Beschreibung
Verfahren zum Senden von Daten von einer Mobilstation an eine Basisstation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Senden von Daten von einer Mobilstation an eine Basisstation, eine Basisstation, insbesondere ein Basisstationssystem, und eine Mobilstation, insbesondere ein Mobiltelefon.
Insbesondere in Verbindung mit Mobilfunksystemen wird häufig die Verwendung so genannter Paketzugriffsverfahren bzw. paketorientierter Datenverbindungen vorgeschlagen, da die aufkommenden Nachrichtentypen häufig einen sehr hohen Burstfak- tor besitzen, so dass nur kurze Aktivitätsperioden existieren, die von langen Ruhepausen unterbrochen sind. Paketorientierte Datenverbindungen können in diesem Fall die Effizienz im Vergleich zu anderen Datenübertragungsverfahren, bei denen ein kontinuierlicher Datenstrom vorhanden ist, erheblich steigern, da bei Datenübertragungsverfahren mit einem kontinuierlichen Datenstrom eine einmal zugeteilte Ressource, wie z.B. eine Trägerfrequenz oder ein Zeitschlitz, während der gesamten Kommunikationsbeziehung zugeteilt bleibt, d.h. eine Ressource bleibt auch dann belegt, wenn momentan keine Daten- Übertragungen anliegen, so dass diese Ressource für andere
Netzteilnehmer nicht zur Verfügung steht. Dies führt zu einer nicht optimalen Nutzung des knappen FrequenzSpektrums für Mobilfunksysteme .
Zukünftige Mobilfunksysteme, wie beispielsweise gemäß dem
UMTS-Mobilfunkstandard ("Universal Mobile Telecommunications System"), werden eine Vielzahl unterschiedlicher Dienste anbieten, wobei neben der reinen Sprachübertragung Multimedia- Anwendungen zunehmend an Bedeutung gewinnen werden. Die damit einhergehende Dienstevielfalt mit unterschiedlichen Übertra-
gungsraten erfordert ein sehr flexibles Zugriffsprotokoll auf der Luftschnittstelle zukünftiger Mobilfu ksysteme . Paketorientierte Datenübertragungsverfahren haben sich hier als sehr geeignet erwiesen.
Im Zusammenhang mit UMTS-Mobilfunksystemen wurde bei paketorientierten Datenverbindungen ein so genanntes ARQ-Verfahren ("Automatic Repeat Request") vorgeschlagen. Dabei werden die von einem Sender an einen Empfänger übertragenen Datenpakete empfängerseitig nach ihrer Decodierung hinsichtlich ihrer Qualität überprüft. Ist ein empfangenes Datenpaket fehlerhaft, fordert der Empfänger eine erneute Übertragung dieses Datenpakets von dem Sender an, d.h. es wird ein Wiederholungsdatenpaket von dem Sender an den Empfänger gesendet. Diese Anforderung wird häufig auch als Bestätigung (Acknow- ledge, ACK) bzw. Nicht-Bestätigung (Not Acknowledge, NACK) bezeichnet .
Für die Standardisierung des zukünftigen UMTS Uplink Kanal "Enhanced Dedicated Channel" (E-DCH) wird, die Verwendung eines schnellen Hybrid ARQ (HARQ) Verfahrens, häufig auch kombiniert mit soft combining (Überlagerung der verschiedenen Übertragungen eines Paketes vor der Dekodierung) erwogen, ähnlich wie es bereits für HSDPA standardisiert wurde Im Ge- gensatz zu HSDPA ist der UMTS Uplink jedoch leistungsgeregelt, um die Gesamtinterferenz im System kontrollieren zu können. Dabei wird die zu verwendende Sendeleistung jedes Kanals durch sog. Leistungs-Offsets (auch Beta-Faktoren genannt) von einem Referenzkanal (dem DPCCH, Dedicated Physical Control Channel) festgelegt. Diese Leistungs-Offsets werden dem Endgerät entweder durch Signalisierung mitgeteilt bzw. durch ein festgelegtes Verfahren aus Referenzdaten berechnet [TS25.214, Kapitel 5.1] und stellen sicher, dass jeder Kanal im Mittel seine Zielfehlerrate erreicht. Es wird pro Datenka- nal ein Offset (Leistungs-Offset) verwendet.
