EP1095471A2 - Verfahren zur datenübertragung mit variabler länge des trainingsteils - Google Patents

Verfahren zur datenübertragung mit variabler länge des trainingsteils

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Publication number
EP1095471A2
EP1095471A2 EP99945848A EP99945848A EP1095471A2 EP 1095471 A2 EP1095471 A2 EP 1095471A2 EP 99945848 A EP99945848 A EP 99945848A EP 99945848 A EP99945848 A EP 99945848A EP 1095471 A2 EP1095471 A2 EP 1095471A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
length
communication connections
data
communication
channel impulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99945848A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Aretz
Edgar Bolinth
Michael Franzen
Erich Kamperschroer
Theo Kreul
Lutz Jarbot
Uwe Schwark
Markus Nasshan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1095471A2 publication Critical patent/EP1095471A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005—Control of transmission; Equalising
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2643—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using time-division multiple access [TDMA]

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting data in a communication system with a given number of activatable communication connections to and / or from existing communication connections, via which signals can be transmitted simultaneously in a common frequency band, in particular for transmitting data in a UMTS communication system m TDD mode, wherein the signals have a data part and a training part, in particular a midamble, and m symbols which are known to the training part and have previously been incorporated between the respective transmitter and receiver of the signals can be transmitted.
  • the signals can be transmitted by radio and / or by fixed lines.
  • messages for example voice, picture information or other data
  • radio communication systems this is done with the help of electromagnetic waves via an air or radio interface.
  • Carrier frequencies are used which lie in the frequency band intended for the respective system.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • the carrier frequencies are in the range of 900 MHz.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3rd generation systems frequencies in the frequency band around 2,000 MHz are planned.
  • a method of the type mentioned at the outset for radio transmission of digital signals from a transmitter side to a reception side is known from EP 0 767 543 A2.
  • so-called bursts are transmitted together with the data training sequences, which enable the receiver to determine the discrete-time impulse responses of the active transmission evaluate channels (channel impulse responses) to determine the received data.
  • the mobile radio system considered in EP 0 767 543 A2 is a joint detection code division multiple access (JD-CDMA) mobile radio system, in which a combination of the known multiple access methods frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA) and CDMA is used.
  • JD-CDMA joint detection code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • a subscriber-specific CDMA code is assigned to the signals of the individual subscribers.
  • the data is transmitted in bursts consisting of a training sequence in the form of a midamble and two data blocks that are sent before and after the midamble.
  • the midambles contain subscriber-specific test signals that are known to the receiver in the base station and enable channel estimation there.
  • the midamble code to be sent by a specific subscriber consists of a sequence of elements which is divided into information units (chips).
  • the midamble code has a predetermined number of chips.
  • the data blocks of the bursts are encoded with the subscriber-specific CDMA code before they are transmitted.
  • the sum of all signals of the active participants arrives at the receiver. Since the signals of the participants are at least in part ⁇ example transmitted in a common frequency band at the same time, the receiver must the sum signal among the Verwen- fertil Mittambelinformation into the individual signals and decode disassemble.
  • the relevant midamble information of the individual participants serves this purpose.
  • the sum of the midamble information is, for example, partly overlaid with the received data information, namely the part of the midamble information received first and last due to different transit times of the bursts transmitted simultaneously.
  • the middle part of the received midamble information can be free be evaluated by overlay, using knowledge of the received symbols.
  • the midamble for each subscriber or for each communication connection must have a section with a length which is sufficiently large to be able to contain information of the channel impulse response which can be estimated for the communication connection. If the evaluable part of the midamble is shorter than the sum of these individual lengths, not every channel impulse response can
  • the length of the midamble or training sequence is then selected according to the maximum possible number.
  • This solution is known, for example, from private CDMA radio telephone systems in which individual handsets can be connected to one or more base stations via radio connections. For example, a base station can simultaneously communicate with four handsets over a common frequency band.
  • the evaluable part of the midamble or the training part is set to four times the estimated length of information of the channel impulse response that can be estimated for one of the possible communication connections.
  • the base station Betrie ⁇ In many cases, but not all four possible handsets are registered at the base station, that is, for example, a maximum of two handsets ben via the base station Betrie ⁇ .
  • the midamble is therefore designed to be unnecessarily long so that the available frequency band cannot be used to the greatest possible extent for data transmission or for other purposes.
  • the object of the present invention is to provide a method for data transmission of the type mentioned at the outset, which enables the optimum use of the available transmission capacity when signals from several communication connections are transmitted simultaneously over a common frequency band.
  • the length of the traim part is set depending on the number of communication connections that can be activated.
  • Activatable communication connections are understood to mean communication connections that can be built up to existing communication connections. In private CDMA radio telephone systems, for example, these are possible communication connections to and / or from hand-held devices and / or other devices that are registered or logged into the system. In particular, however, it is possible to change the number of activatable communication connections during the operation of the communication system, for example by setting up further activatable communication connections to existing communication connections and / or by setting up further communication connections.
  • the invention is particularly applicable to UMTS communication systems m TDD (Time Division Duplex) mode and / or FDD (Frequency Division Duplex) mode.
  • An essential advantage of the method according to the invention is that the length of the training part is adapted to the number of communication connections that can be activated, so that the training part does not take up any unnecessary part of the transmission capacity. For example, in the case of multiple access methods that work according to the TDMA-CDMA principle, the maximum possible bandwidth in each time slot can be fully used for data transmission.
