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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren eines Synchronisationsfehlers
in einem digitalen Funksystem mit zumindest einer Basisstation, die
mit Endgeräten
in ihrem Versorgungsbereich kommuniziert, und einer Mobiltelefonvermittlung,
die mit der Basisstation kommuniziert und den Betrieb der Basisstation
steuert, und dass zu übertragende Informationen
in einer Kodeumsetzungseinheit in eine für die Übertragung geeignete Form kodiert
und dekodiert werden, und dass die Basisstation Informationsrahmen
mit einer bestimmten Geschwindigkeit an den Kodeumsetzer sendet,
und dass der Kodeumsetzer Informationsrahmen mit einer bestimmten
Geschwindigkeit an die Basisstation sendet.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
typisches zellulares Funksystem weist ein festes Basisstationsnetzwerk
mit einer oder mehreren Basisstationen auf, mit denen ein Teilnehmerendgerät kommuniziert.
Zusätzlich
weist das zellulare Funksystem zum Beispiel eine die Basisstationen steuernde
Basisstationssteuerung und eine Mobiltelefonvermittlung auf.
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Die
an Datenübertragungssysteme
gestellten Anforderungen erhöhen
sich andauernd. Dies gilt insbesondere für drahtlose digitale Datenübertragungssysteme,
wie etwa zellulare Funksysteme, von denen eine zunehmend breitere Auswahl
an Diensten, wie etwa von unterschiedlichen Datendiensten, gefordert
wird.
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Eine Übertragung
von Informationen auf einem Kanal mit einer begrenzten Bandbreite
ist immer eine Art Kompromiss zwischen der Übertragungsqualität und der
von einem Teilnehmer beobachteten Datenübertragungsrate. Um eine Übertragung
von Informationen zu optimieren, werden die zu übertragenden Informationen
in unterschiedlichen Phasen auf einem Übertragungspfad auf unterschiedliche
Arten kodiert.
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Im
Festnetzwerk werden üblicherweise
höhere Übertragungsraten
eingesetzt als bei Funksystemen. Aus diesem Grund ist eine Übertragungsratenanpassung
zwischen dem Festnetzwerk und einem Funksystem erforderlich. Bei
der Übertragungsratenanpassung
wird eine Kodeumsetzungseinheit eingesetzt. Die Kodeumsetzungseinheit,
d. h. TRAU („Transcoder/Rate
Adaptor Unit") kodiert
zum Beispiel ein Signal von 64 kbit/s, das aus der Richtung des
Festnetzwerks kommt, in ein Signal mit einer niedrigeren und für ein Funknetzwerk
geeigneten Übertragungsrate.
Eine Anpassung der Übertragungsrate
des Signals ermöglicht
eine Optimierung einer Übertragungsleitungs-Verkehrskapazität. Die TRAU
arbeitet als ein Quellenkodierer und reduziert die Bandbreite zwischen
der Basisstation und dem Teilnehmerendgerät. Natürlich wird in der anderen Übertragungsrichtung
auch eine entsprechende umgekehrte Kodierung durchgeführt.
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Die
TRAU ist zum Beispiel in Verbindung mit einer Basisstationssteuerung
oder einer Mobiltelefonvermittlung angeordnet. Die TRAU und die
Basisstation kommunizieren durch Senden und Empfangen von TRAU-Rahmen.
Die Rahmen umfassen zum Beispiel kodierte Sprache, Steuerungsinformationssignalisierungen
oder andere Daten.
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Die
Erfindung kann insbesondere dann auf das GSM-Funksystem angewandt werden, wenn die mittels
der Rahmen zwischen dem Kodeumsetzer und der Basisstation übertragenen
Daten eine Übertragungsrate
von 7,2 oder 14,4 kbit/s aufweisen.
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Die
Basisstation und der Kodeumsetzer senden Rahmen zueinander. Diese Übertragung
erfolgt synchron, d. h. die Vorrichtungen müssen in Synchronisation bzw.
Gleichlauf sein. Bei einem System gemäß dem Stand der Technik arbeitet
die Basisstation hinsichtlich einer Synchronisation als eine Steuereinheit.
Die Basisstation sendet Rahmen in der Uplink- bzw. Aufwärtsstreckenübertragungsrichtung
an den Kodeumsetzer. Der Kodeumsetzer synchronisiert sich mit einem
Signal der Basisstation und sendet Rahmen in der Downlink- bzw.
Abwärtsstreckenübertragungsrichtung
in Synchronisation mit der Uplink-Richtung an die Basisstation.
Tritt beim Kodeumsetzer eine Störung
auf und wird die Synchronisation der an die Basisstation gesendeten
Rahmen gestört,
sendet die Basisstation spezielle Synchronisationsrahmen an den
Kodeumsetzer, mittels derer der Kodeumsetzer neu synchronisiert
wird.
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Das
US-Patent US-A-5 612 992 offenbart ein Verfahren zum Verwalten bzw.
