteilungssystem. Durch lediglich vorübergehende Kapazitäts-Neuzuweisung,
die für
einen gemeinsam genutzten Übertragungskanal
erforderlich ist, wird bzw. ist die Kapazitätsnutzung der jeweiligen Benutzerzuteilung
optimiert, wodurch die Gesamtkapazität des Systems gesteigert ist.
Durch das Springen in der Frequenz im OSCH-Kanal werden ferner ein
gutes Frequenz-Diversity sowie ein gutes Interferenz-Diver sity bezüglich der
zusätzlichen
Datenübertragungsressourcen
erzielt.
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Das
Blockdiagramm gemäß 5 veranschaulicht
die Hauptkomponenten der Sende- bzw. Übertragungseinrichtung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung
auf der Seite eines mobilen Endgeräts bzw. Terminals ausgeführt. Die
Benutzerdaten werden in einer Dynamikraten-Steuereinrichtung 53 überprüft, um die
erforderliche Datenrate zur Übertragung
der Benutzerdaten zu bestimmen. Diese Daten können über die Übertragungseinrichtung 51 gesendet
werden, um eine Basisstation über
die benötigten Übertragungsressourcen
zu informieren. Bei einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird die berechnete geforderte Datenübertragungsrate zu einer Ressourcen-Steuereinheit 54 hin übertragen,
in der ein Ressourcen-Rechner 55 abschätzt, ob die Datenübertragung
durch die gegenwärtig
verfügbaren Übertragungsressourcen
verarbeitet werden kann oder nicht. Falls die betreffende Datenübertragung
nicht verarbeitet werden kann, bestimmt der betreffende Ressourcen-Rechner 55,
welcher Wert an zusätzlichen
Ressourcen von der Basisstation anzufordern ist. Falls erforderlich,
wird eine Anforderung zur Basisstation hin vorgenommen, um zusätzliche
Hilfskanäle
zuzuteilen. Die Basisstation informiert das mobile Endgerät bzw. Terminal über die
Einzelheiten der derzeit zugeteilten zusätzlichen Ressourcen, welches
die Information mittels einer Empfangseinrichtung 52 des
mobilen Endgeräts empfängt und
die Information durch eine Ressourcenzuteilungs-Steuereinrichtung 56 innerhalb
der Ressourcen-Steuereinrichtung 54 verarbeitet. Die Ressourcenzuteilungs-Steuereinrichtung 56 unterstützt die
Abbildung der Benutzerdaten in den Blöcken 14, 20 oder
in den Hilfskanälen 41,
die von der Basisstation bereitgestellt sind.
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Obwohl
lediglich für
das Verständnis
der vorliegenden Erfindung wesentliche Elemente in den Zeichnungsfiguren
dargestellt sind, dürfte
einzusehen sein, dass weitere Elemente, wie z.B. Codierungseinrichtungen,
Modulationseinrichtungen und dergleichen, die für den Betrieb der Übertragungsanordnung
notwendig sind, der Klarheit halber von der Erläuterung weggelassen sind.
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Der
Aufbau einer Verarbeitungseinrichtung 60 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in einer Basisstation ausgeführt, wie dies in 6 veranschaulicht
ist. Ein Datenstrom, der für
eine Übertragung
zu einem mobilen Endgerät
bereitgestellt wird, wird in einer Dynamikraten-Steuereinrichtung 63 überprüft, um die
für die Übertragung
notwendige Datenrate zu bestimmen. Der resultierende Wert wird aufeinanderfolgend
in dem Ressourcen-Rechner 65 der Ressourcen-Steuereinrichtung 64 in
eine mögliche
Anforderung nach einer zusätzlichen
Ressourcenzuteilung umgesetzt. Falls dies erfolgt, wird die Anforderung
zu einer Bestimmungseinrichtung 68 weitergeleitet, die
zusätzliche
Ressourcen im gemeinsam genutzten Übertragungskanal entweder in
Echtzeit oder entsprechend einem vordefinierten Aufteilungssystem
zuteilt. Das Ergebnis der Zuteilung wird zu einer Ressourcenzuteilungs-Steuereinrichtung 66 hin
geleitet, die ihrerseits den Ressourcen-Rechner 65 mit dem
aktuellen Zustand der zugeteilten Ressourcen versorgt und ferner
die Abbildung des Datenstroms in dem Block und in Hilfskanälen unterstützt, die
der betreffenden Kommunikationsverbindung zugeteilt sind. Anforderungen
nach zusätzlicher
Ressourcenzuteilung von mobilen Endgeräten bzw. Terminals werden von
einer Empfangseinrichtung 62 empfangen und durch eine Ressourcenanforderungs-Steuereinrichtung 67,
einem Teil der Ressourcen-Steuereinrichtung 64, verarbeitet.
Die Ressourcenanforderungs-Steuereinrichtung 67 leitet
jede Anforderung zu einer für
eine zusätzliche
Ressourcenzuteilung vorgesehenen Steuereinrichtung 68 weiter,
in der Ressourcen entsprechend einem der beschriebenen Systeme für die Nutzung
mit dem bestimmten mobilen Endgerät freigegeben werden. Die Steuerinformation
zur Information des mobilen Endgeräts über die Einzelheiten der diesem
zugeteilten zusätzlichen Ressourcen
werden durch die Übertragungseinrichtung 61 zu
dem betreffenden mobilen Endgerät übertragen.
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Die
dargestellte Übertragungsanordnung
ist nicht nur bei drahtlosen OFDM-Kommunikationssystemen anwendbar,
sondern sie kann auch bei irgendeinem mobilen Kommunikationssystem
implementiert werden, welches ein Zeit-Frequenznetz nutzt, wie beispielsweise
mobile Kommunikationssysteme auf der Grundlage von FDMA oder TDMA.