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Fachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationen.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf die Bereitstellung
von mindestens einem oder mehreren Multimedia-Broadcast-Diensten (MBMS)
in einem drahtlosen Kommunikationssystem, wie etwa einem Zeitteilungsduplex-(TDD-),
Frequenzteilungsduplex-(FDD-)Codemultiplex-Vielfachzugriff(CDMA-)
und/oder universellen mobilen Telekommunikationssystem (UMTS-System)
ausgerichtet.
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Hintergrund
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Das
Breitband-CDMA-System (W-CDMA-System) des Partnerschaftsprojekts
der dritten Generation (3GPP) wird in den Betriebsszenarien für die UMTS
Release R99/R4 und R5 behandelt. Dieses System verwendet TDD- und
FDD-Betriebsarten und verwendet mehrere gemeinsame und dedizierte
Kanäle
zum Einrichten einer Kommunikationsverbindung. Die gemeinsamen Kanäle der Abwärtsstrecke
(DL) umfassen mindestens einen primären gemeinsamen physikalischen
Steuerkanal (P-CCPCH), der den BCH (Broadcastkanal) enthält, und/oder
mindestens einen sekundären
gemeinsamen physikalischen Steuerkanal, (S-CCPCH), der einen Vorwärtszugriffskanal
(FACH) enthält.
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Die
Kommunikationsverbindung wird typischerweise unter Verwendung einer
drahtlosen Sende/Empfangseinheit (WTRU) eingerichtet. Eine WTRU
umfaßt
ein Benutzergerät,
eine Mobilstation, eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen
Funkrufempfänger
oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen
Umgebung zu arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt. Diese
beispielhaften Arten drahtloser Umgebun gen umfassen drahtlose lokale
Netzwerke und öffentliche
Funktelefonnetze, sind aber nicht darauf beschränkt. Die hier beschriebenen
WTRUs sind fähig,
jeweils in einem Zeitschlitzbetrieb oder einem Frequenzteilungsbetrieb,
wie etwa TDD und FDD zu arbeiten. Eine "Basisstation" umfaßt einen Node B, eine Standortsteuerung,
einen Zugangspunkt oder eine andere Schnittstellenvorrichtung in
einer drahtlosen Umgebung, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Es
ist bekannt, daß die
Verbindungsleistung an dem Zellenrand eines drahtlosen Mehrzellenkommunikationssystem,
insbesondere für
gemeinsame Kanäle,
lange Sorgen gemacht hat. Verbindungsanalysen haben gezeigt, daß eine drahtlose
WTRU an dem Zellenrand unter gewissen Schwundbedingungen Blockfehlerraten
(BLERs) über
10% oder sogar höher
haben wird. Außerdem
könnte
es für
die Kapazitätsoptimierung wünschenswert
sein, einen S-CCPCH in dem gleichen Schlitz wie den P-CCPCH anzuordnen.
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Eine
besondere Dienstklasse, die von Netzbetreibern angeboten und durch
S-CCPCHs befördert
wird, werden MBMS sein. In drahtlosen Kommunikationssystemen werden
MBMS verwendet, um einen allgemeinen Datendienst effizient an mehrere
Teilnehmer zu verteilen.
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MBMS
unterscheiden sich von klassischen Punkt-zu-Punkt-Diensten (PtP-Diensten),
wie etwa Sprache oder bidirektionalen Videokonferenzen, in der Hinsicht,
daß eine
Gruppe von Benutzern vorgesehene Empfänger der gleichen von dem Netzwerk
gesendeten Nachricht sind. Die Realisierung von MBMS unterscheidet
sich daher von PtP-Diensten in der Hinsicht, daß die letzteren gewöhnlich über benutzerzugeordnete physikalische
Kanäle
gesendet werden, während
die ersteren geeigneter sind, um auf gemeinsamen physikalischen
Kanälen
gesendet zu werden, die von mehreren WTRUs empfangen werden sollen.
Die Anforderungen von MBMS im Hinblick auf die Datenrate schwanken
im Bereich von etwa 100 kBit/s, aber die üblichste Anforderung deutet
einen Bedarf für
MBMS bei etwa 64 kBit/s pro Zelle an und daß 90% der Benutzer in der Zelle
mit MBMS abgedeckt sind.
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Das
grundsätzliche
Problem bei der Bereitstellung von MBMS in einem CDMA-System ist,
daß es schwierig
ist, den phy sikalischen Kanal, der MBMS befördert, einer Leistungssteuerung
zu unterziehen, wenn keine dedizierten Kanäle verwendet werden. Folglich
muß die
Basisstationssendeleistung derart eingestellt werden, daß der Benutzer
der MBMS, der sich in der betreuten Gruppe am weitesten von der
Basisstation entfernt befindet, den physikalischen Kanal zuverlässig empfangen
kann. Im wesentlichen muß die
Basisstation die Möglichkeit
unterstützen,
daß ein
Benutzer in der Gruppe von N MBMS-Benutzern an dem Zellenrand ist und
folglich die Sendeleistung entsprechend den Bedürfnissen dieses Benutzers eingestellt
wird. Für
die meisten der Benutzer ist diese Leistung weit mehr als ausreichend.
Dies erzeugt eine unverhältnismäßige Menge an
Interferenzen für
andere Benutzer in der gleichen und benachbarten Zellen.
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Beispielhaft
zeigen vorläufige
Studien für
W-CDMA-FDD (Breitband-CDMA-FDD), daß typischerweise um die 30%
der Basisstationsleistung erforderlich wäre, um eine Abdeckung von mehr
als 90% der WTRUs in einer repräsentativen
FDD-Zelle mit 64 kBit/s MBMS zu erreichen, wenn MBMS auf dem physikalischen
Kanal gesendet würden.
Es wird auch bemerkt, daß es äußerst schwierig
ist, MBMS-Benutzer am Zellenrand mit tragfähigen Datenraten zu bedienen.
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Daher
besteht Bedarf, einen großen
Ressourcenbedarf zu verringern. Zu diesem Zweck wurden mehrere Modelle
zum Verringern des erforderlichen Leistungsanteils für die MBMS
diskutiert, um die Verbindungsleistung des MBMS-Kanals zu verbessern.
Diese umfassen: 1) längeres
Verschachteln, d.h. längere
Sendezeitintervalle (TTIs) mit besserer Zeitdiversität, 2) Sendediversität für den MBMS-Kanal
und 3) verbesserte Kanalcodierung. Unter Verwendung derartiger Verfahren
könnte
der Leistungsanteil einer FDD-Basisstation, der zum Unterstützen der
64 kBit/s-Beispiel-MBMS erforderlich ist, von 30% auf um die 10–20% verringert
werden.
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Für UMTS-Schmalband-TDD
(NTDD) (1,28 MChips/s-Option) können
die hohen Interferenzpegel, die von den MBMS erzeugt werden, in
den physikalischen Kanalzeitschlitzen (TS) gemildert werden, indem
die Wiederverwendung von Frequenzen ausgenutzt wird. Dies ist aufgrund
der kleineren Bandbreite pro NTDD-Träger im Prinzip möglich. Zum
Beispiel können
innerhalb der 5 MHz-Spektrumzuteilung des FDD oder Breitband-TDD
(WTDD) drei Schmalbandträger
unterstützt
werden.
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Unter
Verwendung dieses Modells würden
einige Zellen MBMS in einem bestimmten Zeitschlitz TSn auf
einer Frequenz f1, ein zweiter Satz in dem TSn,
aber auf einer Frequenz f2 und ein dritter Satz in dem TSn, aber auf einer Frequenz f3 senden. Aufgrund
der längeren
Entfernung zwischen zwei Basisstationen, die in dem gleichen TS
auf der gleichen Frequenz MBMS senden, wird mehr räumliche
Trennung erzielt, und daher werden für andere Zellen weniger von
dem MBMS-TS kommende Interferenzen erzeugt. Jedoch muß ein Betreiber
diese drei Frequenzen in dem Einsatzbereich verfügbar haben. Verfahren zum Verringern
von Sendeleistungsanforderungen (Tx-Leistungsanforderungen) umfassen
zum Beispiel die Verwendung von längeren TTI-Längen, weichem
Handover und Tx-Diversität.