  • the section of the training part that can be evaluated when estimating the channel impulse responses has a length
  • Te (k) is the estimation length of information of the channel impulse response that can be estimated for the k-th activatable communication connection and where K is the number of activatable communication connections.
  • the estimation lengths Te ! K) are the same for all channel impulse responses. However, the estimation lengths are preferably of different sizes.
  • the training part in particular the midamble, is composed of the section that can be evaluated and a section that cannot be evaluated in every operating situation due to the system when estimating the channel impulse responses, or not.
  • the training part is divided into information units (chips). Its non-evaluable section has a length in particular
  • Tr (W-l) * Tc, (2)
  • FIG. 1 a block diagram of a mobile radio network
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the frame structure of a radio interface
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the structure of a radio block
  • FIG. 4 shows a block diagram of a private CDMA radio telephone system
  • FIG. 5 shows the structure of a midamble in a first state of the in FIG. 4 shows the private radio telephone system shown in FIG. 4
  • FIG. 6 shows the structure of the midamble in a second state of the private radio telephone system shown in FIG. 4.
  • Fig. 1 illustrated radio communication system corresponds in structure to a known GSM mobile network, which consists of a plurality of mobile switching centers MSC, which are interconnected and provide access to ei ⁇ nem landline PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one base station controller BSC. Each base station controller BSC in turn enables a connection to at least one base station BS.
  • a base station BS is a radio station which can establish radio connections to mobile stations MS via a radio interface.
  • FIG. 1 shows, by way of example, radio connections for the transmission of user information ni and signaling information si between three mobile stations MS and a base station BS shown, wherein a mobile station MS two data channels DK1 and DK2 and the other mobile stations MS are each assigned a data channel DK3 and DK4.
  • An operation and maintenance center OMC implements control and maintenance functions for the cellular network or for parts of it.
  • the functionality of this structure is used by the radio communication system according to the invention. However, it can also be transferred to other radio communication systems in which the invention can be used.
  • the base station BS is connected to an antenna device which, for. B. consists of three individual emitters. Each of the individual radiators radiates in a sector of the radio cell supplied by the base station BS. However, a larger number of individual radiators can alternatively be used, so that spatial subscriber separation using an SDMA method (Space Division Multiple Access) can also be used.
  • SDMA Space Division Multiple Access
  • the base station BS provides the mobile stations MS with organizational information about the location area and about the radio cell.
  • the organizational information is emitted simultaneously via all individual radiators of the antenna device.
  • the communication links over which the useful information ni and the signaling information si are transmitted between the base station BS and the mobile stations MS are subject to a multipath propagation, which is caused by reflections, for example, on buildings in addition to the direct propagation path.
  • the multipath propagation together with further interference leads to the signal components of the different propagation paths of a subscriber signal being superimposed on one another in the received mobile station MS. Furthermore, Assume that the subscriber signals of different base stations BS overlap at the receiving location to form a receiving signal in a frequency channel.
  • the task of a receiving mobile station MS is to select data symbols d of the useful information ni transmitted in the subscriber signals, the signaling information si and data of the organizational information.
  • the frame structure of the radio interface can be seen from FIG. 2.
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • the radio communication system is assigned several frequency ranges.
  • these radio blocks for the transmission of useful data consist of data parts with data symbols d, in which sections with middle messages m known at the receiving end are embedded.
  • the data symbols d are connection-specific with a
  • a spreading code (CDMA code), spread so that, for example, K data channels DK1, DK2, DK3,... DKK can be separated at the receiving end by this CDMA component.
  • CDMA code spreading code
  • Each of these data channels DK1, DK2, DK3, ... DKK is assigned a specific energy E per symbol on the transmission side.
  • the spreading of individual symbols of the data symbols d, each with a number Q of chips, means that Q subsections of the duration Tc are transmitted within the symbol duration Ts.
  • the Q chips form the individual CDMA code.
  • the midamble consists of a number L of chips, also of the duration Tc. It is still within the time slot A protection time guard of duration Tg is provided to compensate for different signal propagation times of the communication connections of successive time slots ts.
  • the four data channels DK1, DK2, DK3 and DK4 shown in FIG. 1 are assigned to the same time slot tsl, for example.
  • the length or duration of the midamble m is set precisely to the number four of data channels DK1, DK2, DK3 and DK4.
  • the section of the midamble m that can be evaluated when estimating the channel impulse responses has a duration of
  • the midamble can be m a system-related, in the estimation of the channel impulse responses can not be evaluated section have, so that the duration of the midamble m by the inequality
  • the duration of the midamble is adjusted accordingly that the greatest possible number of data symbols d can always be transmitted in the radio block (see FIG. 3).
  • the successive time slots ts are combined to form a frame and are used repeatedly by a group of communication connections.
  • Additional frequency channels for example for frequency or time synchronization of the mobile stations MS, are not introduced in every frame, but at predetermined times within a multi-frame.
  • the parameters of the radio interface such as the duration of a radio block, number L of chips per midamble m, protection time (guard) Tg, number N of data symbols per data part, symbol duration Ts, number Q of chips per symbol, number W of the estimated length of a value that can be estimated for a communication connection Information and chip duration Tc can be set differently in the upward direction (MS ⁇ BS) and in the downward direction (BS - »MS). In particular, a different number of communication connections can each be assigned to a common radio block in the upward and downward direction.