Durch die Leistungsregelung wird in der Regel die Abweichung der Empf ngsleistung vom Soll-Wert relativ gering sein. Ist insbesondere die Empfangsleistung nur wenig kleiner als der Soll-Wert, so führt dies dazu, dass die Erstübertragung eines Pakets mit einer größeren Wahrscheinlichkeit nicht fehlerfrei dekodiert werden kann. Wird eine erste Wiederholungsübertragung nun aber mit genau dem gleichen Leistungs-Offset gesendet, so wird in der Regel die für eine fehlerfreie Dekodie- rung benötigte Gesamtenergie nach der Überlagerung der beiden Pakete deutlich überschritten. Zum Beispiel zeigen Simulationen in [Rl-030841] , dass im leistungsgeregelten Uplink in der Regel ein Paket spätestens nach der 2. Übertragung verstanden wird, unabhängig davon, ob die mittlere Blockfehlerrate der ersten Übertragung 17% oder 49% beträgt. Dieses Beispiel zeigt, dass in der Regel die zweite Übertragung mit zu hoher Leistung erfolgt. Das bedeutet wiederum, dass zum einen unnötig viel Interferenz im System erzeugt wird, zum anderen wird auch unnötig viel Sendeleistung im Sender beansprucht, was zu verkürzten Bereitschaftszeiten des Akkus und u.U. sogar zu Verschlechterung des Durchsatzes bei anderen Diensten durch Leistungsbegrenzung führen kann. Leistungsbegrenzung bedeutet dass die Mobilstation zumindest kurzzeitig nicht alle Dienste (Datenkanäle, Kanäle) mit der an sich vorgesehenen Leistung senden kann und daher die Leistungen reduzieren uss, typischerweise werden dabei die Leistungen aller Datenkanäle um den gleichen Faktor reduziert, so dass die Gesamtleistung die maximal mögliche Leistung nicht überschreitet.
Während bei code division multiplex (CDM, d.h. E-DCH und Rel. 5-Kanäle werden auf verschiedenen Codes gesendet) oft direkt eine Anpassung der Leistung möglich ist, muss die Empfangsenergie bzw. die Empfangsleistung für time division multiplex (TDM, d.h. E-DCH und Rel. 5-Kanäle werden zeitlich hinterein- ander oder verschachtelt auf dem gleichen Code gesendet) über
einen anderen Weg geregelt werden. Da dort verschiedenen Kanäle mit verschiedenen Anforderungen an QoS ("quality of Service") bzw. verschiedenen Übertragungsmodi (z.B. mit / ohne HARQ) zeitlich verwürfelt (interleaved) und als sog. CCTrCH (Coded Composite Transport Channel) gesendet werden, hätte eine Leistungsanpassung eine schnell schwankende Sendeleistung im Uplink zur Folge, welche technisch schwierig zu realisieren ist und Nachteile in der Effizienz (peak-to-average power ratio) besitzt. Eine zu hohe peak-to-average power ra- tio erschwert das Design des Leistungsverstärkers des Sendeteils und bedingt typischerweise eine hohe Beanspruchung der Batterie eines Mobilfunkgeräts. Bisher, d.h. bei den bisher definierten Kombinationen von Datenkanälen bzw. Transportkanälen (Transportkanäle ist eine in UMTS gebräuchliche Be- Zeichnung die hier auch für Datenkanäle verwendet wird) wurde die Empf ngsqualität der verschiedenen Kanäle durch das sog. Rate Matching (RM) Attribut angepasst, das jedem Transportkanal zugeordnet wird. Das RM Attribut bestimmt das Verhältnis der Anzahl codierter Bits, welche die verschiedenen Trans- portkanale im CCTrCH einnehmen. Durch einen hohen Wert des RM Attributes wird der zugehörige Kanal priorisiert und erhält relativ viel Platz im CCTrCH. Dadurch kann dieser Kanal mit einer niedrigeren Code-Rate übertragen werden,, wodurch wiederum ein höheres Eb/N0 also eine höhere Energie für diesen Kanal resultiert. In diesem Fall wird also der Energieinhalt nicht über die Leistung geregelt, sondern über die zur Verfügung stehende Zeit auf dem Übertragungskanal .