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Als
ein Ergebnis der vorhergehenden Diskussionen wird für universelles
terrestrisches Funkzugangs-FDD (UTRA-FDD) eine Verringerung herunter
bis zu etwa 15–20%
der Basisstations-DL-Tx-Leistung angegeben, um 64 kBit/s-Referenz-MBMS
auf dem S-CCPCH zu unterstützen.
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Frühere Systeme
offenbaren die Implementierung eines R4-basierten LCR-TDD-Systems
in einem Einsatzbereich mit 3 Niederchipratenträgern (LCR-Trägern) in
einer 5 MHz-Bandbreite und die Abbildung der MBMS in diesem System
auf einen S-CCPCH, der in einem einzigen Zeitschlitz enthalten ist,
und die Annahme eines Frequenzwiederverwendungsfaktors von 3 für diesen
Zeitschlitz. Diese Ergebnisse zeigen, daß LCR-TDD MBMS von bis zu 63
kBit/s mit einer Blockfehlerrate = 10% (BLER = 10%) bereitstellen
kann, oder um die 16–23
kBit/s bei BLER = 1% unterstützt
werden könnte,
wenn die ganze Tx-Leistung der Basisstation in dem S-CCPCH-Zeitschlitz
verwendet wird.
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Außerdem würden in
einem Kommunikationssystem des bisherigen Stands der Technik unter
Verwendung eines Zeitdomänenwiederverwendungsfaktors
von 3 Zellen in dem Satz 1 ihre MBMS in dem TSn senden, Zellen
in dem Satz 2 würden
ihre MBMS in TSn+1 senden, und Zellen in
dem Satz 3 würden
ihre MBMS in TSn+2 senden. Zellen in dem
Satz 1 verwenden für
keine Übertragung,
weder für
die Aufwärtsstrecke
(UL) noch DL, TSn+1 und TSn+2,
Zellen in dem Satz 2 verwenden für
keine Übertragung
TSn und TSn+2 und
so weiter. Dieses Verfahren funktioniert ungeachtet der Dauer des
MBMS-Datenblocks (d.h. ist unabhängig
von seinem TTI). Die mittlere MBMS-Datenrate, die sich mit diesem
Verfahren pro Zelle ergibt, ist 170 kBit/Zelle, und die Zeitschlitzleistung
auf MBMS-TSen in dem System ist 170 kBit/s/3 TS = 56 kBit/s/TS.
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1 zeigt
eine beispielhafte Datentrahmenfolge, die von dem weiter oben erwähnten Kommunikationssystem
des bisherigen Stands der Technik verwendet wird, wobei ein Datenrahmen
in TSe 1–15
unterteilt wird. Die Rahmen wiederholen sich und die TS-Zuweisungen
bleiben für
nachfolgende Rahmen die gleichen, bis der TS gelöscht oder speziell neu zugewiesen
wird. Jeder Zeitschlitz wird möglicherweise
einer vorbestimmten Anzahl von Rahmen zugewiesen.
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2 ist
ein Diagramm, das Kanalzuweisungen zeigt, die von dem weiter oben
erwähnten
Kommunikationssystem des bisherigen Stands der Technik verwendet
wird. Zellen in verschiedenen Sätzen
werden verschiedene Zeitschlitze zugewiesen. Diese Anordnung wird
verwendet, wenn MBMS-Broadcasts von mehreren Quellen, die überlappende
Abdeckungsbereiche haben können, übertragen
werden.
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Zur
Veranschaulichung werden der WTRU M1 in dem TS1 Codes
zugewiesen, die Zellen in einem ersten Satz (Satz 1) entsprechen.
Der WTRU M2 werden in dem TS2 Codes zugewiesen,
die Zellen in einem zweiten Satz (Satz 2) entsprechen, und der WTRU
M3 werden in dem TS3 Codes zugewiesen, die
Zellen in einem dritten Satz (Satz 3) entsprechen. Dies erscheint
im Rahmen A und wiederholt sich für nachfolgende Rahmen, bis
eine oder mehr der Zuweisungen geändert werden.
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Immer
noch Bezug nehmend auf 2 wird den Zellen des Satzes
1 in dem Rahmen A 78 ein erster Satz von Zeitschlitzen TS1 zugewiesen. Der Rest der Zeitschlitze TS1–TSn wird von dem Satz 1 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 1 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 2 wird ein
zweiter Satz von Zeitschlitzen TS2 zugewiesen.
Der Rest der Zeitschlitze TS1 und TS3–TSn wird von dem Satz 2 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 2 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 3 wird
ein dritter Satz von Zeitschlitzen TS3 zugewiesen.
Der Rest der Zeitschlitze TS1–TS2 und TS4–TSn wird von dem Satz 3 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 3 ist der gesamte S-CCPCH. Dieses Muster wiederholt sich
für den
Rahmen B80, wobei den Zellen in den verschiedenen Sätzen entsprechende
Zeitschlitze TS1–TS3 zugewiesen
werden.
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Beachten
Sie, daß der
Nachteil des weiter oben erwähnten
Kommunikationssystems des bisherigen Stands der Technik ist, daß die Zeitschlitze
TS1, TS2 und TS3 nicht für
andere Übertragungen
verwendet werden können.
Wenn ein Zeitschlitz für
Zellen in einem Satz verwendet wird, kann dieser Zeitschlitz somit
nicht für
Zellen in einem anderen Satz verwendet werden. Es wäre wünschenswert,
einen Satz von TDD-Zellen zu haben, die fähig sind, ein Zeitdomänenwiederverwendungsmuster
gemeinsam zu nutzen.
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Für die richtige
Anwendung von Funkressourcen verfolgt das universelle terrestrische
Funkzugangsnetz (UTRAN) die Anzahl aktiver MBMS-Benutzer. Innerhalb
jeder Zelle wird für
jeden MBMS die Anzahl aktiver Benutzer verwendet, um die Art des
Transports und die auf den MBMS angewendeten physikalischen Ressourcen
zu bestimmen und zu bestimmen, wann der MBMS in jeder Zelle begonnen
und beendet werden soll.
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Dienste
werden als ein Ergebnis der MBMS-Aktivierung und der Teilnehmermobilität eingerichtet.
Der vorgesehene Mechanismus zur Verfolgung von MBMS-Benutzern umfaßt die Signalisierung
durch die Funkressourcensteuerungsschicht (RRC-Schicht) 3 für die MBMS-"Verbindung" (Dienstaktivierung) und Zellenaktualisierungsverfahren
zum Pflegen des Standorts der Teilnehmer. Mit diesen Werkzeugen
ist es möglich, zu
wissen, welche Benutzer den Dienst aktiviert haben und in welcher
Zelle der Dienst verteilt werden muß.
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Aufgrund
der Anwendung der geschlossenen Schleifenleistungsregelung und der
Sendediversität
sind dedizierte Kanäle effizienter,
wenn die Anzahl von Benutzern eines bestimmten der MBMS klein ist.
Wenn die Anzahl von Benutzern zunimmt, kompensieren die Effizienzgewinne
durch die dedizierten Kanäle
nicht die Verdopplung jedes Datenstroms, und gemeinsame Kanäle, die
einen einzigen Datenstrom an mehrere Teilnehmer bereitstellen, werden
verwendet. Dieses Verfahren ist als Transport-/physikalisches Kanalumschalten
bekannt und kann jederzeit während
einer MBMS-Übertragung
angewendet werden.
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Wenn
gemeinsame Kanäle
verwendet werden, ist es nicht praktisch, ARQ-Verfahren zu verwenden, um
die erfolgreiche Zustellung sicherzustellen. Daher wird jede MBMS-Übertragung
wiederholt, um die Wahrscheinlichkeit für die erfolgreiche Zustellung
zu erhöhen.
Die Anzahl von Wiederholungsübertragungen
berücksichtigt
die erwartete BLER der Transport- und physikalischen Ressourcen,
die auf den Dienst verwendet werden.
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MBMS
werden mehrere Male übertragen,
um die erfolgreiche Zustellung besser sicherzustellen. Die Anzahl
von Wiederholungsübertragungen
ist relativ zu der erwarteten Signalqualität. Diese Anzahl wird ein Szenario
des ungünstigsten
Falles berücksichtigen,
um eine erwartete Dienstqualität
(QoS) zu erreichen. Ein Beispiel dafür ist, wenn Teilnehmer sich
an dem Zellenrand befinden und es als ein Ergebnis eine hohe BLER gibt.