Handhaben von Übertragungsfehlern
zwischen einer Basisstation und einem Kodeumsetzer bei einem digitalen
Funkkommunikationssystem.
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Ein
Problem bei der vorstehend beschriebenen Anordnung besteht darin,
dass die eigentlichen Informationsrahmen durch die Synchronisationsrahmen
ersetzt werden, d. h. eine Übertragung
von Informationen für
einen Zeitraum von mehreren Rahmen unterbrochen wird. Da die Basisstation
als die Synchronisationssteuereinheit arbeitet, kann nur die Basisstation
durch Senden von Synchronisationsrahmen eine Neusynchronisation
beginnen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System
bereitzustellen, um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen. Dies
wird durch das Verfahren des in der Einleitung dargestellten Typs
erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Basisstation
in einem an den Kodeumsetzer gesendeten Informationsrahmen einen
in den vom Kodeumsetzer kommenden Informationsrahmen vorhandenen
Synchronisationsfehler angibt, und dass der Kodeumsetzer seine Synchronisation
nach Empfang der Nachricht korrigiert.
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Die
Erfindung betrifft auch ein digitales Funksystem mit zumindest einer
Basisstation, die mit Endgeräten
in ihrem Versorgungsbereich kommuniziert, und einer Mobiltelefonvermittlung,
die mit der Basisstation kommuniziert und eingerichtet ist, den
Betrieb der Basisstationen zu steuern, und einer Kodeumsetzungseinheit,
die eingerichtet ist, zu übertragende
Informationen in eine für
die Übertragung
geeignete Form zu kodieren und zu dekodieren, und dass die Basisstation
eingerichtet ist, Informationsrahmen mit einer bestimmten Geschwindigkeit
an den Kodeumsetzer zu senden, und dass der Kodeumsetzer eingerichtet
ist, Informationsrahmen mit einer bestimmten Geschwindigkeit an
die Basisstation zu senden. Das System der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Basisstation eingerichtet ist, in einem
an den Kodeumsetzer gesendeten Informationsrahmen den in den vom
Kodeumsetzer kommenden Informationsrahmen vorhandenen Synchronisationsfehler
anzugeben, und dass der Kodeumsetzer eingerichtet ist, seine Synchronisation
nach Empfang der Nachricht zu korrigieren.
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Die
Lösung
der Erfindung stellt viele Vorteile bereit. Beide Einheiten (sowohl
die Basisstation als auch der Kodeumsetzer) können nun Synchronisationsfehler
korrigieren. In der Uplink-Übertragungsrichtung
gehen keine Rahmen mehr verloren, weil keine Synchronisationsrahmen
gesendet werden müssen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, bei denen zeigen:
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1 ein
System, auf das die Erfindung angewandt werden kann;
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2 ausführlicher
einen Festteil des Systems der Erfindung;
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3 einen
Kodeumsetzungsrahmen.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Als
erstes wird 1 untersucht, die ein Funksystem
veranschaulicht, bei dem das Verfahren der Erfindung verwendet werden
kann. Das Funksystem umfasst zumindest eine Basisstation 100,
die mit Teilnehmerendgeräten 102 bis 104 innerhalb
ihres Bereichs kommunizieren. Eine Basisstationssteuerung 106 wiederum
steuert den Betrieb von einer oder mehreren Basisstationen. Bei
Funksystemen wird Sprache und Datenverkehr eines Teilnehmers zwischen
einer Basisstation und einem Teilnehmerendgerät durch Verwendung von Verkehrskanälen übertragen.
Die Basisstationssteuerung 106 überträgt Verkehr an eine Mobiltelefonvermittlung 108, über die
der Verkehr zu einem Festnetzwerk oder zu anderen Teilen des Funksystems
weitergeleitet wird.
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Die
Erfindung ist insbesondere dann zur Verwendung beim GSM-Funksystem
geeignet, wenn die mittels der Rahmen zwischen einem Kodeumsetzer und
einer Basisstation übertragenen
Daten eine Übertragungsrate
von 7,2 oder 14,4 kbit/s aufweisen. 2 veranschaulicht
ausführlicher
ein Beispiel eines Festteils des Systems gemäß der Erfindung. Ein Festteil
bezieht sich in diesem Zusammenhang auf den Teil zwischen der Basisstation
und der Mobiltelefonvermittlung beim zellularen Funksystem. Die
Basisstation 100 überträgt das vom
Endgerät
kommende Signal über
eine Leitung 202 an die Basisstationssteuerung 106.
Die Basisstationssteuerung 106 überträgt das Signal über eine
Leitung 204 an einen Kodeumsetzer 200. Der Kodeumsetzer 200 leitet
das Signal über
eine Leitung 206 an die Mobiltelefonvermittlung 108 weiter.
Die Mobiltelefonvermittlung leitet ein Signal 214 weiter.
