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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung
eines Datenrahmens von einer ersten Station zu einer zweiten Station
in einem CDMA-Telekommunikationsnetz
(Code Division Multiple Access – Codevielfachzugriff).
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein CDMA-Telekommunikationsnetz
(Code Division Multiple Access – Codevielfachzugriff).
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Stand der
Technik
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In
bekannten CDMA-Netzen (Code Division Multiple Access) wie beispielsweise
UMTS-Netzen (Universal Mobile Telecommunications System) gibt es
Probleme bei der Steuerung des Datenflusses zwischen Verfahren in
ihren Protokollstacks. Insbesondere gibt es beträchtliche unnötige wiederholte Weiterleitung
von Daten von einer Protokollstackschicht zu einer anderen. Weiterhin
führt Umschaltung
zwischen Kanälen,
wie sie eintritt, wenn ein Mobilgerät von einer Zelle zu einer
anderen weiterschaltet, zu dem Verlust von Daten. Dies ist ebenfalls
ein Problem.
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Aus
der europäischen
Patentveröffentlichung
EP-A-1170919 ist
es bekannt, ein Verfahren zur Übertragung
eines Datenrahmens von einer ersten Station zu einer zweiten Station
in einem CDMA-Telekommunikationsnetz (Code Division Multiple Access)
bereitzustellen, das nach einer hierarchischen Reihe von Protokollverfahren
einschließlich
eines Verfahrens der physikalischen Schicht unter der Steuerung
eines RLC-Verfahrens betrieben wird, mit dem Schritt des Sendens
an das RLC-Verfahren
in der ersten Station einer Anzeige eines MAC-D-Verfahrens darüber, wenn
ein Datenrahmen zum Verfahren der physikalischen Schicht zur Übertragung
zur zweiten Station weitergeleitet wird.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Gegenüber der
Offenbarung von EP-A-1170919 ist die vorliegende Erfindung gekennzeichnet
durch Aktivieren eines Zeitgebers bei Empfang der Anzeige des RLC-Verfahrens zum zeitlichen Messen
einer vorbestimmten Periode vor der wiederholten Weiterleitung des
Datenrahmens zum Verfahren der physikalischen Schicht zur wiederholten Übertragung
zur zweiten Station, es sei denn, es wird eine Empfangsbestätigung von
der zweiten Station empfangen, wobei die Schicht des physikalischen Verfahrens
mit Datenrahmen durch ein Medienzugriffssteuerungsverfahren zum
Steuern eines gemeinsamen Kanals MAC-C gespeist wird und das MAC-C-Verfahren mit Datenrahmen
durch mindestens zwei Medienzugriffssteuerungsverfahren (MAC-D)
gespeist wird, die jeweils einer entsprechenden zweiten Station
zugeordnet sind, wobei die Anzeige vom MAC-C-Verfahren zum MAC-D-Verfahren
für die
zweite Station in der ersten Station weitergeleitet wird,
wobei
bei Wegschalten von Kommunikationen mit der zweiten Station vom
MAC-C-Verfahren, das von einer Zelle ist, zu einem anderen MAC-Verfahren, das
von einer anderen Zelle ist, jegliche Datenrahmen, für die eine
Anzeige der Weiterleitung zum Verfahren der physikalischen Schicht
von der RLC-Schicht nicht empfangen worden ist, als nicht zur physikalischen
Schicht weitergeleitet angesehen wird und damit von der RLC-Schicht über ein
anderes MAC-Verfahren gesendet wird.
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Ein Übertragungsverfahren
und ein Telekommunikationsnetz gemäß der vorliegenden Erfindung sind
in den unabhängigen
Ansprüchen
definiert, auf die sich der Leser nunmehr beziehen sollte. Bevorzugte
Merkmale sind in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
besitzen den Vorteil, daß vorzeitige
Wiederholungen vermieden werden. Eine Folge ist, daß RLC-Wiederholungszeitgeber
auf niedrigere Werte als bei bekannten Lösungen eingestellt werden können, wodurch eine
wirkungsvollere Leistung ermöglicht
wird.
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Die
Schicht des physikalischen Verfahrens wird vorzugsweise mit Datenrahmen
durch ein Medienzugriffssteuerungsverfahren (MAC – Medium
Access Control) zum Steuern eines gemeinsamen Kanals (hiernach als
MAC-Common bzw.