Häufig
werden Teilnehmer bessere Funkausbreitungsbedingungen erfahren und
eine erfolgreiche Zustellung erreichen, weit bevor die Wiederholungsübertragungen
abgeschlossen sind.
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Zusammengefaßt sind
mehrere Verbesserungen erwünscht,
um mit herkömmlichen
MBMS verbundene Mängel
zu überwinden.
Erstens gibt es einen Bedarf für
ein neues Schema, das UMTS-WTDD
und NTDD unterstützt
und auch die Kapazität
von gemeinsamen Kanälen
zum Anbieten von MBMS unterstützt.
Zweitens ist ein System zur Verbesserung der Ressourceneffizienz
unter Verwendung von leistungsfördernden
Verfahren erwünscht,
wodurch ein Satz von TDD-Zellen derart konfiguriert wird, daß sie ein
Zeitdomänenwiederverwendungsmuster
gemeinsam nutzen. Drittens gibt es keine explizite Dienstzustellungsanzeige,
so daß jedem Teilnehmer,
der den MBMS aktiviert hat, der Empfang verrechnet wird. Daher wäre es erwünscht, daß das UTRAN
eine ausreichende Anzahl von Wiederholungsübertragungen bereitstellt,
um den zuverlässigen
Empfang sicherzustellen.
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"Multimedia Broadcast/Multicast
Service; Architecture and Functional Description", 3GPP TR 23.846 2.0.0, September 2002
(09/2002), Seiten 1–114,
offenbart Multimedia-Broadcast/Multicast-Dienste
(MBMS) in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk der dritten Generation.
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WO 01/99454 A (Telefonaktiebolaget
LM Ericsson, Skillermark, Per et al.), 27. Dezember 2001, offenbart
die dynamische Zuteilung von Ressourcen in einem zellularen System
basierend auf einem Kompromiß zwischen
Leistungsdaten angesichts von Verkehrsanforderungen und Verbindungsmöglichkeitsbeziehungen zwischen
den Zellen.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung wird in einem drahtlosen Mehrzellenkommunikationssystem
implementiert, das mindestens ein Netzwerk in Kommunikation mit
einer oder mehreren WTRUs umfaßt.
Das Kommunikationssystem steuert die Verteilung von MBMS von dem
Netzwerk an die WTRU.
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In
einer Ausführungsform
wird die Verteilung der MBMS durch Organisieren der Zellen des Kommunikationssystems
in mehrere Sätze
aus ein oder mehr Zellen, das Zuweisen von Ressourceneinheiten an
jeden Satz von Zellen in dem Kommunikationssystem und das Zuteilen
der zugewiesenen Ressourceneinheiten in jeder Zelle des Kommunikationssystems
für die
MBMS-Übertragung
implementiert. Die WTRU empfängt
Informationen, die anzeigen, wie auf die für die MBMS-Übertragung zugeteilten Ressourceneinheiten
zugegriffen werden soll, und die WTRUs empfangen MBMS von einer
oder mehreren Zellen des Kommunikationssystems.
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Vor
der Implementierung des weiter oben beschriebenen Verfahrens können MBMS-Anforderungen für das Kommunikationssystem
ermittelt werden, und für
jede Zelle in dem Kommunikationssystem können für MBMS verfügbare Ressourceneinheiten bestimmt
werden. Das Verfahren kann sich wiederholen, wenn es eine Änderung
der MBMS-Anforderungen gibt oder die MBMS-Anforderungen nicht erfüllt werden
können.
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Das
Kommunikationssystem kann ein FDD-Kommunikationssystem sein, wobei
Mehrrahmenzuteilungen verwendet werden können. Eine Wiederholungszeitspanne
kann für
alle Zellen in dem Kommunikationssystem festgelegt werden. Außerdem kann
ein Teilsatz von Rahmen festgelegt werden, der pro Wiederholungszeitspanne
für jeden
der Sätze
von Zellen für
die MBMS-Übertragung
verwendet werden soll.
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Das
Kommunikationssystem kann ein TDD-Kommunikationssystem sein, wobei
eine Bestimmung, ob in dem Kommunikationssystem Mehrrahmenzuteilungen
verwendet werden sollen, getroffen werden kann. Wenn bestimmt wird,
in dem TDD-Kommunikationssystem
Mehrrahmenzuteilungen zu verwenden, kann für alle Zellen in dem Kommunikationssystem
eine Wiederholungszeitspanne festgelegt werden. Außerdem kann ein
Teilsatz von Rahmen festgelegt werden, der pro Wiederholungszeitspanne
für jeden
der Sätze
von Zellen für
die MBMS-Übertragung
verwendet werden soll. Wenn bestimmt wird, keine Mehrrahmenzuteilungen
zu verwenden, können
verschiedene Kombinationen von Zeitschlitzen für jeden Zellensatz bereitgestellt
werden, wobei in jedem Rahmen die gleiche Kombination von Zeitschlitzen
verwendet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
detaillierteres Verständnis
der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsform
erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen zu verstehen ist, wobei:
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1 stellt
eine beispielhafte Datenrahmenfolge dar, die in einem Kommunikationssystem
des bisherigen Stands der Technik verwendet wird, in dem ein Rahmen
fünfzehn
Zeitschlitze enthält;
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2 ist
ein Diagramm, das Kanalzuweisungen zeigt, die in einem Kommunikationssystem
des bisherigen Stands der Technik verwendet werden, in dem auf Zellen
in verschiedenen Sätzen
eindeutige Zeitschlitze angewendet werden;
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3 ist
ein Flußdiagramm,
das die Zuteilung von MBMS-Diensten an Zellen in einem drahtlosen TDD-
oder FDD- Mehrzellenkommunikationssystem
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für
die Implementierung der Zeitdomänenwiederverwendung in
einem TDD-Kommunikationssystem
ist, in dem Zellen in verschiedenen Sätzen Zeitschlitze mit Zellen
in anderen Sätzen
gemeinsam nutzen, aber gemäß der vorliegenden
Erfindung auf Zellen in verschiedenen Sätzen eindeutige Kombinationen
der Zeitschlitze angewendet werden;
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5 zeigt
ein Beispiel für
die Implementierung der Zeitdomänenwiederverwendung
in einem FDD-System, in dem gemäß der vorliegenden
Erfindung überlappende
Zuweisungen verwendet werden;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems (entweder TDD oder
FDD), das die MBMS-Dienstdeaktivierung implementiert, um die Transport-/physikalische
Kanalumschaltung und die Dienstbeendung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zu steuern;
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7 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems (entweder TDD oder
FDD), das ein Zellenaktualisierungsverfahren implementiert, um die
MBMS-Dienstübertragung
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zu steuern;
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8 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems, das Zustellbestätigungen
implementiert, um gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung MBMS-Übertragungen
zu verringern; und
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9 ist
ein Blockdiagramm eines Systems, das die MBMS-Segmentierung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementiert.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die gezeichneten Figuren
beschrieben, wobei gleiche Zahlen gleiche Elemente darstellen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit drahtlosen TDD- und
FDD-Kommunikationssystemen beschrieben wurde, ist es wichtig, zu
bemerken, daß die
vorliegende Erfin dung in jeder Art von drahtlosem Kommunikationssystem,
einschließlich
TD-SCDMA und CDMA 2000, verwendet werden kann.
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3 ist
ein Flußdiagramm,
das die Schritte zeigt, die von einem Verfahren 300 zum
Verteilen von MBMS von einem Netzwerk (z.B. UTRAN) eines drahtlosen
Mehrzellen-TDD- oder FDD-Kommunikationssystems an eine oder mehrere
WTRUs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementiert werden. In Schritt 305 wird
eine Entscheidung bezüglich
dessen getroffen, welche MBMS-Anforderungen für das Kommunikationssystem
festgelegt werden sollen. Die MBMS-Anforderungen können Kanalzuteilungsparameterangaben,
wie etwa die Datenrate, die Ziel-BLER, das TTI und/oder die minimale
Anzahl von Benutzern oder ähnliches
definieren.