  • a maximum number of communication connections per time slot ts can be specified in order to ensure effective data transmission. to ensure wear.
  • the length or duration of the middle am m is only set to this maximum number if the maximum number of communication connections is actually activated or can be activated, ie if the corresponding number of communication connections (mobile stations) for the base station BS is registered.
  • FIG. 4 shows a private radio telephone system, whereby private means that all existing communication connections are owned by the same person or the same organization.
  • the telephone system can therefore also be a business system used, for example, by a company.
  • the radio telephone system shown in FIG. 4 is connected to an Integrated Services Digital Network (ISDN).
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • Two base stations BS1 and BS2 of the radio telephone system are connected to a network termination NA.
  • Radio connections (represented by double arrows) to mobile hand stations HS1, HS2 and HS3 are established from the base stations BS1 and BS2.
  • the user data are in each case one or more communication connections to or from one of the base stations BS1 and BS2 CDMA-coded and transmitted simultaneously in radio blocks in a common frequency band.
  • the structure of the radio blocks is essentially the same as the structure shown in FIG. 3. The operation of the radio telephone system is now described in more detail below.
  • a first state of the radio telephone system of FIG. 4 there are communication connections between the hand station HS1 and the hand station HS2 each with the base station BS1 and between the hand station HS3 and the base station BS2.
  • the communication link between the hand station HS2 and the base station BS1 is designated VI.
  • the radio blocks sent via the communication link VI cannot spread directly between the antennas of the base station BS1 and the hand station HS2, since obstacles W (for example walls made of reinforced concrete) interfere with the transmission. other. However, the radio blocks are reflected and reach the receiver at least with limited transmission quality.
  • the midamble m of the radio blocks transmitted between the base station BS2 and the hand station HS3 has the structure shown in FIG. 5. Only a communication link to the base station BS2 can be activated.
  • the midamble m consists of a number L of complex chips, of which, however, only a number of W ⁇ L are evaluated when estimating the channel impulse responses due to the system. These W chips are sufficient to estimate the channel impulse response of a communication link.
  • the unevaluated part of the midamble comprises a number of W - 1 chips.
  • a further communication link V2 is now opened, namely between the hand station HS2 and the base station BS2.
  • the disturbed communication link VI can be maintained or interrupted.
  • the structure of the radio blocks that are received or sent by the base station BS2 is now changed.
  • the midamble m is extended in accordance with an additional number W of complex chips in order to be able to estimate the channel impulse responses of two signals transmitted simultaneously in the common frequency band.
  • the midamble information sent to or from the hand stations HS2 and HS3 is derived from a basic midcode code of length 2 * W, where W corresponds to the expected number of channel coefficients to be estimated for the individual channel impulse responses.
  • K is the number of activatable ones
  • the hand station HS2 In order to be able to activate the communication link V2 between the hand station HS2 and the base station BS2, the hand station HS2 is registered with the base station BS2, as a result of which the number of communication connections maintained via the base station BS2 increases from 1 to 2. For example, a maximum number of four hand stations can be registered at each of the two base stations BS1 and BS2, between which and a communication link can be activated between them and the base station BS1 or BS2. The maximum possible number of hand stations is therefore between four and eight, depending on whether the individual
  • Hand stations are registered with only one or both of the base stations BS1 and BS2.

Landscapes

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  • Communication Control (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Kommunikationssystem mit einer gegebenen Anzahl von aktivierbaren Kommunikationsverbindungen zu und/oder von vorhandenen Kommunikationsanschlüssen, über die in einem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig Signale übertragbar sind, insbesondere zur Übertragung von Daten in einem UMTS-Kommunikationssystem in TDD-Betriebsart, wobei die Signale einen Datenteil und einen Trainingsteil (m), insbesondere eine Mittambel, haben und wobei in dem Trainingsteil (m) bekannte, zwischen dem jeweiligen Sender und Empfänger der Signale vorher vereinbarte Symbole übertragbar sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungskapazität zu ermöglichen. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Länge des Trainingsteils (m) abhängig von der Anzahl der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen eingestellt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Datenübertragung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten m einem Kommunikationssystem mit einer gegebenen Anzahl von aktivierbaren Kommunikationsverbindungen zu und/oder von vorhandenen Kommunikationsanschlussen, über die m einem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig Signale übertragbar sind, insbesondere zur Übertragung von Daten m einem UMTS-Kommuni- kationssystem m TDD-Betπebsart, wobei die Signale einen Da- tenteil und einen Trainingsteil, insbesondere eine Mittambel, haben und wobei m dem Trainingsteil bekannte, zwischen dem jeweiligen Sender und Empfanger der Signale vorher verem- barte Symbole übertragbar sind. Die Signale können durch Funk und/oder durch Festleitungen übertragen werden.