MAC-C-Verfahren bezeichnet) gespeist. Das MAC-C-Verfahren wird mit
Datenrahmen durch mindestens zwei Medienzugriffssteuerungsverfahren
(MAC) gespeist, die jeweils einer entsprechenden zweiten Station
zugeordnet sind (und hiernach als MAC-Dedicated bzw. MAC-D-Verfahren
bezeichnet werden). Die Anzeige wird vom MAC-C-Verfahren zum MAC-D-Verfahren für die zweite
Station in der ersten Station weitergeleitet. Bei bevorzugten Ausführungsformen
kann die im MAC-C-Verfahren
gespeicherte Datenmenge zur Übertragung
erhöht
werden, wodurch die Menge an erforderlicher Flußsteuerungsnachrichtenübermittlung
verringert wird.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Anzeige der Weiterleitung der Daten zum Verfahren der physikalischen
Schicht Daten einer Rahmennummer und Zeit der Weiterleitung des
Rahmens zum Verfahren der physikalischen Schicht. Die Daten werden
vorzugsweise als Teil eines Steuerrahmens vom MAC-C-Verfahren zum
MAC-D-Verfahren für
die zweite Station gesendet, wobei der Steuerrahmen einen Kopf,
Flußsteuerungsdaten
und mindestens einen Satz einer Rahmennummer und zugehörigen Weiterleitungszeit zur
Schicht des physikalischen Verfahrens enthält.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
werden bei Wegschalten von Kommunikationen mit der zweiten Station
von über
das MAC-C-Verfahren zu über ein
anderes MAC-Verfahren
Schritte unternommen, um Datenverlust zu vermeiden. Beispielsweise
können
alle Datenrahmen, für
die eine Anzeige der Weiterleitung zur Schicht des physika lischen
Verfahrens von der RLC-Schicht noch nicht empfangen wurde, als nicht
zur physikalischen Schicht weitergeleitet angesehen werden und damit
von der RLC-Schicht über das
andere MAC-Verfahren gesendet werden. Eine weitere Option besteht
darin, daß eine
Liste von Datenrahmen für
die zweite Station, die das MAC-C-Verfahren erreicht haben, aber nicht
zur Schicht des physikalischen Verfahrens weitergeleitet worden
sind, zum RLC-Verfahren gesendet werden kann, damit Datenrahmen
auf der Liste von der RLC-Schicht über das andere MAC-Verfahren
gesendet werden können.
Weiterhin können
auch Datenrahmen für
die zweite Station, die das MAC-C-Verfahren erreicht haben, aber
nicht zur Schicht des physikalischen Verfahrens weitergeleitet worden
sind, zum anderen MAC-Verfahren weitergeleitet werden. Infolge dieser
Schritte werden weniger Rahmen verlorengehen, woraus sich eine verbesserte
Datendurchsatzrate ergibt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es
wird nunmehr eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beispielhafterweise und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen ist:
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1 ein
Diagramm eines UMTS-Netzes (STAND DER TECHNIK),
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2 ein
Diagramm von Protokollverfahren zwischen RNC (STAND DER TECHNIK),
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3 ein
Diagramm eines bevorzugten UMTS-Netzes,
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4 ein
Diagramm von Protokollverfahren in dem in 3 gezeigten
bevorzugten Netz für
Kommunikationen unter Verwendung eines gemeinsamen Kanals,
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5 ein
Diagramm der Beziehungen zwischen den Protokollverfahren in ausführlicherer
Darstellung,
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6 bis 10 Diagramme
von Beispielen von Kommunikationsflüssen zwischen den Verfahren,
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11 ein
Diagramm eines an der IuR-Schnittstelle für Kommunikationen zwischen MAC-D-
und MAC-C-Verfahren benutzten Datenrahmens, und
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12 ein
Diagramm eines an der IuR-Schnittstelle für Kommunikationen zwischen MAC-D-
und MAC-C-Verfahren benutzten Steuerrahmens.
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Ausführliche
Beschreibung
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Nach
der Darstellung in 1 enthält ein bekanntes UMTS-Netz
(Universal Mobile Telecommunications System) bedienende Funknetzsteuerungen (RNC – Radio
Network Controllers), die Basisstationen steuern und auch beispielsweise
mit einer Mobilvermittlungsstelle (MSC – Mobile Switching Centre) oder
einem SGSN-Knoten (Serving GPRS Support Node – Dienstenetzknoten, wobei
GPRS General Packet Radio Service bezeichnet) eines sogenannten
Kernnetzes, d.h. dem Rest der (nicht gezeigten) Telekommunikations-„Welt", verbunden sind.
RNC sind über
als IuR-Schnittstellen bezeichnete Schnittstellen miteinander verbunden.
Ein oft in UMTS-Terminologie
als UE (User Equipment) bezeichnetes Mobilbenutzerendgerät ist über Funk
mit einer Basisstation (Knoten B in UMTS-Terminologie) mit mehreren
Zellen von Funkversorgung verbunden. Der Leser wird für Hintergrund über UMTS-Netze
auf 3GPP (Third Generation Partnership Project) Technical Specification
TS 25.401 verwiesen.
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Wenn
im bekannten UMTS-Netz Kommunikationen zwischen einem Mobilbenutzerendgerät und der
Basisstation über
einen gemeinsamen, d.h. geteilten Kanal stattfinden, kommuniziert
das Mobilbenutzerendgerät
nur mit einer einzigen Zelle einer einzigen Basisstation zu jeder
gegebenen Zeit. Anders gesagt gibt es keine sanfte Weiterschaltung,
bei der ein Mobilbenutzerendgerät
mit mehr als einer Zelle zu einer Zeit kommuniziert, beispielsweise
um Kommunikationen aufrechtzuerhalten, während es sich in Bewegung befindet.