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In
Schritt 310 werden die erforderlichen Ressourceneinheiten
für jede
Zelle in dem Kommunikationssystem, die den MBMS zugeteilt werden
sollen, basierend auf ihrer Verfügbarkeit
bestimmt. Für
ein TDD-Kommunikationssystem können
die Ressourceneinheiten physikalische Kanäle umfassen, die durch eine
bestimmte Trägerfrequenz,
den Scramblingcode, einen optionalen Kanalteilungscode und einen
Satz von Rahmen definiert sind. Wie durch TS25.221 spezifiziert,
ist ein physikalischer Kanal bei TDD ein Burst, der in einem bestimmten
Zeitschlitz innerhalb zugeteilter Funkrahmen übertragen wird. Die Zuteilung
kann stetig sein (d.h. der Zeitschlitz in jedem Rahmen wird dem
physikalischen Kanal zugeteilt), oder die Zuweisung kann nicht stetig sein
(d.h. nur der Zeitschlitz in einem Teilsatz aller Rahmen wird zugeteilt).
Für ein
FDD-Kommunikationssystem
können
die Ressourceneinheiten physikalische Kanäle umfassen, die durch eine
bestimmte Trägerfrequenz,
den Scramblingcode, einen optionalen Kanalteilungscode und eine
Anfangs- und Endzeit für
eine gegebene Dauer definiert sind. In dem Schritt 315 werden
die Zellen in mehrere Sätze
(d.h. Gruppen) aus einer oder mehreren Zellen organisiert, um einen
gewissen Pegel für
die MBMS sicherzustellen. In dem Schritt 320 werden jedem
Zellensatz in dem Kommunikationssystem die Ressourceneinheiten zugewiesen.
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Wenn
in dem Schritt 325 ein FDD-Kommunikationssystem verwendet
wird, um das Verfahren 300 durchzuführen, werden in dem Schritt 335 Mehrrahmenzuteilungen
verwendet. Wenn ein TDD-Kommunikationssystem
ausgewählt
wird, um das Verfahren 300 durchzuführen, wird in Schritt 330 bestimmt,
ob Mehrrahmenzuteilungen verwendet werden sollen. Die Verwendung
von Mehrrahmenzuteilungen kann auf der räumlichen Trennung (d.h. Entfernung)
zwischen den Zellen basieren. Wenn in einem FDD-Kommunikationssystem (Schritt 335)
oder in einem TDD-Kommunikationssystem
(wie durch die JA-Ausgabe von Schritt 330 angezeigt) Mehrrahmenzuteilungen
verwendet werden, werden Interferenzen in dem Kommunikationssystem
minimiert, so daß ein
gewisser Dienstpegel der MBMS sichergestellt werden kann, indem
eine Wiederholungszeitspanne für
alle Zellen und ein Teilsatz der Rahmen, die für die MBMS-Übertragung pro Wiederholungszeitspanne
für jeden
Zellensatz verwendet werden soll, festgelegt wird (Schritt 340).
Wenn in dem TDD-Kommunikationssystem bestimmt wird, keine Mehrrahmenzuteilungen
zu verwenden, werden verschiedene Kombinationen von TSen für jeden
Satz von Zellen bereitgestellt, wobei in jedem Rahmen die gleiche
Kombination von TSen verwendet wird (Schritt 345). Es sollte
sich verstehen, daß die
Entscheidung von Schritt 330 unabhängig oder in Verbindung mit
einem der vorhergehenden Schritte 305, 310, 315, 320 implementiert
werden kann.
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In
dem Schritt 350 werden die zugewiesenen Ressourcen in jeder
Zelle in dem Kommunikationssystem für die MBMS-Übertragung
zugeteilt. In dem Schritt 355 empfangen die WTRUs Informationen,
die anzeigen, wie auf die für
die MBMS-Übertragung
zugeteilten Ressourceneinheiten zugegriffen werden soll. In dem Schritt 360 empfangen
die WTRUS MBMS von einer oder mehreren der Zellen. In dem Schritt 365 wird
bestimmt, ob die in Schritt 305 bestimmten MBMS-Anforderungen
unverändert
und immer noch erfüllt
sind. Wenn die MBMS-Anforderungen sich nicht geändert haben und immer noch
erfüllt
sind, bildet das Verfahren 300 eine Schleife zurück zu dem
Schritt 360, wo die WTRUs weiterhin MBMS empfangen. Wenn
die MBMS-Anforderungen sich geändert
haben oder nicht erfüllt
werden können,
bildet das Verfahren 300 eine Schleife zurück zum Anfang
des Verfahrens 300 zu Schritt 305, so daß neue MBMS-Anforderungen
festgelegt werden können.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Zeitschlitzverwaltung verwendet, um die Interferenzen zwischen
Zellen zu verringern, wobei in einer vorteilhaften Wiese Zeitschlitze
bestimmten Rahmen zugewiesen werden und Rahmen Zellen zugewiesen
werden. Die Zeitschlitzverwaltung ermöglicht, daß jeder Satz von Zellen in
einer Gruppe von Zellen die optimale Leistung aufrechterhält. Für TDD stellt
die Zeitschlitzverwaltung sicher, daß WTRUs, die DL-Signale empfangen,
in diesen Zeitschlitzen minimale Interferenzen von anderen Zellen
erfahren. Sie können
auf diesen Kanälen
empfangene DL-Daten erfolgreich decodieren, wobei ein Bedarf an
Wiederholungsübertragungen
minimiert wird und die Abdeckung für hohe Datenraten auf diesen
Kanälen
in dem Zellenbereich sichergestellt wird. Dies wird erreicht, indem
Kanalzuweisungen und Zeitschlitze in einer derartigen Weise an die
WTRU zugewiesen werden, daß diese
Sätze von
Zellen in Gruppen unterteilt werden und jeder Zellensatz einen eindeutigen
Satz von Zeitschlitzzuweisungen hat.
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Die
vorliegende Erfindung implementiert ein Zeitdomänenwiederverwendungsmuster
auf einem drahtlosen Kommunikationssystem mit mehreren Zellen für die Unterstützung von
MBMS-Diensten. Das
Ergebnis der Zeitdomänenwiederverwendung
und Frequenzwiederverwendung zur Verbesserung der Empfangsqualität sind gleich.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung stellt das Zeitdomänenwiederverwendungsmuster
sicher, daß einige
Zellen in dem TDD-Einsatzbereich ihre MBMS-Dienste in gewissen Zeitschlitzen
senden, die von anderen Zellen ungenutzt bleiben.
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Der
TDD-Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt für den Fall herkömmlicher
S-CCPCHs oder gemeinsam genutzter DL-Kanäle im UMTS-TDD R99 (3,84 MChip/s-
und 1,28 MChip/s- Option) und darüber hinaus unabhängig von
einem durch es beförderten
bestimmten Inhalt (MBMS), aber die Dienstzuverlässigkeit für MBMS wird als ein sehr wichtiger
Spezialfall betrachtet. Selbst ohne MBMS werden die erfinderischen
Verfahren Datenraten und die Abdeckung, die am Zellenrand erreichbar
sind, verbessern. Ohne Verlust der Allgemeinheit wird der Fall betrachtet,
in dem MBMS auf dem S-CCPCH gesendet werden, selbst wenn die Anwendbarkeit
des Verfahrens sich auf jede Art von Dienst erstreckt, der auf jeder
Art von gemeinsamem DL-Kanal (wie etwa einem gemeinsam genutzten
DL-Kanal) gesendet wird. R5 führt
sowohl für
FDD als auch für
TDD eine andere Art von gemeinsamem DL-Kanal, d.h. den HS-DSCH,
ein.
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Das
Ergebnis der Implementierung der erfinderischen Kanalzuweisungsverfahren
kann durch Ergebnisse dargelegt werden, die aus WTDD-Simulationen
abgeleitet werden. Eine Datenrate von etwa 2 MBit/s pro WTRU auf
der DL kann erzielt werden, indem die Daten in 12 DL-Zeitschlitzen
gesendet werden, die jeweils mit 16 Spreizcodes mit SF = 16 gefüllt sind.
Ein einzelner Zeitschlitz, der alle 16, SF = 16, Spreizcodes verwendet,
ergibt daher eine Datenrate von um die 170 kBit/s, wenn er stetig
in jedem Rahmen gesendet wird. In allen folgenden Beispielen wird
der Einfachheit halber angenommen, daß ein voller Zeitschlitz pro
Rahmen dem S-CCPCH oder äquivalent
den MBMS zugewiesen wird. Auch werden 170 kBit/s vorausgesetzt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Zeitschlitze in einer Weise zugewiesen, die
Interferenzen verringert, welche auftreten können, wenn MBMS-Broadcasts
und andere Broadcasts in überlappenden Abdeckungsbereichen
rundgesendet werden. Zeitschlitze werden gemäß den Anforderungen von MBMS
innerhalb der Zellen wiederverwendet. Dies wird ungeachtet der Dauer
des MBMS-Datenblocks durchgeführt und
ist von TTIs unabhängig.