Auch bei CDM kann eine Anpassung der Gesamtenergie eines Pa- kets durch reine Leistungsanpassung der Wiederholungspakete schwierig werden, wenn pro TTI (Transmission rime Interval, d.h. Dauer einer Übertragungseinheit auf der physikalischen Schicht und somit das Zeitintervall, über die die Daten verwürfelt übertragen werden) mehrere Transportblöcke (Datenpa- kete) übertragen werden, welche sich z.B. in der Anzahl der
bisherigen Übertragungen des Blockes (Datenpaketes) unterscheiden. Wird hier nun über die gesamte TTI-Länge zeitlich verwürfelt (was anzustreben ist) , so ergibt sich ähnlich wie im TDM-Fall eine zeitlich schnell schwankende Sendeleistung mit den o.g. Problemen.
Dieses Problem tritt nur dann auf, wenn für einen paketorientierten Datenkanal ein schnelles HARQ Verfahren eingesetzt wird, welches durch niedrige Schichten gesteuert wird. Dies war bisher im Uplink nicht der Fall. Für HSDPA im Down- link stellte sich dieses Problem ebenfalls nicht in diesem Maße, da dort keine schnelle Leistungsregelung vorgesehen ist und die Abweichungen der Empfangsleistung vom Soll-Wert durchaus größer sein können. Im Downlink tritt auch nicht, bzw. weniger intensiv, das Problem des sog. Nahe-Fern bzw. "near far" Effekts auf, also dass zu starke Signale von einer Mobilstation bei der Basisstation den Empfang schwächerer Signale von einer anderen Mobilstation überdecken und somit erschweren. Die Idee einer Leistungsanpassung für Wiederho- lungspakete bei HSDPA wurde schon in der Literatur diskutiert [JKS03] . Die Anwendung auf E-DCH und vor allem die spezifische Ausgestaltung der dann erstmals benötigten Signalisierung wurde jedoch noch nicht behandelt.
Ferner wird bei HSDPA nur ein Transportkanal mit genau einem Transportblock pro TTI verwendet, so dass o.g. Probleme durch das zeitliche Multiplexen verschiedener Transportkanäle/ -blocke nicht auftreten und eine reine Sendeleistungsanpassung für Wiederholungspakete möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Senden von Daten von einer Motoilstation an eine Basisstation anzugeben, das bei geringen Störungen anderer Signale empfangsseitig eine zuverlässige Decodierung der Daten ermöglicht.
Insbesondere ist es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine zuverlässige Codierung bei gleichzeitig möglichst guter Ausnutzung der Übertragungskapazität in einem Kommunikations- netz zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Er- findung. Es liegen auch Weiterbildungen der Vorrichtungsansprüche im Rahmen der Erfindung, die den abhängigen Ansprüchen des Verfahrensanspruchs entsprechen.
Es ist Kern der Erfindung, dass bei einer Datenübertragung zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation in Paketen die Übermittlung von zumindest einem Wiederholungsdatenpaket zu einem Erst-Datenpaket vorgesehen ist, wobei die Energie des Wiederholungsdatenpaketes und des Erstdatenpaketes mittels eines Wiederholungs-Energie- bzw. Energie-Offsetwertes bezüglich einer Energie eines Referenzkanals bestimmt wird. Dieser Referenzkanal ist zwischen der Mobilstation und der Basisstation definiert.
Die Erfindung schließt nicht aus, dass auch Daten von der Ba- sisstation zur Mobilstation oder über andere Kanäle weitere Daten von der Mobilstation an die Basisstation gesendet werden.
Durch die Erfindung ergibt sich eine im Mittel reduzierte Sendeleistung. Dies führt zu einer geringeren Leistungsaufnahme und somit zu längerer Akkulaufzeit, bzw. zu einer Reduktion der Zeiten, in welcher das mobile Sendegerät durch Leistungsbeschränkung nur suboptimal arbeiten kann. Auf Zellebene wird durch die verminderte Sendeleistung weniger Inter- ferenz erzeugt, was wiederum zu einer höheren Zellkapazität
führt . Die verringerte Sendeleistung erzeugt zudem geringere Störungen in Nachbarzellen, so dass das Verfahren auch dadurch zu einer höheren Zellkapazität führt.