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Man
betrachte im bekannten UMTS-Netz die bekannte Situation, wo sich
ein Mobilbenutzerendgerät
in eine Zelle einer Basisstation bewegt, die der Steuerung einer
anderen Funknetzsteuerung (RNC – Radio
Network Controller) unterliegt. Beispielsweise geschieht dies, wenn
sich ein erstes Mobilbenutzerendgerät (mit UE1 bezeichnet) zu einer
Zelle unter Steuerung einer ersten RNC (RNC1) aus einer Zelle unter
Steuerung einer zweiten RNC (RNC2) bewegt. Hier sind zwei Mobilbenutzerendgeräte UE1,
UE2 beide mit einer Zelle verbunden, die der Steuerung von RNC1
unterliegt, obwohl es tatsächlich
RNC2 ist, das die Kommunikationen mit UE2 steuert, und RNC1, das
Kommunikationen mit UE1 steuert. Die funktionsmäßige Verantwortung für die Paketdatenbearbeitung
auf einem gemeinsam benutzten Kanal für UE2 ist dann wie in 2 dargestellt
zwischen sowohl der ersten RNC als auch der zweiten RNC (d.h. RNC1,
RNC2) aufgeteilt.
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Nach
der Darstellung in 2 ist die Funknetzsteuerung
(RNC), die gegenwärtig
für Kommunikationen
mit einem Mobilbenutzerendgerät
(RNC1 für
UE1, RNC2 für
UE2) verantwortlich ist, für
die Funkübertragungssteuerung
(RLC – Radio
Link Control) verantwortlich, um zuverlässige Datenübertragung sicherzustellen.
Die gleichen RNC (RNC1 für UE1,
RNC2 für
UE2) sind für
MAC-Verfahren (Medium Access Control – Medienzugriffssteuerung)
verantwortlich, die jeweils Kommunikationen mit einem Mobilbenutzerendgerät zugeordnet
sind (hiernach mit „MAC-Dedicated" bzw. „MAC-D" bezeichnete) Verfahren,
die (unter anderem) Daten vom RLC-Verfahren nehmen und diese Daten
zu einem MAC-Verfahren
(Medium Access Control) für
Kommunikationen über
einen gemeinsamen Kanal weiterleiten, der unter Mobilbenutzerendgeräten gemeinsam
benutzt wird (hiernach mit „MAC-Common" bzw. „MAC-C" bezeichnetes) Verfahren.
Für jedes
kommunizierende, d.h. verbundene Mobilbenutzerendgerät gibt es ein
MAC-D-Verfahren. Die RNC, die die Zelle steuert, mit der ein Mobilbenutzerendgerät verbunden
ist, ist für
die Durchführung
von MAC-C-Verfahren verantwortlich. In dem Beispiel ist dies RNC1
für sowohl UE1
als auch UE2. Das MAC-C-Protokoll
nimmt Daten, die von jedem MAC-D-Protokoll empfangen werden (es
gibt allgemein viele davon, eines für jeden Benutzer), und Planung,
wann die jeweiligen Daten auf dem gemeinsam benutzten physikalischen
Kanal übertragen
werden sollten. Der physikalische Kanal ist natürlich bandbreitenbeschränkt. Um
die zur Übertragung
gespeicherte Datenmenge auf einer handlichen Größe zu halten, ist das MAC-C-Protokoll dafür verantwortlich,
Flußsteuerungsinformationen zu
jedem MAC-D-Protokoll zu senden, um den Datenfluß gelegentlich anzuhalten.
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Dieser
bekannte Ansatz weist eine Anzahl von Nachteilen auf. Wenn Daten
von mehreren RLC-Verfahren (eines für jedes Mobilbenutzerendgerät) zu einem
MAC-C-Verfahren zur Planung weitergeleitet werden, ist es möglich, daß zu gewissen
Zeiten mäßige bis
lange Übertragungsverzögerungen
in Abhängigkeit
von der Datenmenge auftreten, die Übertragung (auf dem physikalischen
Kanal) erwarten. Dadurch werden zwei bedeutende Probleme verursacht.
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Das
erste Problem besteht darin, daß ein Wiederholungszeitgeber
in einem RLC-Verfahren aktiviert wird, sobald die Daten zu einem
MAC-D-Verfahren weitergeleitet werden. Es ist daher möglich, daß Daten
solange in einem auf Übertragungsplanung
wartenden MAC-C-Protokoll gepuffert werden, daß das RLC-Verfahren die Daten
möglicherweise neu
zum MAC-D-Verfahren sendet, das dann die Daten neu zum MAC-C-Protokoll
sendet, selbst ehe die Daten durch Aussendung vom MAC-C-Verfahren zum
physikalischen Kanal übertragen
worden sind. Dieses Problem wird dadurch verschärft, daß das wiederholte Senden zusätzlichen
Verkehr auf dem gemeinsam benutzten Kanal einführen kann und damit noch weitere
unnötige
Wiederholungen bewirken kann.
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Das
zweite Problem dieses bekannten Ansatzes besteht darin, daß im MAC-C-Verfahren
zur Übertragung
gepufferter Daten verlorengehen können, wenn das Mobilbenutzerendgerät vom gemeinsamen
Kanal entweder zu einem festzugeordneten Kanal oder zu einem geteilten
Kanal einer anderen Zelle umgeschaltet wird.