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Wenn
gemäß der vorliegenden
Erfindung von allen Zellen der gleiche TS verwendet wird, kann die Verwendung
von Mehrrahmenzuteilungen und TTIs erfolgreich ausgenutzt werden.
Innerhalb jeder vorbestimmten Gruppe oder jedem Satz von Zellen,
werden den Zellen in jedem Satz eindeutige Sätze von S-CCPCHs zugewiesen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden mögliche
Kombinationen von Zeitschlitzen entsprechend ihrer Wiederholungszeitspannen
wiederverwendet. Dies stellt ein Zeitdomänenwiederverwendungsmuster
her. Wenn der gleiche TS von allen Zellen verwendet werden soll,
kann die Verwendung von Mehrrahmenzuteilungen und TTIs erfolgreich
ausgenutzt werden. Bei einem TTI = 20 ms (2 Rahmen) pro MBMS-Datenblock
kann ein S-CCPCH pro Zelle mit einer Wiederholungszeitspanne von
80 ms (8 Rahmen) zugeteilt werden.
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Ein
erster Satz von Zellen würde
seine MBMS in einem gegebenen Zeitschlitz n in den Rahmen m und m+1 übertragen
und in dem Zeitschlitz n in den Rahmen m+2, ..., m+7 nichts senden.
Ein zweiter Satz von Zellen würde
seine MBMS in dem gleichen Zeitschlitz n, aber in den Rahmen m+2
und m+3 senden, aber in dem Zeitschlitz n in den Rahmen m, m+1 und
m+4, ..., m+7 nichts senden. Ein dritter Satz von Zellen würde seine
MBMS in dem gleichen Zeitschlitz n, aber in den Rahmen m+4 und m+5
senden, aber in dem Zeitschlitz n in den Rahmen m, m+3 und m+6,
..., m+7 nichts senden. Schließlich
würde ein
vierter Satz von Zellen immer noch in den Zeitschlitzen n in den
Rahmen m+6 und m+7, aber nichts in den Rahmen m, ..., m+5 senden.
-
Die
mittlere MBMS-Datenrate, die sich mit diesem Verfahren pro Zelle
ergibt, ist 170 kBit/s/4 = 42 kBit/s/Zelle, und die Leistungsfähigkeit
von MBMS-TSen in dem System ist 170 kBit/s/1 TS = 170 kBit/s/TS. Das
System wird einen effektiven Zeitdomänenwiederverwendungsfaktor
von 4 und praktisch keine Interferenzen auf den MBMS-TSen erfahren.
In der Tabelle 1 weiter unten bezeichnet "n" "eine Zelle sendet
einen S-CCPCH, der MBMS in dem Zeitschlitz n in diesem Rahmen befördert".
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Kein "n" bedeutet, daß die Zelle in diesem Rahmen
in diesem Zeitschlitz n nichts sendet.
Rahmennummer | m | m+1 | m+2 | m+3 | m+4 | m+5 | m+6 | m+7 |
Zellen
in Satz 1 | n | n | | | | | | |
Zellen
in Satz 2 | | | n | n | | | | |
Zellen
in Satz 3 | | | | | n | n | | |
Zellen
in Satz 4 | | | | | | | n | n |
Tabelle
1
-
Dieses
Verfahren verallgemeinert auf andere mögliche Kombinationen, wie 1
MBMS-TS, eine Widerholungszeitspanne von 40 ms mit TTI = 10 ms oder
1 MBMS-TS, eine Wiederholungszeitspanne von 160 ms und TTI = 40
ms.
-
Beachten
Sie, daß der
Zeitdomänenwiederverwendungsfaktor
3 in Kommunikationssystemen des bisherigen Stands der Technik häufig verwendet
wird und eine höchst
attraktive Wahl sein kann. Dies ist in diesem Konzept erreichbar,
indem eine Wiederholungszeitspanne von 60 ms mit TTI = 20 ms verwendet wird.
Von der Perspektive der physikalischen Schicht aus ist dies eine
geradlinige Änderung.
Es gibt eine kleinere Änderung der
Protokolle der höheren
Schichten, die gegenwärtig
nur standardisierte Wiederholungszeitspannen von 10, 20, 40, 80,
160, 320 und 640 ms unterstützen.
Dieses Zeitdomänenwiederverwendungsmuster
würde möglicherweise
eine mittlere MBMS-Datenrate pro Zelle von 170 kBit/s/3 = 56 kBit/s/Zelle
ergeben. Mit diesem Verfahren ist nur ein "freier" TS ist notwendig, um die MBMS aufzunehmen.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Zeitdomänenwiederverwendung
von 2 mit einer Möglichkeit
von 170/2 = 85 kBit/s erreicht. Wenn der gleiche einzelne TS von
allen Zellen für
MBMS verwendet werden soll, kann die Verwendung der Mehrrahmenzuteilungen
und TTIs mit einer Wiederholungszeitspanne von 40 ms, aber einem
veränderlichen
TTI pro Zellensatz erfolgreich ausgenutzt werden. In der Tabelle
2 weiter unten bezeichnet "n", daß ein Zellensatz
einen S-CCPCH, der MBMS befördert,
in diesem Rahmen in diesem Zeitschlitz n sendet. Kein "n" bedeutet, daß der Zellensatz in diesem
Rahmen in diesem Zeitschlitz n nichts sendet.
Rahmennummer | m | m+1 | m+3 | m+4 |
Zellen
in Satz 1 | n | n | | |
Zellen
in Satz 2 | | | n | n |
Zellen
in Satz 3 | | n | n | |
Zellen
in Satz 4 | n | | | n |
Zellen
in Satz 5 | n | | n | |
Zellen
in Satz 6 | | n | | n |
Tabelle
2
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Beachten
Sie, daß Zellen
in den Sätzen
1–4 TTI
= 20 ms zulassen (erreicht mit Hilfe der Verwendung des "Versatz"-Parameters, wenn Mehrrahmenzuteilungen
vorgenommen werden). Zellen in den Sätzen 5 und 6 unterstützen nicht
die Übertragung
in zwei aufeinanderfolgenden Schlitzen. Als ein Ergebnis werden
den Zellen in Sätzen
5 und 6 zeitlich getrennte TSen zugewiesen. Es ist zu erkennen,
daß jeder
Zellensatz mindestens einen Schlitz hat, in dem es keine Interzelleninterferenz von
einem bestimmten anderen Satz gibt. Außerdem können drei Paare ohne Interzelleninterferenz
miteinander arbeiten:
- (1) Satz 1 und Satz 2;
- (2) Satz 3 und Satz 4; und
- (3) Satz 5 und Satz 6.
-
Wenn
man die Redundanz bei der Vorwärtsfehlerkorrektur
(FEC) ausnutzt, ist über
die meisten Bereiche ein erfolgreicher Betrieb möglich, während bis zu 85 kBit/s unterstützt werden
und nur ein Schlitz pro Rahmen benötigt wird.
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Die
Node-B-Synchronisierung wird durch Zuweisen einer anteiligen Nutzung
der Zeitschlitze gehandhabt. Auf diese Weise ist es möglich, die
Node-B-Synchronisierung unter Verwendung der Synchronisationsbursts
zu unterstützen.
Dieser Ansatz wurde ursprünglich
unter Verwendung von Verfahren des bisherigen Stands der Technik
aufgrund von Bedenken, daß Interferenzpegel
die zuverlässige
Erfassung verhindern würden,
abgelehnt. Mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch für eine Zelle
weit machbarer, während
Schlitzen, in denen die Zelle nicht sendet, auf Synchronisationsbursts
benachbarter Zellen zu horchen.
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4 ist
ein Diagramm, das Kanalzuweisungen zeigt, die in einem TDD-Kommunikationssystem
unter Verwendung von Mehrrahmenzuweisungen gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden. 4 stellt ein Beispiel für die Implementierung
der Zeitdomänenwiederverwendung
unter Verwendung einer Kombination sowohl verschiedener an Zellen
zugewiesener TSen als auch Rahmen bereit. Dieses veränderte Verfahren
ist zu überlappenden
Zuweisungen fähig.