Insbesondere ist es Gegenstand der Erfindung, weiterhin einen Übertragungszustand zwischen der Mobilstation und der Basisstation festzustellen und die Energie eines Wiederholungspakets in Abhängigkeit von dem jeweiligen Übertragungszustsmd festzulegen.
Bei dem Übertragungszustand kann es sich beispielsweise um das bzw. kein Vorliegen eines Softhandovers handeln.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Mobilstation, welcrie geeignet ist, die oben bezeichneten Verfahren durchzuführen. Dazu besitzt die Mobilstation eine Prozessoreinheit, mit der der Ablauf des Verfahrens steuerbar ist. Insbesondere besitzt die Mobilstation eine Speichereinheit, in welcher Wiederrio- lungs-Energie- oder Energie-Offsetwerte speicherbar sind-
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Basisstation, welcrie eine zur Durchführung der bezeichneten Verfahren geeignete Prozessoreinheit aufweist. Insbesondere dient die Prozessoreinheit zur Steuerung einer Sende/Empfangseinrichtung, mit der beispielsweise Wiederholungs-Energie- oder Energie- Offsetwerte signalisierbar sind.
Das verallgemeinerte Konzept, basierend auf dem Rate Matching Attribut für TDM bzw. einem Leistungs-Offset für CDM, ist re- lativ leicht in den bestehenden UMTS-FDD Standard zu integrieren und beinhaltet Lösungen, welche die verschiedenen Transportkanäle im Zeit- bzw. Code-Multiplex senden. Allcremeiner gesagt wird die Energie von Wiederholungsdatenpaketen im Vergleich zur Energie der Erst-Datenpakete angepasst, sei es durch Rate Matching Attribut, Leistungs-Offset, oder bei
anderen Verfahren als CDM oder TDM durch einen für das jeweilige Verfahren anwendbaren Energie-Offset . Je nach angewandtem Verfahren lassen sich also Erst-Energie-Offset bzw. Erst- Leistungs-Offset von Wiederholungs-Energie-Offsets bzw. Wie- derholungs-Leistungs-Offsets unterscheiden. Wobei e stere sich jeweils auf die Erstübertragung von Transportblöcken beziehen und letztere auf deren Wiederholungsübertragungen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezug- nähme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele einer paketorientierten Datenübertragung in einem Mobilfunksystem erläutert .
Figur 1 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Kom- munikation in einem Mobilfunksystem,
Figur 2 zeigt mögliche Strategien, um für einen CCTrCH mit NTΓCH Transportkanälen auf den veränderten Energiebedarf aufgrund von HARQ Wiederholungspaketen zu reagieren, und
Figur 3 zeigt Schritte eines Algorithmus zur Transportfor— matanpassung ohne Änderung der Anzahl Transportblöcke (TrBlk) in Transportkanälen (TrCH) mit Wiederho- lungspaketen.
Figur 4 zeigt einen beispielhaften Ablauf zur Bestimmung eines Rate Matching (RM) - Vektors unter Berücksichtigung einer mittleren Verbindungsgüte.
Figur 5 zeigt den Ablauf einer Speicherlöschung in einem Kommunikationsgerät im Falle eines ARQ-Verfahrens .
Es sei zunächst angemerkt, dass die unterschiedlichen Eigen- Schäften, mit denen eine Übermittlung im Falle der ersten Ü-
bermittlung oder einer Wiederholungsübermittlung erfolgt, in einem Leistungsoffset-Vektor festgehalten werden, der im folgenden auch als RM Vektor oder Leistungsvektor zu interpretieren ist.
Es ist in Figur 1 beispielhaft die Kommunikation zwischen einer Basisstation 1 und einer Mobilstation 2 eines Mobilfunksystems, z.B. eines UMTS-Mobilfunksystems, dargestellt. Die Übertragung von Informationen von der Basisstation 1 zu der Mobilstation 2 erfolgt über den so genannten "Downlink"-Kanal DL, während die Übertragung der Informationen von der Mobilstation 2 zu der Basisstation 1 über den so genannten "Uplink"-Kanal UL erfolgt. Zur Steuerung von Verfahren zur Übertragung von Daten sind programmtechnische entsprechend eingerichtete Prozessoreinrichtungen PE vorgesehen.