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Die
bekannte Lösung
für diese
Probleme von RLC-Zeitabschaltungen und Datenverlust bei Kanalumschaltung
besteht in der Steuerung des ankommenden Datenflusses unter Verwendung
von Rückmeldung
bezüglich
der abgehenden Datenflußrate, um
die Menge gepufferter Daten im MAC-C-Verfahren auf einem einigermaßen geringen
Wert zu halten. Damit wird bezweckt, die Folgeverzögerung zu
verringern. Diese bekannte Lösung
weist Nachteile auf. Es wird immer noch einige zusätzliche
Verzögerungen
geben und so werden die Wiederholungszeitgeber zur Zeitgabe längerer Perioden
angepaßt,
um die zusätzliche
Verzögerung
zu berücksichtigen.
Auch werden häufig
einige Daten verlorengehen, wenn das Mobilbenutzerendgerät (UE) vom
Kommunizieren über
das MAC-C-Verfahren der Zelle zu einer anderen Zelle oder statt
dessen zu einem fest zugeordneten Kanal überführt wird. Weiterhin wird zur
strengen Verwaltung der Flußsteuerung
zusätzlicher
Verkehr, nämlich
Flußsteuerungsrahmen, über die
die Funknetzsteuerungen (RNC) verbindende IuR-Strecke erzeugt und
dadurch der Wirkungsgrad verringert.
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Uns
nunmehr den bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zuwendend ist das bevorzugte Netz ein
UTRAN-Netz (UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial
Access Network), das eine Art von W-CDMA-Netz (Wideband Code Division
Multiple Access) für
mobile Telekommunikation ist. Das UTRAN-Netz ist im Grunde das in 3 gezeigte.
Der Einfachheit halber sind nur zwei Funknetzsteuerungen und zwei Basisstationen
des UTRAN-Netzes 2 dargestellt, obwohl es in Wirklichkeit
sehr viele Funknetzsteuerungen gibt, die jeweils mehrere Basisstationen
steuern. Nach der Darstellung in dieser 3 enthält das UTRAN-Netz 2 Basisstationen 4.
Jede Basisstation (Knoten B in UMTS-Terminologie) 4 weist
typischerweise drei Zellen 6 (d.h. auch als Sektoren bezeichnete
Funkversorgungsbereiche) auf, sowie die Basisstation 4 typischerweise
drei (nicht gezeigte) Richtantennen im Winkel von 120 Grad zueinander
im Azimuth aufweist. Die Funknetzsteuerungen (RNC) 8, die
selbst mit dem Rest der (nicht gezeigten) Telekommunikations-„Welt" verbunden sind,
steuern jeweils mehrere Basisstationen 4 und daher eine
Anzahl von Zellen 6. Eine Basisstation 4 ist mit
ihrer steuernden Funknetzsteuerung (RNC) 8 über eine als
IuB-Schnittstelle bekannte entsprechende Schnittstelle 10 verbunden.
Jede RNC ist mit nahegelegenen RNC über entsprechende IuR-Schnittstellen 11 verbunden.
Im Gebrauch kommuniziert ein Mobilbenutzerendgerät 12 (in UMTS-Terminologie häufig als
UE (User Equipment – Benutzereinrichtung)
bezeichnet) mit einer bedienenden Funknetzsteuerung (RNC – Radio
Network Controller) 8 über mindestens
eine Zelle 6 von mindestens einer Basisstation 4 (d.h.
kommuniziert mit dem UTRAN-Netz 2).
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Nach
der Darstellung in 4 werden Kommunikationen zwischen
dem Mobilbenutzerendgerät 12 und
der RNC 8 unter Verwendung einer Reihe 14 von
als hierarchisch geschichtete Protokollen strukturierten Verfahren
(oft mit Protokollstack bezeichnet) unternommen. Die physikalische
Schicht 16 kommuniziert mit der MAC-Schicht 18 (Medium Access Control – Medienzugriffs steuerung).
Die physikalische Schicht 16 bietet verschiedene Transportkanäle für die MAC-Schicht 18.
Verschiedene Arten von Transportkanälen werden dadurch definiert,
wie und mit welchen Eigenschaften Daten auf der physikalischen Schicht 16 übertragen
werden. Die MAC-Schicht 18 bietet verschiedene logische
Kanäle
für die RLC-Schicht 20 (Radio
Link Control – Funkübertragungssteuerung),
wobei ein logischer Kanal ein Informationsstrom ist, der einer bestimmten
Art von Information zugeordnet ist, die den logischen Kanal kennzeichnet.
Die RLC-Schicht 20 kommuniziert mit und unterliegt der
Steuerung einer höheren
Schicht 22. Die RLC-Schicht 20 kann einen AM-Datenübertragungsdienst
(Acknowledged Mode – bestätigter Modus)
bereitstellen, d.h. einen Dienst mit Wiederholung von Datenpaketen,
bis eine Empfangsbestätigung
empfangen wird.
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Wenn
gemeinsam benutzte physikalische Kanäle benutzt werden, ist die
MAC-Schicht in zwei Teile eingeteilt, nämlich eine MAC-Dedicated-(MAC-D-)Schicht 24 und
eine MAC-Common-(MAC-C-)Schicht 26. Für jede Zelle gibt es ein MAC-C-Verfahren.