Innerhalb jeder vorbestimmten Gruppe von Zellensätzen werden den Zellen in jedem
Satz jeweils eindeutige Sätze
von S-CCPCHs zugewiesen. Im Gegensatz zu 2 stellt
die vorliegende Erfindung jedoch einen Überlapp zwischen den Sätzen von
S-CCPCHs dar.
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Wie
in 4 gezeigt, wird Zellen des Satzes 1 ein erster
Satz von Zeitschlitzen TS1, TS2 in
jedem der Rahmen zugewiesen. Die restlichen Zeitschlitze TS3–TSn werden von dem Satz 1 nicht verwendet.
Die physikalische Kanalzuweisung für den Satz 1 ist der gesamte
S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 2 wird ein zweiter Satz von Zeitschlitzen
TS3, TS4 in jedem
der Rahmen zugewiesen. Der Rest der Zeitschlitze TS1–TS2 und TS5– TSn wird von dem Satz 2 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 2 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 3 wird
ein dritter Satz von Zeitschlitzen TS2 und
TS3 in jedem der Rahmen zugewiesen. Der
Rest der Zeitschlitze TS1 und TS4–TSn wird von dem Satz 3 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 3 ist der gesamte S-CCPCH. Dem Satz 3 zugewiesene Zeitschlitze überlappen
sich mit den dem Satz 1 und dem Satz 2 zugewiesenen Zeitschlitzen.
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Immer
noch Bezug nehmend auf 4 stellt das Einführen der
Sätze 4,
5 und 5 einen Überlapp
von Zeitschlitzen ebenso wie eine zeitliche Trennung von Zeitschlitzen
in einem gegebenen Rahmen dar. Den Zellen des Satzes 4 wird ein
vierter Satz von Zeitschlitzen TS1, TS4 in jedem der Rahmen zugewiesen. Der Rest der
Zeitschlitze TS2–TS3 und
TS5–TSn wird von dem Satz 4 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 4 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 5 wird
ein fünfter
Satz von Zeitschlitzen TS1 und TS3 in jedem der Rahmen zugewiesen. Der Rest
der Zeitschlitze TS1 und TS4–TSn wird von dem Satz 5 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für
den Satz 5 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 6 wird
ein sechster Satz von Zeitschlitzen TS2 und
TS4 in jedem der Rahmen zugewiesen. Der
Rest der Zeitschlitze TS1, TS3 und
TS5–TSn wird von dem Satz 6 nicht verwendet. Die
physikalische Kanalzuweisung für den
Satz 6 ist der gesamte S-CCPCH. Zeitschlitze für einen oder mehrere der Sätze überlappen
sich mit Zeitschlitzen anderer Sätze.
Zum Beispiel überlappt
der dem Satz 1 zugewiesene Zeitschlitz TS1 den
dem Satz 4 zugewiesenen Zeitschlitzen TS1 und
den dem Satz 5 zugewiesenen Zeitschlitzen TS1.
Ebenso überlappt
der dem Satz 1 zugewiesene Zeitschlitz TS2 den
dem Satz 3 zugewiesenen TS2 und den dem
Satz 6 zugewiesenen TS2. Es gibt keinen
identischen Satz sich überlappender
Zeitschlitze zwischen irgendwelche zwei Zellensätzen, so daß daher jeder Zellensatz seine
eigene eindeutige Kombination von Zeitschlitzen zugewiesen hat.
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Während den
Zeitschlitzen ist es zulässig,
daß Kommunikationen
mit den Zeitschlitzen und Rahmen überlappen, die mehreren Zellensätzen zugewiesen
sind. Die Kombinationen sind derart, daß es keine identischen Sätze oder überlappende
Zeitschlitze oder Rahmen zwischen irgendwelchen zwei Zellensätzen gibt, was
jedem Zellensatz seine eindeutige Kombination von ihm zugewiesenen
Zeitschlitzen und Rahmen verleiht.
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5 zeigt
ein Beispiel für
die Implementierung der Zeitdomänenwiederverwendung
in einem FDD-System, in dem die Mehrrahmenzuweisungen eines TDD-Systems,
wie in 4 gezeigt, auf FDD erweitert werden können. 5 ist
ein Zeitdomänendiagramm,
das die Rahmenzuteilungen zeigt, in denen jeder Zellensatz innerhalb
einer vorbestimmten Gruppe von Zellensätzen den gleichen S-CCPCH verwendet.
Die in 4 abgebildeten Kanalzuweisungen sind für jeden
Zellensatz auf bestimmte Rahmen beschränkt. Dennoch verwendet der
S-CCPCH für
jeden Satz gemeinsam genutzte Rahmen. Diese Zuweisung gilt für alle Zellensätze, aber
innerhalb der vorbestimmten Gruppe von Zellensätzen werden den Zellen in jedem
Satz eindeutige Sätze
von S-CCPCHs zugewiesen. Dieses veränderte Verfahren ist zu überlappenden
Rahmenzuweisungen fähig.
Dies sorgt dafür,
daß den
Zellen in jedem Satz innerhalb der vorbestimmten Gruppe von Zellensätzen eindeutige
Sätze von
S-CCPCHs zugewiesen werden und es eine Überlappung zwischen den Sätzen von S-CCPCHs
gibt.
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Bezug
nehmend auf 5 wird den Zellen des Satzes
1 eine erster Satz von Rahmen zugewiesen, der den Rahmen 101 und 102 entspricht.
Der Rest der Rahmen 103A und 103B wird von dem
Satz 1 nicht verwendet. Die physikalische Kanalzuweisung 105 für den Satz
1 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 2 wird ein zweiter
Satz von Rahmen zugewiesen, der den Rahmen 111 und 112 entspricht.
Der Rest der Rahmen 113A und 113B wird von dem
Satz 2 nicht verwendet. Die physikalische Kanalzuweisung 115 für den Satz
2 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 3 wird ein dritter
Satz von Rahmen zugewiesen, der dem Rahmen 121 und dem
Rahmen 122 entspricht. Der Rest der Rahmen 123A und 123B wird
von dem Satz 3 nicht verwendet. Die physikalische Kanalzuweisung 125 für den Satz
3 ist der gesamte S-CCPCH.
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Immer
noch Bezug nehmend auf 5 führt die Einführung der
Sätze 4,
5 und 6 den Überlapp
von Zuweisungen ein. Wie in 5 zu erkennen
ist, wird den Zellen des Satzes 4 ein vierter Satz von Rahmen zugewiesen,
der den Rahmen 131 und 132 entspricht. Der Rest
der Rahmen 133A und 133B wird von dem Satz 4 nicht
verwendet. Die physikalische Kanalzuweisung 135 für den Satz
4 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 5 wird ein fünfter Satz
von Rahmen zugewiesen, der den Rahmen 141 und 142 entspricht. Der
Rest der Rahmen 143A und 143B wird von dem Satz
5 nicht verwendet. Die physikalische Kanalzuweisung 145 für den Satz
5 ist der gesamte S-CCPCH. Den Zellen des Satzes 6 wird ein sechster
Satz von Rahmen zugewiesen, der den Rahmen 151 und 152 entspricht.
Der Rest der Rahmen 153A und 153B wird von dem
Satz 6 nicht verwendet. Die physikalische Kanalzuweisung 155 für den Satz
6 ist der gesamte S-CCPCH.
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Während den
Rahmen dürfen
Kommunikationen mit Rahmen überlappen,
die mehreren Zellensätzen zugewiesen
sind. Die Kombinationen sind derart, daß es keine identischen Sätze überlappender
Rahmen zwischen irgendwelche zwei Zellensätzen gibt, was jedem Zellensatz
seine eigene eindeutige Kombination von zugewiesenen Rahmen verleiht.
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Bezug
nehmend auf 5 ermöglicht die FDD-Kanalzuweisung für die Zellen
in den Sätzen
1–4 TTI =
20 ms (wird erreicht, indem der S-CCPCH mit der richtigen SFN eingerichtet
wird). FDD erlaubt im allgemeinen den asynchronen Zellenbetrieb,
und die Verwendung des asynchronen Zellenbetriebs macht die erfinderischen
Kanalzuweisungen in der Zeit leichter zu handhaben. Die Zellen in
den Sätzen
5 und 6 müssen
TTI = 10 ms verwenden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird für
FDD-Übertragungen
ein Zeitdomänenwiederverwendungsfaktor
bereitgestellt. Der Zeitdomänenwiederverwendungsfaktor
wird für
gemeinsame DL-Kanäle
mit besonderer Bedeutung für
den Fall ge meinsam genutzter Übertragungen,
wie etwa MBMS auf S-CCPCHs oder gemeinsam genutzten DL-Kanälen, bereitgestellt.