In Kommunikationssystemen werden Nachrichten (beispielsweise Sprache, Bildmformation oder andere Daten) über Ubertra- gungskanale übertragen. Bei Funk-Kommunikationssystemen erfolgt dies mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Luft- oder Funkschnittstelle. Dabei werden Tragerfrequenzen genutzt, die m dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Beim GSM (Global System for Mobile Co - munication) liegen die Tragerfrequenzen im Bereich von 900 MHz. Für zukunftige Funk-Kommunikationssysteme, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. generation sind Frequenzen im Frequenzband um 2.000 MHz vorgesehen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Funkubertragung digitaler Signale von einer Senderseite zu einer Empfangsseite ist aus der EP 0 767 543 A2 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden m sog. Bursts zusammen mit den Daten Trai- ningssequenzen übertragen, die es dem Empfanger ermöglichen, die zeitdiskreten Impulsantworten der aktiven Ubertragungs- kanäle (Kanalimpulsantworten) auszuwerten, um die empfangenen Daten zu ermitteln.
Bei dem in der EP 0 767 543 A2 betrachteten Mobilfunksystem handelt es sich um ein Joint Detection-Code Division Multiple Access (JD-CDMA) -Mobilfunksystem, in dem eine Kombination der bekannten Vielfachzugriffsverfahren Frequency Division Multiple Access (FDMA) , Time Division Multiple Access (TDMA) und CDMA verwendet wird. In der technisch schwieriger zu handha- benden Aufwärtsrichtung des Mobilfunksystems, d. h. in der Richtung von den Endgeräten zu einer Basisstation, ist eine Mehrzahl der Teilnehmer gleichzeitig im gleichen Frequenzband aktiv. Den Signalen der einzelnen Teilnehmer ist jeweils ein teilnehmerspezifischer CDMA-Code zugeordnet. Die Datenüber- tragung erfolgt in Bursts bestehend aus einer Trainingssequenz in Form einer Mittambel und aus zwei Datenblöcken, die vor und nach der Mittambel gesendet werden. Die Mittambeln enthalten teilnehmerspezifische Testsignale, die dem Empfänger in der Basisstation bekannt sind und dort die Kanalschät- zung ermöglichen. Der von einem bestimmten Teilnehmer zu sendende Mittambelcode besteht aus einer Folge von Elementen, die in Informationseinheiten (Chips) unterteilt ist. Der Mittambelcode weist eine vorgegebene Anzahl von Chips auf. Die Datenblöcke der Bursts werden vor deren Übertragung mit dem teilnehmerspezifischen CDMA-Code codiert.
Beim Empfänger trifft die Summe aller Signale der aktiven Teilnehmer ein. Da die Signale der Teilnehmer zumindest teil¬ weise in einem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig übertragen werden, muß der Empfänger das Summensignal unter Verwen- düng der Mittambelinformation in die Einzelsignale zerlegen und dekodieren. Dazu dient die jeweilige Mittambelinformation der einzelnen Teilnehmer. Die Summe der Mittambelinformatio- nen ist beispielsweise wegen unterschiedlicher Laufzeiten der gleichzeitig übertragenen Bursts teilweise mit der empfange- nen Dateninformation überlagert, und zwar der zeitlich zuerst und zuletzt empfangene Teil der Mittambelinformation. Der mittlere Teil der empfangenen Mittambelinformation kann frei von Überlagerung ausgewertet werden, wobei auf die Kenntnis der empfangenen Symbole zurückgegriffen wird.
Bei dem bekannten Verfahren muß die Mittambel für jeden Teil- nehmer bzw. für jede Kommunikationsverbindung einen Teilabschnitt mit einer Länge aufweisen, die ausreichend groß ist, um eine für die Kommunikationsverbindung schätzbare Information der Kanalimpulsanwort enthalten zu können. Wird der auswertbare Teil der Mittambel kürzer als die Summe dieser Ein- zellängen, kann nicht mehr jede der Kanalimpulsantwort der
Kommunikationsverbindungen geschätzt werden. Unter Umständen kann keine der Kanalimpulsantworten mehr geschätzt werden.
Eine Möglichkeit, die Schätzbarkeit aller Kanalimpulsantwor- ten zu gewährleisten, besteht darin, eine maximal mögliche
Anzahl von Kommunikationsverbindungen vorzugeben, über die in dem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig Signale übertragbar sind. Die Länge der Mittambel bzw. Trainingssequenz wird dann der maximal möglichen Anzahl entsprechend gewählt. Diese Lö- sung ist beispielsweise von privaten CDMA-Funktelefonsystemen bekannt, in denen einzelne Handgeräte über Funkverbindungen mit einer oder mehrerer Basisstationen verbindbar sind. Beispielsweise kann eine Basisstation gleichzeitig über ein gemeinsames Frequenzband mit vier Handgeräten kommunizieren. In diesem Fall ist der auswertbare Teil der Mittambel bzw. des Trainingsteils auf die vierfache Schätzlänge einer für jeweils eine der möglichen Kommunikationsverbindungen schätzbaren Information der Kanalimpulsantwort eingestellt. Vielfach sind bei der Basisstation jedoch nicht alle vier möglichen Handgeräte angemeldet, d. h. es werden beispielsweise maximal zwei Handgeräte über die Basisstation betrie¬ ben. Die Mittambel ist daher unnötig lang ausgelegt, so daß das zur Verfügung stehende Frequenzband nicht in größtmöglichen Umfang für die Datenübertragung oder für andere Zwecke genutzt werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Datenübertragung der eingangs genannten Art anzugeben, das bei der gleichzeitigen Übertragung von Signalen mehrerer Kom- munikationsanschlusse über ein gemeinsames Frequenzband eine optimale Ausnutzung der zur Verfugung stehenden Übertragungskapazität ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost. Weiterbildungen sind Gegenstand der ab- hangigen Ansprüche.