Das MAC-C-Verfahren kommuniziert mit vielen MAC-D-Verfahren, da
es für
jeden Benutzer ein MAC-D-Verfahren gibt. Das MAC-C-Verfahren plant
die Zeit zum Weitersenden von Daten von dem MAC-D-Verfahren zur
physikalischen Schicht 16. Das MAC-C-Verfahren ist auch
für die Regelung
des Datenflusses von den MAC-D-Verfahren
unter Verwendung von Flußsteuerungsrückmeldungsinformationen
verantwortlich.
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Für einige
Benutzer befindet sich das MAC-D-Verfahren für einen Benutzer in der steuernden
Funknetzsteuerung. Da sich das MAC-C-Verfahren ebenfalls in der
RNC befindet, finden Kommunikationen zwischen ihnen RNC-intern statt. Für andere
Benutzer befindet sich das MAC-D-Verfahren in einer anderen RNC,
die mit dem MAC-C-Verfahren
in der steuernden RNC über
die IuR-Schnittstelle kommuniziert. Als Beispiel betrachte man den
Fall, wobei zwei Mobilbenutzerendgeräte UE1, UE2 beide mit einer
Zelle verbunden sind, die der Steuerung von RNC1 unterliegt, obwohl
es tatsächlich
RNC2 ist, die die Kommunikationen mit UE2 steuert und RNC1, die Kommunikationen
mit UE1 steuert. In diesem Szenario sind die Beziehungen zwischen
den Verfahren für einen
gemeinsam benutzten Kanal die in 5 gezeigten
und wie folgt beschriebenen.
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Nach
der Darstellung in 5 ist die Funknetzsteuerung
(RNC), die gegenwärtig
für Kommunikationen
mit einem Mobilbenutzerendgerät
verantwortlich ist (RNC1 für
UE1, RNC2 für
UE2), für
Funkübertragungssteuerung
(RLC – Radio
Link Control) verantwortlich, die zuverlässige Datenübertragung sicherstellt. Die
gleichen RNC (RNC1 für
UE1, RNC2 für
UE2) sind für
MAC-D-Verfahren verantwortlich, die (unter anderem) Daten aus der
RLC-Schicht 20 nehmen und diese Daten zu einem MAC-C-Verfahren
weiterleiten. Die RNC, die die Zelle steuert, mit der ein Mobilbenutzerendgerät verbunden
ist, ist für die
Durchführung
eines MAC-C-Protokollverfahrens verantwortlich. In diesem Beispiel
ist dies RNC für
sowohl UE1 als auch UE2. Wie schon erwähnt nimmt ein MAC-C-Verfahren
von jedem MAC-D-Verfahren empfangene Daten und plant, wann die Daten
auf dem gemeinsam benutzten physikalischen Kanal übertragen
werden sollten. Der physikalische Kanal ist natürlich bandbreitenbeschränkt. Um
die zur Übertragung
gespeicherte Datenmenge auf einer handlichen Größe zu halten, wie in der 4 dargestellt,
sendet das MAC-C-Verfahren
Flußsteuerungsinformationen
zu jedem MAC-D-Verfahren,
um den Datenfluß von
diesen selektiv anzuhalten.
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RLC-Zeitgebereinstellung
(Radio Link Control)
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Bezug
nehmend auf 6 werden Daten vom Verfahren
der höheren
Schicht zum RLC-Verfahren für
dieses Mobilbenutzerendgerät
gesendet (Schritt 602). Sie werden rahmenweise zum MAC-D-Verfahren
für dieses
Mobilbenutzerendgerät gesendet
(Schritt 604). Jeder Datenrahmen wird dann zum MAC-C-Verfahren übertragen
(Schritt 606), wo er zur Übertragung zu einer bestimmten
Zeit eingeplant wird (Schritt 608). Zur zutreffenden Zeit werden
die Daten übertragen,
indem sie zum Verfahren der physikalischen Schicht überführt werden (Schritt 610).
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Eine
Benachrichtigungsnachricht, z.B. ACKnowledgement (Rahmen Nr. 2, Übertragungszeit
T1) wird vom MAC-C-Verfahren
zum MAC-D-Verfahren gesendet (Schritt 612), um anzuzeigen,
welcher Rahmen zur physikalischen Schicht übertragen wurde und wann die Übertragung
auf die physikalische Schicht erreicht wurde. Im Fall eines Mobilbenutzerendgeräts mit der
Zelle, mit der es verbunden ist, und daher seinem zugehörigen MAC-D-Verfahren in der
gleichen Funknetzsteuerung (RNC) wie das MAC-C-Verfahren (z.B. Verfahren
für UE1
in der 4) ist diese Benachrichtigungsnachricht intern. Im
Fall, wo die Zelle, mit der das Mobilgerät verbunden ist, der Steuerung
einer anderen RNC unterliegt, wird die Benachrichtigungsnachricht über die
IuR gesendet (z.B. zur RNC2 wie in 4 dargestellt).