Das Prinzip ist analog zu der Zeitdomänenverwendung für TDD, aber
mit stetigen Übertragungen
in einem bestimmten Rahmen anstatt einem bestimmten TS pro Rahmen,
wie zum Beispiel in TDD.
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Da
bei FDD anstelle eines bestimmten TS pro Rahmen wie beim TDD eine
stetige Übertragung
des S-CCPCH oder des gemeinsam genutzten Abwärtsstreckenkanals (DL-DSCH)
in einem bestimmten Rahmen erforderlich ist, ist eine geradlinige
Erweiterung des herkömmlichen
Verfahrens (äquivalent
zum bisherigen Stand der Technik für TDD) nicht möglich.
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Obwohl
für FDD
kein Äquivalent
für die
Mehrrahmenzuteilung wie beim TDD existiert, kann das gleiche erreicht
werden, indem der Kanal stetig, d.h. in jedem Rahmen, zugeteilt
wird, er aber in einigen bestimmten Rahmen nicht gesendet wird,
falls nicht von der Basisstation gewünscht. Der S-CCPCH braucht
keine Pilotbits enthalten, weil der P-CCPCH gewöhnlich als Phasenreferenz verwendet
wird, und die anderen Steuerbits, wie etwa TFCI, brauchen nicht
gesendet werden, wenn keine Daten vorhanden sind. Daher wird in
diesen Ruhezeitspannen nichts unnötigerweise übertragen. Die Verwendung der
verschiedenen Kanalzuweisungen in Verbindung mit den P-CCPCH-Kanalzuweisungen
stellt ein für
FDD verwendetes Äquivalent
zu dem TDD-Verfahren bereit.
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Die
vorliegende Erfindung kann mit Sprache ebenso wie mit Daten unter
Verwendung normaler und Hochgeschwindigkeits-Abwärtsstrecken-Paketzugriffsübertragungen
(HSDPA-Übertragungen)
gemäß dem 3GPP-W-CDMA-Kommunikationssystem
verwendet werden. Das 3GPP-System wird nur als ein Beispiel verwendet,
und die Erfindung kann auf andere Codemultiplex-Vielfachzugriff-Kommunikationssysteme
angewendet werden. Es muß auch
bemerkt werden, daß der
FDD-Teil der Erfindung unabhängig
von einem bestimmten Inhalt für
den Fall herkömmlicher
S-CCPCHs oder gemeinsam genutzter DL-Kanäle im UMTS-FDD R99 und darüber hinaus
(z.B. HS-DSCH in R5) gilt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es notwendig, zu wissen, wann Teilnehmer den Dienst
beenden oder den Dienst erfolgreich empfangen haben, um den MBMS
zugewiesene physikali sche und Transportressourcen effizient freizugeben.
Um MBMS-Übertragungen
zu verringern, kann die Teilnehmererzeugung einer expliziten MBMS-Deaktivierungsnachricht
verwendet werden. Dies kann entweder ein L3-RRC-Verfahren oder ein
NAS-Signalisierungsverfahren
sein. Nach dem Empfang der Deaktivierungsnachricht wird der MBMS-Kontext
der Teilnehmer von den aktuell aktiven Teilnehmern entfernt, die
mit dem bestimmten MBMS verbunden sind.
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Bezug
nehmend auf 6 wird ein Aktivierungs-/Deaktivierungsverfahren
in einem drahtlosen Mehrzellen-Kommunikationssystem 600 mit
mehreren WTRUs 605, die mit einem UTRAN 610 kommunizieren,
verwendet, um die Anzahl der für
bestimmte MBMS erforderlichen Wiederholungsübertragungen zu steuern.
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Die
Deaktivierung wird für
die Transportumschaltung verwendet, um die aktuelle Anzahl von Benutzern
(WTRUs) zu bestimmen, welche die MBMS empfangen, so daß die Kanäle des Kommunikationssystems 600 für eine bessere
Leistung neu konfiguriert werden können. Außerdem kann die Anzahl von
Wiederholungsübertragungen
verringert werden.
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In
einer Ausführungsform
aktivieren die WTRUs 605 von 6, die in
einer bestimmten der Zellen des Kommunikationssystems 600 arbeiten,
den MBMS. Das UTRAN 610 bestimmt die Anzahl von WTRUs 605, die
in der bestimmten Zelle arbeiten, welche den MBMS aktiviert hat.
Das UTRAN 610 teilt basierend auf der bestimmten Anzahl
von WTRUs 605 Ressourcen an die bestimmte Zelle zu. Das
UTRAN 610 verteilt den MBMS unter Verwendung der zugeteilten
Ressourcen an die WTRUs 605. Das UTRAN 610 beendet
den MBMS an den WTRUs 605 und teilt die Ressourcen des
UTRAN 610 neu zu, wenn alle der WTRUs 605 den MBMS
deaktivieren.
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Basierend
auf der Anzahl aktiver Teilnehmer konfiguriert das UTRAN 610 Transport-
und physikalische Kanäle,
um einen maximalen Funkressourcenwirkungsgrad zu erzielen. Die MBMS-Deaktivierungssignalisierungsnachricht
wird als eine explizite Anzeige verwendet, welche die Teilnehmerzählung für jeden
Dienst verringert, für
den der Teilnehmer subskribiert ist. Wenn die Anzahl von Teilnehmern
eines bestimmten Dienstes eine vorbestimmte Grenze erreicht, wird
die Transport-/physikalische Kanalumschaltung durchgeführt. Wenn ihn
alle Teilnehmer deaktiviert haben, wird die MBMS-Übertragung
in dieser Zelle beendet.
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In
dem Schritt 615 aktivieren Teilnehmer die MBMS durch Signalisierung
mit ihren WTRUs 605 an das UTRAN 610. Die MBMS
werden von dem UTRAN 610 an die WTRUs 605 verteilt
(Schritt 620). Während
Teilnehmer von den aktiven Benutzern für diese MBMS entfernt werden
(Schritte 625, 635), kann das UTRAN 610 als
ein Ergebnis entweder eine MBMS-Transportkanal-/physikalische Kanalumschaltung
hervorrufen (Schritt 630) oder die Verteilung des Dienstes
innerhalb dieser Zelle einstellen (Schritt 640).
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Bezug
nehmend auf 7 kann das vorhandene Zellenaktualisierungsverfahren
auch verwendet werden, um MBMS-Übertragungen
zu aktivieren/deaktivieren. Das Zellenaktualisierungsverfahren,
das verwendet wird, um die Teilnehmermobilität zu verfolgen, kann auch für regelmäßige Aktualisierungen
konfiguriert werden. Nachdem die MBMS der Teilnehmer aktiviert sind
(Schritt 700) und die aktiven MBMS-Benutzer bekannt sind,
kann das Zellenaktualisierungsverfahren auf einer regelmäßigen Basis
implementiert werden, um zu bestimmen, wenn Benutzer sich zu einer
neuen Zelle bewegt haben oder durch das UTRAN 610 nicht
erreichbar sind (Schritt 705), so daß die MBMS an die WTRUs 605 verteilt
werden können
(Schritt 710). Wenn das Zellenaktualisierungsverfahren
anzeigt, daß die
WTRU 605 sich zu einer neuen Zelle bewegt hat oder daß von dem
UTRAN 610 keine regelmäßigen Aktualisierungen über die
Teilnehmer mehr empfangen werden (Schritt 715), wird der
MBMS-Kontext des Teilnehmers von den gegenwärtig aktiven Teilnehmern, die
mit dem bestimmten MBMS in dieser Zelle verbunden sind, entfernt,
wodurch veranlaßt
wird, daß die
MBMS-Übertragung beendet
wird (Schritt 720).