Gemäß einem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung wird die Lange des Traimgsteiles abhangig von der Anzahl der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen eingestellt. Unter akti- vierbaren Kommunikationsverbindungen werden Kommunikat10ns- verbmdungen verstanden, die zu vorhandenen Kommunikationsan- schlussen aufbaubar sind. In privaten CDMA-Funktelefonsystemen beispielsweise sind dies mögliche Kommunikationsverbindungen zu und/oder von Handgeraten und/oder anderen Geraten, die m dem System angemeldet bzw. eingebucht sind. Insbesondere ist es jedoch möglich, die Anzahl von aktivierbaren Kommunikationsverbindungen im Laufe des Betriebs des Kommunikationssystems zu andern, etwa durch Einrichten weiterer aktivierbarer Kommunikationsverbindungen zu vorhandenen Kommuni- kationsanschlussen und/oder durch Einrichten weiterer Kommu- nikationsanschlusse. Die Erfindung ist insbesondere m UMTS- Kommunikationssystemen m TDD (Time Division Duplex) -Betriebsart und/oder FDD (Frequency Division Duplex) -Betriebsart anwendbar.
Ein wesentlicher Vorteil des erfmdungsgemaßen Verfahrens besteht darin, daß die Lange des Traimngsteils an die Anzahl der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen angepaßt ist, so daß der Trainingsteil keinen unbenotigten Teil der Ubertra- gungskapazitat m Anspruch nimmt. Beispielsweise bei Viel- fach-Zugriffsverfahren, die nach dem TDMA-CDMA Prinzip funktionieren, kann somit die maximal mögliche Bandbreite im je- weiligen Zeitschlitz voll für die Datenübertragung ausgenutzt werden.
In Systemen, in denen eine Schätzung von zeitdiskreten Kanalimpulsantworten der Kommunikationsverbindungen von Kommunikationsanschlüssen zu einer gemeinsamen Basisstation, bzw. umgekehrt jeweils empfängerseitig erfolgt, hat gemäß einer Weiterbildung der bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten auswertbare Abschnitt des Trainingsteils eine Länge
Ta = ∑ Te (k)
wobei Te(k), mit k=l...K, die Schätzlänge einer für die k-te aktivierbare Kommunikationsverbindung schätzbaren Information der Kanalimpulsantwort ist und wobei K die Anzahl der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen ist. Insbesondere sind die Schätzlängen Te!k) für alle Kanalimpulsantworten gleich groß. Vorzugsweise sind die Schätzlängen jedoch unterschiedlich groß.
Bei einer Weiterbildung setzt sich der Trainingsteil, insbe- sondere die Mittambel, aus dem auswertbaren Abschnitt und einem bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten systembedingt nicht bzw. nicht in jeder Betriebssituation auswertbaren Abschnitt zusammen. Der Trainingsteil ist in Informationseinheiten (Chips) unterteilt. Sein nicht auswertbarer Abschnitt hat insbesondere eine Länge
Tr = (W-l) * Tc, (2)
wobei W die jeweilige bzw. mittlere Anzahl der Chips pro Schätzlänge Te(k) ist und wobei Tc die Länge eines Chips ist. Der Grund dafür, daß ein Abschnitt des Trainingsteils bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten nicht auswertbar ist, be- steht insbesondere darin, daß wie aus der EP 0 767 543 A2 bekannt aufgrund der Kodierung mit einem verbindungsspezifischen Code jeweils der erste und der letzte Abschnitt der Mittambel mit Datenblöcken überlagert empfangen wird.
Die Erfindung wird nun auch im Hinblick auf weitere Vorteile und Merkmale anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Sie ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren zeigen: Fig. 1 Ein Blockschaltbild eines Mobilfunknetzes,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Rahmenstruktur einer Funkschnittstelle, Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Funkblocks, Fig. 4 ein Blockschaltbild eines privaten CDMA-Funktele- fonsystems, Fig. 5 den Aufbau einer Mittambel in einem ersten Zustand des in Fig. 4 gezeigten privaten Funktelefonsystems und Fig. 6 den Aufbau der Mittambel in einem zweiten Zustand des in Fig. 4 gezeigten privaten Funktelefonsystems . Das in Fig. 1 dargestellte Funk-Kommunikationssystem entspricht in seiner Struktur einem bekannten GSM-Mobilfunknetz, das aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC besteht, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu ei¬ nem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einem Basisstationscontroller BSC verbunden. Jeder Basisstationscontroller BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Eine solche Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle Funkverbindungen zu Mobilstationen MS aufbauen kann.
In Fig. 1 sind beispielhaft Funkverbindungen zur Übertragung von Nutzinformationen ni und Signalisierungsinformationen si zwischen drei Mobilstationen MS und einer Basisstation BS dargestellt, wobei einer Mobilstation MS zwei Datenkanäle DK1 und DK2 und den anderen Mobilstationen MS jeweils ein Datenkanal DK3 bzw. DK4 zugeteilt sind. Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunknetz bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur wird vom Funk-Kommunikationssystem nach der Erfindung genutzt. Sie ist jedoch auch auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, in denen die Erfindung zu Einsatz kommen kann.