Dem Sender (Mobilstation) ist für einen Datenkanal nicht nur ein Leistungs-Offset bekannt, sondern ein Vektor von Leistungs-Offsets mit der Dimension nmax der maximalen Anzahl möglicher Übertragungen eines Pakets mittels des schnellen
HARQ-Verfahrens . Für unterschiedliche Aussendungen eines Paketes (Erst-Datenpaket bzw. Wiederholungs-Datenpaket oder auch für 1, 2, und weitere Wiederholungen) werden dabei andere Elemente des Vektors für den Leistungs-Offset verwendet.
Zunächst werden Verfahren diskutiert, welche die benötigte Empfangsenergie mittels Leistungsanpassung der Wiederholungsdatenpakete bewerkstelligen.
Der Leistungs-Offset-Vektor ist in der Regel abhängig von der Abweichung der Empfangsleistung vom Soll-Wert, bzw. der Blockfehlerrate und dem verwendeten HARQ-Verfahren (z.B. Chase Combining oder Incremental Redundancy) .
Wird eine Übertragung überhaupt nicht empfangen, so kann der Sender dies ggf. erkennen, z.B. durch eine fehlende Rückmeldung vom Empfänger (Basisstation) (z.B. fehlendes ACK oder NACK Signal) . In einem solchen Fall wird in der darauf fol- genden Übertragung (Wiederholungsdatenpaket) der Leistungs- Offset, welcher für die verloren gegangene Übertragung angewendet wurde, erneut verwendet. D.h. der Index im Leistungs— Offset-Vektor wird nur dann inkrementiert, wenn der Sender davon 'ausgehen kann, dass der Empfänger Daten empfangen hat (und somit Soft-Werte des Pakets im Speicher vorliegen hat) und nur die Dekodierung fehlgeschlagen ist .
Es besteht nun die Möglichkeit, dass das Netzwerk dem Endge— rät diesen kompletten Leistungs-Offset-Vektor durch Signali— sierung in höheren Schichten zur Verfügung stellt, d.h. im
Wesentlichen wird die bisherige Übermittelung nur eines Wertes durch die Übermittelung eines Vektors ersetzt. Dies hätte den Vorteil, dass das Netzwerk für jedes Endgerät spezifisch diese Offsets ermitteln und optimieren kann. Dazu kann z.B. eine Auswertung der Verteilung der Abweichung der Empfangsleistung vom Sollwert dienen. Diese Abweichung ist insbesondere abhängig von der Geschwindigkeit des Endgerätes und den Kanaleigenschaften .
Aus der Verteilung der Abweichung der Empfangsleistung vom Sollwert und der Kenntnis der Blockfehlerratenkurven nach Überlagerung gemäß dem verwendeten HARQ-Verfahren kann ermittelt werden, wie viel zusätzliche Empfangsenergie benötigt wird um im Mittel eine Dekodierung nach der n-ten Übertragung eines Pakets in p Prozent der Fälle zu ermöglichen. Für vorgegebene, gewünschte Werte von n und p kann also ein Leistungs-Offset-Vektor ermittelt werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass wie bisher nur der Leistungs-Offset der Erstübertragung übermittelt wird und
die Offset-Werte für die Wiederholungen unabhängig davon übermittelt werden, d.h. zum Beispiel mit unterschiedlicherer Häufigkeit. Es können auch vordefinierte Tabellen verwendet werden (z.B. für typische Kanaleigenschaften und/oder Teil- nehmergeschwindigkeiten) , welche dem Endgerät auch bekannt sind, so dass nur ein Index übermittelt werden muss, welcher mitteilt, welche Tabelle gerade Verwendung finden soll. Durch die Verwendung der Tabellen wird die benötigte Signalisierung reduziert. Darüber hinaus wird auch der Prozessierungsaufwand im Netzwerk reduziert, da eine grobe Kategorisierung des Endgeräts (z.B. nach Kanal oder Geschwindigkeit) genügt.
Insbesondere bietet es sich an, die Offset-Werte der Wiederholungen auf den Leistungs-Offset der Erstübertragung zu nor- mieren. In diesem Falle kann nämlich ein Leistungs-Offset- Vektor für alle möglichen Transportformate (z.B. verschiedene Datenraten) verwendet werden. Dies wäre bei der direkten Verwendung von Offset-Werten bezogen auf den Referenzkanal nicht möglich.