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Dann
wird eine vom MAC-D-Verfahren zum RLC-Verfahren gehende Benachrichtigungsnachricht
gesendet (6, Schritt 614), die
das RLC-Verfahren darüber
benachrichtigt, welcher Rahmen übertragen
worden ist und wann die Übertragung
auf die physikalische Schicht stattgefunden hat. Diese Nachricht
ist stets der Kommunikationen mit dem in Frage kommenden Mobilbenutzerendgerät steuernden
RNC intern.
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Vom
RLC-Verfahren wird dann sein Wiederholungszeitgeber auf Grundlage
der vom MAC-D-Verfahren empfangenen Informationen eingestellt (Schritt 616).
Wenn beispielsweise das RLC-Verfahren einen Wiederholungszeitgeber
von 500 ms aufweist und die Benachrichtigung der Übergabe
an die physikalische Schicht eine Übertragungszeit T1 anzeigte,
die 200 ms zurücklag,
wird der Zeitgeber auf die Zeitgabe einer Periode von 300 ms eingestellt
und aktiviert. Dies weist den Vorteil auf, daß Wiederholung vom RLC-Verfahren
nicht eher eintreten kann, als die ursprünglich vom RLC-Verfahren übertragenen
Daten zur physikalischen Schicht übertragen worden sind.
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Die
Benachrichtigung (ACK (Rahmennummer, Zeit)) vom MAC-C-Verfahren
zum zutreffenden MAC-D-Verfahren (und daher dem zutreffenden RLC-Verfahren)
enthält
eine Anzeige darüber,
welcher MAC-D-Rahmen übergeben
worden ist und die Zeit, zu der der Rahmen an die physikalische
Schicht übergeben
wurde. In beiden Fällen
kann die Größe der Anzeigen
auf einem Minimum gehalten werden. Beispielsweise muß die Kennung
des MAC-D-Rahmens
nur eine Nummer von 1 bis zur Höchstzahl
von im MAC-C-Verfahren gepufferten Rahmen, beispielsweise Drei,
Sechs oder 15, sein. Die Weitergabezeit zur physikalischen Schicht
muß nur
eine grobe Auflösung
aufweisen, z.B. Mehrfache von 10 ms von 0 bis zur maximalen Verzögerung (z.B.
2 Sekunden), die zwischen der Ankunftszeit eines Rahmens am MAC-C-Verfahren
und der Weitergabezeit des Rahmens zur physikalischen Schicht erwartet
wird.
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Wiederholte
Datenübertragung
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Uns
nunmehr der 7 zuwendend werden Daten von
dem Verfahren der höheren
Schicht zum RLC-Verfahren (Radio Link Control – Funkübertragungssteuerung) für dieses
Mobilbenutzerendgerät gesendet
(Schritt 702). Jeder Datenrahmen wird zum MAC-D-Verfahren
für dieses
Mobilbenutzerendgerät gesendet
(Schritt 704). Der Datenrahmen wird dann zum MAC-C-Verfahren überführt (Schritt 706),
wo er zur Übertragung
zu einer bestimmten Zeit eingeplant wird (Schritt 708).
Zur zutreffenden Zeit werden die Daten durch Überführung (Schritt 710)
zum Verfahren der physikalischen Schicht übertragen.
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Es
wird eine Benachrichtigungsnachricht, z.B. ACKnowledgement (Rahmen
Nr. 1) vom MAC-C-Verfahren zum MAC-D-Verfahren gesendet (Schritt 712),
um anzuzeigen, welcher Rahmen zur physikalischen Schicht übertragen
wurde. Dann wird eine vom MAC-D-Verfahren zum RLC-Verfahren gehende
Benachrichtigungsnachricht gesendet (Schritt 714).
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Daten
werden rahmenweise gesendet. Beispielsweise wird ein zweiter Datenrahmen
vom RLC-Verfahren für
ein Mobilbenutzerendgerät
zum MAC-D-Verfahren gesendet (Schritt 716) und dann weiter
zum MAC-C-Verfahren (Schritt 718).
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Beim
Umschalten (Schritt 720) von Kommunikationen mit einem
Mobilbenutzerendgerät
vom MAC-Common-Kanal für
eine Zelle entweder zu einem MAC-D-Kanal oder einem MAC-Common-Kanal einer
anderen Zelle wird angenommen, daß alle Daten, die nicht als
zur physikalischen Schicht übergeben
bestätigt
worden sind, Wiederholung benötigen. Dementsprechend
wird im vorliegenden Beispiel der zweite Datenrahmen neu vom RLC-Verfahren
zum MAC-D-Verfahren gesendet (Schritt 722), zum weiteren
MAC-C-Verfahren (Schritt 724) und dann weiter zur physikalischen
Schicht (Schritt 726).
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Bei
einem nicht dargestellten alternativen Verfahren entspricht die
Nachrichtenübermittlung
der in 7 gezeigten, außer daß die Bestätigungen nicht nur eine Rahmennummeranzeige,
sondern die Übertragungszeit
zur physikalischen Schicht nach der Darstellung in 6 enthalten.
Der RLC-Zeitgeber (Radio Link Control) wird gemäß dem in 6 gezeigten
und im vorigen Abschnitt beschriebenen Beispiel rückgesetzt.