Die Basisstation BS ist mit einer Antenneneinrichtung verbunden, die z. B. aus drei Einzelstrahlern besteht. Jeder der Einzelstrahler strahlt gerichtet in einen Sektor der durch die Basisstation BS versorgten Funkzelle. Es können jedoch alternativ auch eine größere Anzahl von Einzelstrahlern eingesetzt werden, so daß auch eine räumliche Teilnehmerseparie- rung nach einem SDMA-Verfahren (Space Division Multiple Access) eingesetzt werden kann.
Die Basisstation BS stellt den Mobilstationen MS Organisationsinformationen über den Aufenthaltsbereich und über die Funkzelle zur Verfügung. Die Organisationsinformationen werden gleichzeitig über alle Einzelstrahler der Antenneneinrichtung abgestrahlt.
Die Kommunikationsverbindungen, über die die Nutzinformationen ni und die Signalisierungsinformationen si zwischen der Basisstation BS und den Mobilstationen MS übertragen werden, unterliegen einer Mehrwegeausbreitung, die durch Reflektionen beispielsweise an Gebäuden zusätzlich zum direkten Ausbreitungsweg hervorgerufen werden.
Geht man von einer Bewegung der Mobilstationen MS aus, dann führt die Mehrwegeausbreitung zusammen mit weiteren Störungen dazu, daß bei der empfangenen Mobilstation MS sich die Signalkomponenten der verschiedenen Ausbreitungswege eines Teilnehmersignals zeitabhängig überlagern. Weiterhin wird da- von ausgegangen, daß sich die Teilnehmersignale verschiedener Basisstationen BS am Empfangsort zu einem Empfangssignal in einem Frequenzkanal überlagern. Aufgabe einer empfangenden Mobilstation MS ist es, in den Teilnehmersignalen übertragene Datensymbole d der Nutzinformationen ni, die Signalisierungs- informationen si und Daten der Organisationsinformationen zu selektieren.
Die Rahmenstruktur der Funkschnittstelle ist aus Fig. 2 er- sichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente ist eine Aufteilung eines breitbandigen Frequenzbereiches, beispielsweise der Bandbreite B = 1,6 MHz, in mehrere Zeitschlitze ts, beispielsweise acht Zeitschlitze tsl bis ts8 vorgesehen. Jeder Zeitschlitz ts innerhalb des Frequenzbereiches bildet einen Frequenzkanal. Innerhalb der Frequenzkanäle, die zur Nutzdatenübertragung vorgesehen sind, werden Informationen mehrerer Kommunikationsverbindungen in Funkblöcken gleichzeitig übertragen. Gemäß einer FDMA (Frequency Division Multiple Access) -Komponente sind dem Funk-Kommunikationssystem mehrere Frequenzbereiche zugeordnet.
Gemäß Fig. 3 bestehen diese Funkblöcke zur Nutzdatenübertragung aus Datenteilen mit Datensymbolen d, in denen Abschnitte mit empfangsseitig bekannten Mittambeln m eingebettet sind. Die Datensymbole d sind verbindungsindividuell mit einer
Feinstruktur, einem Spreizcode (CDMA-Code) , gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise K Datenkanäle DK1, DK2, DK3, ... DKK durch diese CDMA-Komponente separierbar sind. Jedem dieser Datenkanäle DK1, DK2, DK3, ... DKK wird sendeseitig pro Symbol eine bestimmte Energie E zugeordnet.
Die Spreizung von einzelnen Symbolen der Datensymbole d mit jeweils einer Anzahl Q von Chips bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer Ts Q Subabschnitte der Dauer Tc übertragen wer- den. Die Q Chips bilden dabei den individuellen CDMA-Code. Die Mittambel besteht aus einer Anzahl L von Chips ebenfalls der Dauer Tc. Weiterhin ist innerhalb des Zeitschlitzes ts eine Schutzzeit guard der Dauer Tg zur Kompensation unterschiedlicher Signallaufzeiten der Kommunikationsverbindungen aufeinanderfolgender Zeitschlitze ts vorgesehen. Die beiden Datenteile des in Fig. 3 dargestellten Funkblocks, die vor und nach der Mittambel m übertragen werden, weisen jeweils N Datensymbole d mit jeweils der Symboldauer Ts auf, so daß die Datenteile jeweils eine Dauer von Ts * N haben.