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In
einer Ausführungsform
aktiviert mindestens eine der WTRUs 605 von 7 die
MBMS. Die WTRU 605 stellt dem Netzwerk eine regelmäßige Aktualisierung
bereit, die eine erste der Zellen des Kommunikationssystems anzeigt,
in dem die WTRU 605 arbeitet. Das UTRAN 610 verteilt
die MBMS an die WTRU 605.
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Das
UTRAN 610 beendet die MBMS an der WTRU 605, wenn
die WTRU 605 entweder aufhört, die regelmäßige Aktualisierung
bereitzustellen, oder in einer Zelle des Kommunikationssystems arbeitet,
die von der ersten Zelle verschieden ist.
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8 zeigt
ein drahtloses Kommunikationssystem 800, das mehrere WTRUs 805 umfaßt, die
mit einem UTRAN 810 und einem Kernnetz (CN) 815 kommunizieren.
Das System 800 stellt eine MBMS-Benachrichtigung mit optionaler
Zustellbestätigung
bereit (Schritt 820). Nachdem MBMS an die WTRUs 805 verteilt sind
(Schritt 825) können
weitere MBMS-Zustellbestätigungen,
die von den WTRUs 805 an das UTRAN 810 gemeldet
werden (Schritt 830), zu Vergebührungszwecken an das CN 815 verbreitet
werden (Schritt 835). Die Signalisierung kann entweder
erreicht werden, indem das UTRAN 810 eine Bestätigungsnachricht
an die WTRU 805 weiterleitet, oder durch die Erzeugung
einer neuen Nachricht durch das UTRAN 810 oder durch direkte
Nichtzugriffsschicht-Node-B-Anwendungsteilsignalisierung (NAS-Signalisierung)
von der WTRU 805 an das CN 815. Nach dem Empfang
durch das CN 815 wird für
jede WTRU 805 die Zustellung der MBMS aufgezeichnet. Die
Bestätigungsnachricht
kann entweder eine L3-Ressourcensteuerungs-(RRC-) oder eine NAS-Signalisierungsnachricht
sein. Das UTRAN 810 kann Bestätigungen für jeden aktivierten Teilnehmer
für diese
MBMS verfolgen. Wenn einmal alle oder ein vorbestimmter Prozentsatz
der aktiven Teilnehmer die Zustellung bestätigt haben, können die
Wiederholungsübertragungen
beendet werden (Schritt 840). Ein maximaler Wiederholungsübertragungszähler kann
ebenfalls konfiguriert werden, um die Verwendung von Funkressourcen
für bestimmte
MBMS zu beschränken.
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In
einer Ausführungsform
verteilt das UTRAN 810 von 8 die MBMS
an mindestens eine der WTRUs 805, indem es mehrere MBMS-Datenübertragungen
sendet. Die WTRU 805 zeigt dem UTRAN 810 an, daß alle MBMS-Datenübertragungen
empfangen wurden. Das UTRAN 810 beendet dann die MBMS-Datenübertragungen.
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Die
Dienstbestätigung
kann nicht immer gerechtfertigt sein. Zum Beispiel können manche
Dienste sehr wenige Daten pro Übertragung
haben. Daher sind die Kosten für
die Wiederholungsübertragung
sehr gering. Eine Option, um diese weitere Optimierung zu ermöglichen,
ist, während
des Aktivierungsverfahrens zu bestimmen, welche Dienste eine Übertragungsbestätigung empfangen.
-
Ein
zusätzliches
Verfahren zur Erreichung der erfolgreichen Zustellung der MBMS bei
verringerten Wiederholungsübertragungen
ist, einzelne Datensegmente aus jeder Übertragung zu empfangen und
zu speichern und diese Blöcke
dann aus jeder Wiederholungsübertragung
zu kombinieren, bis die MBMS-Dienstübertragung
vollständig
ist. Die MBMS-Übertragung
weist mehrere Datensegmente auf, von denen jedes eine oder mehrere
zyklische Redundanzprüfungen
(CRCs) enthält,
die verwendet werden, um die erfolgreiche Zustellung zu bestätigen.
-
Die
MBMS-Segmentierung wird, wie in 9 gezeigt,
durch ein drahtloses Kommunikationssystem 900 implementiert.
Das System 900 umfaßt
mindestens eine WTRU 905, die mit einem UTRAN 910 kommuniziert.
Nach dem Empfang einer MBMS-Übertragung
(Schritt 915) speichert die WTRU 905 alle erfolgreich empfangenen
Datensegmente (Schritte 920, 925). Die WTRU 905 kann
MBMS-Informationen verwenden, um den Empfang nur der Datensegmente
zeitlich zu planen, die in vorhergehenden Übertragungen (Schritt 930) nicht
erfolgreich empfangen wurden (z.B. das Segment 2), anstatt die ganze Übertragung
zu empfangen. Auf diese Weise werden die WTRU-Verarbeitung und der
Energieverbrauch verringert. Außerdem
wird die Anzahl erforderlicher Übertragungen
für die
erfolgreiche Zustellung verringert, da es lediglich notwendig ist,
den Empfang der Segmente zeitlich zu planen, die nicht erfolgreich
empfangen wurden, anstatt den Empfang der ganzen MBMS-Übertragung
zeitlich zu planen. Diese MBMS-Segmentierung kann die Anzahl der
MBMS-Übertragungen
entweder unabhängig
von oder mit der Erzeugung einer optionalen MBMS-Zustellbestätigungsnachricht
durch den Teilnehmer (Schritt 935) verringern oder sie
beenden.
-
In
einer Ausführungsform
segmentiert das UTRAN 910 von 9 die MBMS
in mehrere einzelne Datensegmente und überträgt jedes der MBMS-Datensegmente
an die WTRU 905. Die WTRU 905 speichert in einem
(nicht gezeigten) Speicher darin jedes MBMS-Datensegment, das von
der WTRU 905 richtig empfangen wird. Die WTRU 905 bestimmt
dem UTRAN 910 mindestens ein MBMS- Datensegment, das von der WTRU 905 nicht
richtig empfangen wurde. Das UTRAN 910 überträgt nur das bestimmte MBMS-Datensegment
erneut an die WTRU 905.
-
Vor
dem Übertragen
der MBMS-Datensegmente kann das UTRAN 910 der WTRU 905 anzeigen, wann
jedes der MBMS-Datensegmente
an die WTRU 905 übertragen
werden soll und wie viele Datensegmente die MBMS aufweisen. Jedes
MBMS-Datensegment kann mindestens eine zyklische Redundanzprüfung (CRC)
enthalten, die verwendet wird, um die erfolgreiche Zustellung des
MBMS-Datensegments durch die WTRU 905 zu bestätigen. Ein
Betreiber des UTRAN 910 kann bestimmen, ob die WTRU 905 alle
Datensegmente der MBMS empfangen hat oder nicht, um die Vergebührung zu
erleichtern.
-
In
einer anderen Ausführungsform
segmentiert das UTRAN 910 die MBMS in mehrere einzelne MBMS-Datensegmente,
die zeitlich so geplant werden, daß sie zu verschiedenen Zeiten
an die WTRU 905 übertragen
werden sollen. Das UTRAN 910 zeigt der WTRU 905 die
verschiedenen geplanten Zeiten an und wie viele Datensegmente die
MBMS aufweisen. Das UTRAN 910 überträgt die MBMS-Datensegmente zu
den verschiedenen zeitlich geplanten Zeiten an die WTRU 905.
Die WTRU 905 aktiviert zu den verschiedenen geplanten Zeiten
einen (nicht gezeigten) Empfänger
darin, um die von dem UTRAN 910 übertragenen MBMS-Datensegmente zu
empfangen. Die WTRU 905 bestimmt dem UTRAN 910 mindestens
ein MBMS-Datensegment, das von der WTRU 905 nicht richtig
empfangen wurde. Das UTRAN 910 zeigt der WTRU 905 eine
zugeteilte Zeit an, wann das bestimmte Datensegment erneut an die
WTRU 905 übertragen
werden soll. Das UTRAN 910 überträgt nur das bestimmte MBMS-Datensegment
erneut an die WTRU. Die WTRU 905 aktiviert zu der zugeteilten
den Empfänger
darin, um das erneut übertragene
MBMS-Datensegment zu empfangen.
-
Während diese
Erfindung insbesondere unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurde, versteht sich für Fachleute auf dem Gebiet,
daß verschiedene Änderungen
in der Form und den Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne
den Schutzbereich der Erfindung, wie weiter oben beschrieben, zu
verlassen.