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Vermeidung
von Datenverlust
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Nach
der Darstellung in 8 werden Daten vom Verfahren
der höheren
Schicht zum RLC-Verfahren für
dieses Mobilbenutzerendgerät
gesendet (Schritt 802). Jeder Datenrahmen wird zum MAC-D-Verfahren
für dieses
Mobilbenutzerendgerät gesendet
(Schritt 804). Der Datenrahmen wird dann zum MAC-C-Verfahren überführt (Schritt 806),
wo er zur Übertragung
zu einer bestimmten Zeit eingeplant wird. Zur zutreffenden Zeit
werden die Daten übertragen
(nicht dargestellt), indem sie zum Verfahren der physikalischen
Schicht überführt werden.
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Daten
werden rahmenweise gesendet. Beispielsweise wird ein zweiter Datenrahmen
vom RLC-Verfahren für
ein Mobilbenutzerendgerät
zum MAC-D-Verfahren gesendet (Schritt 810) und dann weiter
zum MAC-C-Verfahren (Schritt 812).
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Wenn
das Mobilbenutzerendgerät
von seiner Verbindung mit einer ersten Zelle (Zelle 1) zu einer Verbindung
mit einer zweiten Zelle (Zelle 2) umschaltet, wird eine Benachrichtigung
vom Verfahren der höheren
Schicht zum MAC-C-Verfahren der Zelle 1 gesendet (Schritt 816),
die anzeigt, daß es
umkonfigurieren sollte, um nicht länger mit dem MAC-D-Verfahren
für dieses
Mobilbenutzerendgerät
zu kommunizieren. Als Teil seiner Umkonfigurierung wird vom MAC-C-Verfahren
für die
erste Zelle eine Liste aller Rahmen, die noch nicht an die physikalische
Schicht übergeben
worden sind, über
das RLC-Verfahren und das MAC-D-Verfahren für dieses Mobilbenutzerendgerät zum Verfahren
der höheren
Schicht weitergeleitet (Schritt 818). Von der höheren Schicht
wird dann diese Liste von Datenrahmen zum RLC-Verfahren weitergeleitet
(Schritt 820). Die Rahmen werden dann einzeln zum MAC-D-Verfahren
weitergeleitet (Schritt 822). Diese Rahmen werden dann
zum MAC-C-Verfahren für
die neue Zelle weitergeleitet (Schritt 824) (d.h. einem MAC-Common-Kanal
einer anderen Zelle), wenn sie über
einen gemeinsam benutzten Kanal zu senden sind. Als Alternative
werden die Rahmen von dann an direkt vom MAC-D-Verfahren zur physikalischen
Schicht gesendet, wo statt eines gemeinsam benutzten Kanals wie
vorher ein fest zugeordneter physikalischer Kanal für diesen
Benutzer zu benutzen ist.
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In
der 9 ist eine Alternative dargestellt; die Schritte
entsprechend den hinsichtlich der 8 beschriebenen
bis zu und einschließlich
des Schritts, wenn das Mobilbenutzerendgerät von seiner Verbindung mit
einer ersten Zelle (Zelle 1) zu einer Verbindung mit einer zweiten
Zelle (Zelle 2) umschaltet (Schritt 914). Nur als Wiederholung
werden Daten vom Verfahren der höheren
Schicht zum RLC-Verfahren (Radio Link Control) für dieses Mobilbenutzerendgerät gesendet
(Schritt 902). Jeder Datenrahmen wird zum MAC-D-Verfahren für dieses
Mobilbenutzerendgerät
gesendet (Schritt 904). Der Datenrahmen wird dann zum MAC-C-Verfahren überführt (Schritt 906),
wo er zur Übertragung
zu einer bestimmten Zeit eingeplant wird. Zur zutreffenden Zeit werden
die Daten übertragen
(nicht dargestellt), indem sie zum Verfahren der physikalischen
Schicht überführt werden.
Daten werden rahmenweise gesendet. Beispielsweise wird ein zweiter
Datenrahmen vom RLC-Verfahren für
ein Mobilbenutzerendgerät
zum MAC-D-Verfahren gesendet (Schritt 910), und dann weiter
zum MAC-C-Verfahren gesendet (Schritt 912). Dann schaltet
das Mobilbenutzerendgerät
von seiner Verbindung mit einer ersten Zelle (Zelle 1) zu einer
Verbindung mit einer zweiten Zelle (Zelle 2) um (Schritt 914).
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Von
hier an unterscheidet sich das Geschehnis in der 9 von
dem in 8 dargestellten Beispiel. Besonders werden im
Beispiel der 9, wenn die zweite Zelle (Zelle
2) der Steuerung der gleichen Funknetzsteuerung (RNC – Radio
Network Controller) wie die erste Zelle unterliegt, noch nicht zur
physikalischen Schicht weitergeleitete (d.h. übertragene) Rahmen zum MAC-C-Verfahren
der neuen (d.h. zweiten) Zelle zur Weiterleitung zur physikalischen Schicht
gesendet (Schritte 916, 918).
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Verbessern
des Wirkungsgrades
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In
einer weiteren Option wie in 10 dargestellt
sind die Schritte wie hinsichtlich der 8 beschrieben
bis zu und einschließlich
des Schritts des Sendens einer Benachrichtigung (Schritt 1016)
vom Verfahren der höheren
Schicht zum MAC-C-Verfahren der Zelle 1, die anzeigt, daß es umkonfigurieren sollte.