Die vier in Fig. 1 dargestellten Datenkanäle DK1, DK2, DK3 und DK4 sind beispielsweise demselben Zeitschlitz tsl zugeordnet. Dabei nutzen die vier aktiven Datenkanäle DK1, DK2, DK3 und DK4, die jeweils eine Kommunikationsverbindung darstellen, gemeinsam die Mittambel m ihres Datenblocks (siehe Fig. 3) . Um den Zeitschlitz tsl optimal für die Übertragung von Datensymbolen d und für die Übertragung der Organisationsinformationen nutzen zu können, ist die Länge bzw. Dauer der Mittambel m genau auf die Anzahl vier von Datenkanälen DK1, DK2, DK3 und DK4 eingestellt. Der bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten auswertbare Abschnitt der Mittambel m hat eine Dauer von
4 Ta = ∑ Te(k), k=ι
wobei Te(k), k=l ... 4, die Schätzlänge einer für den jeweiligen Datenkanal DK1, DK2, DK3 bzw. DK4 schätzbaren Information der Kanalimpulsantwort ist. Wie noch anhand des Ausführungs¬ beispiels gemäß Fig. 4 bis Fig. 6 erläutert wird, kann die Mittambel m eine bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten systembedingt nicht auswertbaren Abschnitt haben, so daß die Dauer der Mittambel m durch die Ungleichung
L * Tc > Ta
beschrieben wird. Bei einer Änderung der Anzahl von Datenkanälen wird die Dauer der Mittambel entsprechend angepaßt, so daß immer die größtmögliche Anzahl von Datensymbolen d in dem Funkblock (siehe Fig. 3) übertragen werden kann.
Innerhalb des breitbandigen Frequenzbereiches der Bandbreite B werden die aufeinanderfolgenden Zeitschlitze ts zu einem Rahmen zusammengefaßt, und werden wiederkehrend von einer Gruppe von Kommunikationsverbindungen genutzt. Weitere Frequenzkanäle, beispielsweise zur Frequenz- oder Zeitsynchronisation der Mobilstationen MS werden nicht in jedem Rahmen, jedoch zuvorgegebenen Zeitpunkten innerhalb eines Multirah- mens eingeführt.
Die Parameter der Funkschnittstelle, wie Dauer eines Funkblocks, Anzahl L der Chips pro Mittambel m, Schutzzeit (guard) Tg, Anzahl N der Datensymbole pro Datenteil, Symboldauer Ts, Anzahl Q der Chips pro Symbol, Anzahl W der Schätzlänge einer für eine KommunikationsVerbindung schätzbaren Information und Chipdauer Tc, können in Aufwärtsrichtung (MS → BS) und in Abwärtsrichtung (BS -» MS) unterschiedlich eingestellt werden. Insbesondere können in Aufwärts- und Abwärtsrichtung eine unterschiedliche Anzahl von Kommunikationsverbindungen jeweils einem gemeinsamen Funkblock zugeordnet sein.
Abhängig von den Übertragungsbedingungen über die Funkschnittstelle kann es auch erforderlich sein, die Anzahl W der Chips pro Schätzlänge Te zu variieren. Eine Reduktion der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen pro Zeitschlitz ts kann daher auch zur Vergrößerung der Schätzlänge genutzt wer- den, so daß im Unterschied zum Stand der Technik die Vergrößerung der Schätzlänge Te nicht zwangsläufig zu einer Ver¬ ringerung der Anzahl N der pro Datenteil übertragbaren Datensymbole d führt.
Bei einer Variante des gezeigten Funk- Kommunikationssystems kann eine Maximalzahl der Kommunikationsverbindungen pro Zeitschlitz ts vorgegeben sein, um eine effektive Datenüber- tragung zu gewährleisten. Im Unterschied zum Stand der Technik ist die Länge bzw. Dauer der Mittambel m jedoch nur dann dieser Maximalzahl entsprechend eingestellt, wenn auch tatsächlich die maximale Anzahl von Kommunikationsverbindungen aktiviert oder aktivierbar ist, d. h. wenn die entsprechende Anzahl von Kommunikationsanschlüssen (Mobilstationen) für die Basisstation BS angemeldet ist.
Fig. 4 zeigt ein privates Funktelefonsystem, wobei unter pri- vat verstanden wird, daß sämtliche vorhandenen Kommunikationsanschlüsse im Besitz derselben Person bzw. derselben Organisation sind. Es kann sich also bei dem Telefonsystem auch um ein geschäftlich genutztes System beispielsweise eines Unternehmens handeln. Das in Fig. 4 gezeigte Funktelefonsystem ist mit einem Integrated Services Digital Network (ISDN) verbunden. An einem Netzabschluß NA sind zwei Basisstationen BSl und BS2 des Funktelefonsystems angeschlossen. Von den Basisstationen BSl und BS2 sind Funkverbindungen (dargestellt durch Doppelpfeile) zu mobilen Handstationen HSl, HS2 und HS3 aufgebaut. Dabei werden die Nutzdaten jeweils einer oder mehrerer Kommunikationsverbindungen zu oder von jeweils einer der Basisstationen BSl und BS2 CDMA-codiert und in einem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig in Funkblöcken übertragen. Der Aufbau der Funkblöcke gleicht im wesentlichen dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau. Im folgenden wird nun der Betrieb des Funktelefonsystems näher beschrieben.
In einem ersten Zustand des Funktelefonsystems von Fig. 4 bestehen Kommunikationsverbindungen zwischen der Handstation HSl und der Handstation HS2 jeweils mit der Basisstation BSl sowie zwischen der Handstation HS3 und der Basisstation BS2. Die Kommunikationsverbindung der Handstation HS2 mit der Basisstation BSl ist mit VI bezeichnet. Die über die Kommunikationsverbindung VI gesendeten Funkblöcke können sich nicht auf direktem Weg zwischen den Antennen der Basisstation BSl und der Handstation HS2 ausbreiten, da Hindernisse W (beispielsweise Wände aus Stahlbeton) die Übertragung behin- dern. Die Funkblöcke werden jedoch reflektiert und erreichen zumindest bei eingeschränkter Übertragungsqualität den Empfänger.