Diese Übertragungskette 202 bis 206 wird
Uplink- bzw. Aufwärtsstreckenübertragungsrichtung
genannt. Die Übertragungskette 208 bis 212 in
einer entgegengesetzten Richtung wird die Downlink- bzw. Abwärtsstreckenübertragungsrichtung
genannt.
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Der
Kodeumsetzer 200 passt die Übertragungsrate des Signals
an. Der physikalische Standort des Kodeumsetzers kann sich von dem
gemäß 2 gezeigten
unterscheiden. Der Kodeumsetzer kann sich zum Beispiel in Verbindung
mit einer Basisstationssteuerung oder einer Mobiltelefonvermittlung befinden.
Der Standort des Kodierers ist für
die Erfindung unerheblich. Mit anderen Worten werden die Informationen
zwischen dem Kodeumsetzer und der Basisstation in einem Rahmenformat
durch Verwendung von TRRU-Rahmen übertragen. Der Rahmen ist prinzipiell
in beiden Übertragungsrichtungen ähnlich. 3 veranschaulicht
einen Kodeumsetzungsrahmen, der mit einer Übertragungsrate von 14,4 kbit/s
verwendet wird. Der Rahmen umfasst dann 40 Oktette, die auf einer
vertikalen Achse markiert sind, wobei jedes Oktett dabei acht horizontal
markierte Datenbits aufweist.
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Als
Erstes wird der Betrieb eines Systems gemäß dem Stand der Technik untersucht.
Mit anderen Worten sendet die Basisstation 100 Rahmen in der
Uplink-Übertragungsrichtung
und der Kodeumsetzer 200 synchronisiert sich mit der Übertragung der
Basisstation. Der Kodeumsetzer sendet Rahmen in der Downlink-Übertragungsrichtung mit der
Geschwindigkeit, die durch die Uplink-Übertragungsrichtung bestimmt
wird. Verliert der Kodeumsetzer aus irgendeinem Grund die Synchronisation
von den Uplink-Rahmen, platziert er im folgenden Downlink-Rahmen
ein UFE- („Uplink
Frame Error": Aufwärtsstreckenrahmenfehler)
Bit, wobei das UFE den Verlust der Synchronisation angibt. Im Downlink-Rahmen
gemäß 3 ist
dieses Bit mit C6 bezeichnet. Obwohl der Kodeumsetzer keine Uplink-Rahmen
empfängt,
setzt sich die Downlink-Übertragung
von Rahmen zuerst nahezu synchron fort. Wird keine Synchronisation
gefunden, gleitet eine Übertragung
der Downlink-Rahmen zeitlich ab, und nach einiger Zeit wird die
Verbindung gelöscht
bzw. zurückgesetzt.
Im Fall von 14,4 kbit/s-Daten sendet die Basisstation vor einem
Löschen
einen speziellen Synchronisationsrahmen in der Uplink-Übertragungsrichtung. Treten
Probleme in der Downlink-Übertragungsrichtung
auf, sendet die Basisstation den speziellen Synchronisationsrahmen
in der Uplink-Übertragungsrichtung
unverzüglich
auf eine bekannte Art und Weise und eine Informationsübertragung
wird dadurch verhindert.
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Bei
der Lösung
der Erfindung wiederum überträgt die Basisstation,
wenn die Basisstation 100 ein Synchronisationsproblem in
der Downlink-Übertragungsrichtung
erfasst, eine Synchronisationsfehlernachricht an den Kodeumsetzer 200.
Diese Nachricht kann vorzugsweise im folgenden Uplink-Rahmen als Hinweis
auf einen Synchronisationsverlust darin platziert werden, was als
ein DFE- („Downlink Frame
Error": Abwärtsstreckenrahmenfehler)
Bit bekannt ist. Beim Uplink-Rahmen gemäß 3 ist dieses
Bit mit C6 bezeichnet. Bei einem Rahmen gemäß dem Stand der Technik wird
die Bitstelle C6 nicht verwendet. Beim Übertragen der Synchronisationsfehlernachricht
setzt die Basisstation eine ununterbrochene Übertragung von Informationen
fort, die vom Teilnehmerendgerät
empfangen werden.
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Der
Kodeumsetzer empfängt
die Synchronisationsfehlernachricht von der Basisstation und korrigiert
seine Synchronisation gemäß der von
der Basisstation empfangenen Rahmen.
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Beim
System der Erfindung kann das Verfahren der Erfindung vorzugsweise
zum Beispiel mittels Software als Betriebsbefehle implementiert
werden, die für
einen Mehrzweck- bzw. Universal-Prozessor oder einen Signalprozessor
programmiert sind.
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Obwohl
die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das Beispiel gemäß den zugehörigen Zeichnungen
beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht
darauf beschränkt
ist, sondern innerhalb des Umfangs der erfinderischen Idee, die
in den zugehörigen
Ansprüchen
dargestellt ist, auf viele Arten modifiziert werden kann.