Nur zur Wiederholung werden Daten vom Verfahren der höheren Schicht
zum RLC-Verfahren für dieses
Mobilbenutzerendgerät
gesendet (Schritt 1002). Jeder Datenrahmen wird zum MAC-D-Verfahren
für dieses
Mobilbenutzerendgerät
gesendet (Schritt 1004). Der Datenrahmen wird dann zum MAC-C-Verfahren überführt (Schritt 1006),
wo er zur Übertragung
zu einer bestimmten Zeit eingeplant wird. Zur zutreffenden Zeit
werden die Daten übertragen
(nicht dargestellt), indem sie zum Verfahren der physikalischen
Schicht überführt werden.
Daten werden rahmenweise gesendet. Beispielsweise wird ein zweiter
Datenrahmen vom RLC-Verfahren
für ein Mobilbenutzerendgerät zum MAC-D-Verfahren gesendet
(Schritt 1010) und dann weiter zum MAC-C-Verfahren gesendet
(Schritt 1012). Dann schaltet das Mobilbenutzerendgerät von seiner
Verbindung mit einer ersten Zelle (Zelle 1) zu einer Verbindung
mit einer zweiten Zelle (Zelle 2) um (Schritt 1014). Wenn
das Mobilbenutzerendgerät
von seiner Verbindung mit einer ersten Zelle (Zelle 1) zu einer Verbindung
mit einer zweiten Zelle (Zelle 2) umschaltet (Schritt 1014),
wird eine Benachrichtigung vom Verfahren der höheren Schicht zum MAC-C-Verfahren
der Zelle 1 gesendet (Schritt 1016), die anzeigt, daß es umkonfigurieren
sollte, um nicht länger
mit dem MAC-D- Verfahren
für dieses
Mobilbenutzerendgerät
zu kommunizieren.
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Von
hier an unterscheidet sich das Geschehnis in der 10 von
dem in 8 dargestellten Beispiel. Wenn das MAC-C-Verfahren
der ersten Zelle umkonfiguriert wird, um das Mobilbenutzerendgerät zu entfernen,
werden alle Datenrahmen für
dieses Mobilbenutzerendgerät
aus dem MAC-C-Verfahren der ersten Zelle gelöscht (Schritt 1018),
um unnötige Übertragung
dieser Rahmen auf der physikalischen Schicht zu vermeiden, um den
Funkwirkungsgrad zu verbessern.
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Datenrahmenstruktur
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Wo
sich das MAC-D-Verfahren für
ein Mobilbenutzerendgerät
und das MAC-C-Verfahren innerhalb der gleichen Funknetzsteuerung
(RNC – Radio Network
Controller) befinden, werden jeweils einen Kopf und eine Nutzlast
enthaltende Datenrahmen einfach zwischen den zwei Verfahren gesendet.
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In
den Fällen,
wo ein MAC-D-Verfahren für ein
Mobilbenutzerendgerät
mit einem MAC-C-Verfahren in einer anderen RNC verbunden ist (d.h. über die
IuR-Schnittstelle),
ist die Rahmennummer in den zur Übertragung
gesendeten Datenrahmen enthalten. In der 11 ist
ein beispielhafter Datenrahmen für
diese Zwecke dargestellt. Einschließen der Rahmennummer ermöglicht Benachrichtigung
vom MAC-C-Verfahren in einer RNC zum MAC-D-Verfahren in einer anderen
RNC, darüber,
welcher Rahmen zur physikalischen Schicht übergeben wird, und in einigen
Ausführungsformen,
wann dieser Datenrahmen zur physikalischen Schicht übergeben
wird.
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Struktur des Steuerungsrahmens
(d.h. der Steuerungsnachricht)
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In
allen Fällen
ist es möglich,
daß die
Benachrichtigungen der Weiterleitung zur physikalischen Schicht,
d.h. die Rückmeldung
von Rahmennummer (und möglicherweise
Weiterleitungszeit zur physikalischen Schicht) vom MAC-C-Verfahren
zum zutreffenden MAC-D-Verfahren an die Nachrichten des Flußsteuerungsrahmenbildungsprotokolls
angehängt
werden, die als gestrichelte Linien in der 5 dargestellt
sind, zwischen dem MAC-C-Verfahren und dem zutreffenden MAC-D-Verfahren
für dieses Mobilbenutzerendgerät.
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Eine
Steuerungsnachricht 28 mit einer solchen Benachrichtigung
und Flußsteuerungsinformationen
ist in der 12 dargestellt. Eine solche
Steuerungsnachricht 28 wird vom MAC-C-Verfahren zum MAC-D-Verfahren
entweder innerhalb einer RNC oder über die IuR-Schnittstelle gesendet.
Die Steuerungsnachricht 28 enthält einen Kopf 30,
Flußsteuerungsinformationen 32 und
Benachrichtigungen mit Kennungen von Rahmen (Rahmennummern) 34, 34' und Zeiten 36, 36' der Übergabe
des jeweiligen Rahmens zur physikalischen Schicht.