In dem ersten Zustand des Funktelefonsystems hat die Mittambel m der zwischen der Basisstation BS2 und der Handstation HS3 gesendeten Funkblöcke den in Fig. 5 gezeigten Aufbau. Es ist lediglich eine Kommunikationsverbindung zu der Basisstation BS2 aktivierbar. Die Mittambel m besteht aus einer An- zahl L von komplexen Chips, von denen jedoch systembedingt bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten nur eine Anzahl von W < L ausgewertet werden. Diese W Chips reichen für eine Schätzung der Kanalimpulsantwort einer Kommunikationsverbindung aus. Der nicht ausgewertete Teil der Mittambel umfaßt eine Anzahl von W - 1 Chips.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen ersten Zustand des Telefonsystems wird nun eine weitere Kommunikationsverbindung V2 eröffnet, und zwar zwischen der Handstation HS2 und der Basisstation BS2. Die gestörte Kommunikationsverbindung VI kann dabei aufrechterhalten oder abgebrochen werden. Entsprechend der neu aufgebauten Kommunikationsverbindung V2 wird nun der Aufbau der Funkblöcke, die von der Basisstation BS2 empfangen oder gesendet werden, geändert. Die Mittambel m wird entsprechend einer zusätzlichen Anzahl W von komplexen Chips verlängert, um so die Kanalimpulsantworten von zwei in dem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig übertragenen Signalen schätzen zu können. Die zu bzw. von den Handstationen HS2 und HS3 gesendeten Mittambelinformationen werden dabei von einem Grundmittabelcode der Länge 2 * W abgeleitet, wobei W der erwarteten Anzahl von zu schätzenden Kanalkoeffizienten der einzelnen Kanalimpulsantworten entspricht. Die Mittambel m wird durch eine Rotation nach rechts des Grundmittam- belcodes und eine periodische Dehnung bis L = (K + l) * W - 1 Chips abgeleitet. K ist dabei die Anzahl der aktivierbaren
Kommunikationsverbindungen, über die in dem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig Signale übertragbar sind, hier also K = 2. Folglich weist die Mittambel m in dem zweiten Zustand des Funktelefonsystems eine Anzahl von L = 2 * W + W - 1 Chips auf.
Um die Kommunikationsverbindung V2 zwischen der Handstation HS2 und der Basisstation BS2 aktivieren zu können, wird die Handstation HS2 bei der Basisstation BS2 angemeldet, wodurch sich die Anzahl der über die Basisstation BS2 unterhaltenen Ko munikationsanschlüsse von 1 auf 2 erhöht. Beispielsweise kann an jeder der beiden Basisstationen BSl und BS2 eine Maximalzahl von vier Handstationen angemeldet werden, zwischen denen und der Basisstation BSl bzw. BS2, bei der sie angemeldet sind jeweils eine Kommunikationsverbindung aktivierbar ist. Die maximal mögliche Anzahl von Handstationen liegt da- her zwischen vier und acht, je nachdem, ob die einzelnen
Handstationen bei nur einer oder beiden der Basisstationen BSl und BS2 angemeldet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Kommunikationssystem mit einer gegebenen Anzahl von aktivierbaren Kommu- nikationsverbindungen zu und/oder von vorhandenen Kommunikationsanschlüssen, über die in einem gemeinsamen Frequenzband gleichzeitig Signale übertragbar sind, insbesondere zur Übertragung von Daten in einem UMTS-Kommunikationssystem in TDD- Betriebsart, wobei die Signale einen Datenteil und einen Trainingsteil (m) , insbesondere eine Mittambel, haben und wobei in dem Trainingsteil (m) bekannte, zwischen dem jeweiligen Sender und Empfänger der Signale vorher vereinbarte Symbole übertragbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Länge des Trainingsteils (m) abhängig von der Anzahl der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Schätzung von zeitdiskreten Kanalimpulsantworten der Kommunikationsverbindungen von Kommunikationsanschlüssen zu einer gemeinsamen Basisstation bzw. umgekehrt, jeweils empfängerseitig erfolgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten auswertbare Abschnitt des Trainingsteils (m) eine Länge
Ta ∑ Te( k=l
hat, wobei Telk), k=l...K, die Schätzlänge einer für die k-te aktivierbare Kommunikationsverbindung schätzbaren Information der Kanalimpulsantwort ist und wobei K die Anzahl der akti- vierbaren Kommunikationsverbindungen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schätzlängen Te(k) für alle Kanalimpulsantworten gleich groß sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Trainingsteil (m) in Informationseinheiten (Chips) unterteilt ist und einen bei der Schätzung der Kanalimpulsantworten systembedingt nicht und/oder nicht in jedem Betriebszustand auswertbaren Abschnitt hat mit einer Länge
Tr = (W-l) * Tc,
wobei W die jeweilige bzw. mittlere Anzahl der Chips pro Schätzlänge Te(k> ist und wobei Tc die Länge eines Chips ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einer Änderung der Anzahl der aktivierbaren Kommunikationsverbindungen, insbesondere beim Anmelden eines zusätzlichen Handgeräts an einer privaten Mobiltelefon-Basisstation, die Länge des Trainingsteils (m) eingestellt wird.
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