Eine noch einfachere Variante besteht darin nur einen Leistungs-Offset-Vektor zu verwenden, welcher dauernd Anwendung findet und somit nicht signalisiert werden muss. Ebenfalls ist es möglich, nur einen Vektor mit Offset-Werten zu verwenden, welcher den Unterschied der Leistungs-Offsets einer Wiederholung zum Leistungs-Offset der Erstübertragung (Erst-Datenpaket) angibt. Im letzteren Fall würden also die Unterschiede wiederum differentiell, d.h. als Unterschiede bzgl. des ersten Leistungs-Offsets angegeben.
Ohne Signalisierung kommt auch ein Verfahren aus, bei welchem der Sender autonom seinen Leistungs-Offset-Vektor optimiert. Der Sender kennt jedoch nicht die Empfangsleistung jedes Pakets und eine zusätzliche Signalisierung dieses Parameters scheint zu aufwändig für den zu erwartenden Nutzen. Alterna-
tiv können dem Sender als Regelgrößen jedoch z.B. Auswertungen der Statistik der benötigten Übertragungen pro Paket dienen. Wird z.B. die n-te Übertragung zu mehr als tu . u steht hierbei für "upper" und 1 für "lower". Prozent benötigt, so wird der zugehörige Leistungs-Offset (also der der n-1 ten Übertragung) um du dB angehoben, wird sie zu weniger als ti Prozent benötigt, so wird er um di dB abgesenkt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, festzulegen, dass die Wiederholungspakete nicht mit einer höheren Leistung gesendet werden dürfen als die Erstübertragung. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Netzwerk zumindest die maximal zu erwartende Empfangsleistung abschätzen kann. Da das Netzwerk jedoch den aktuellen (kleineren) Wert der Sendeleistung nicht kennt, hat sie bei dieser Variante jedoch nicht die Möglichkeit die verminderte Interferenz proaktiv zur Zuweisung von Ressourcen zu anderen Teilnehmern und/oder Diensten zu verwenden. Dies ist bei den Verfahren, bei welchen das Netzwerk den Leistungs-Offset-Vektor kennt prinzipiell möglich.
Es kann aber auch geschehen, dass die erste Übertragung überhaupt nicht empfangen wurde, z.B. weil die Kontrollinformation, die spezifiziert, wie das erste Paket kodiert ist, bzw. eine Identifikationsinformation, nicht empfangen werden konn- te. In diesem Fall kann der Empfänger bei der zweiten Übertragung nicht von der ersten profitieren. In diesem Fall ist die Anwendung eines anderen Offsets bei der Wiederholungs- Übertragung nicht sinnvoll, vielmehr ist hier die zweite Ü- bertragung "eigentlich" die erste und sollte daher mit dem Leistungs-Offset für die erste Übertragung gesendet werden.
Der Sender kann ggf. erkennen, ob die erste Übertragung komplett verloren gegangen ist, oder ob sie nur nicht dekodiert werden konnte. Er kann dies beispielsweise erkennen, wenn er vom Empfänger in diesen beiden Fällen unterschiedliche Rück-
meidungen erhält. Beispielsweise kann der Empfänger korrekt empfangene Pakete quittieren (sog. ACK, Acknowledge) und nicht korrekt dekodierte Pakete nochmals anfordern (sog. NACK, not-Acknowledge) . Wenn das Paket ganz verloren geht, kann der Empfänger keines dieser beiden Signale senden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Empfänger nicht erkennt, dass überhaupt ein Paket gesendet wurde. Der Empfänger kann aber, als weiteres Ausführungsbeispiel, auch dann nichts (weder ACK noch NACK) senden, wenn er zwar festgestellt hat dass ein Paket gesendet wurde, aber die Daten nicht verwerten kann, weil die zugehörige Kontrollinformation nicht korrekt empfangen wurde. Alternativ könnte auch eine dedizierte Signalisierung eingeführt werden, die genau diesen Fall explizit mitteilt (z.B. TONAK, "totally not acknowledge")
Je nachdem, ob das erste Paket vollständig verloren wurde oder nicht, sollte für die nächste Übertragung der Leistungs- Offset für die erste oder zweite Übertragung verwendet werden. Analog kann bei der Übertragung Nummer n der Leistungs- Offset für die Übertragung Nummer n-m verwendet werden, wenn zuvor m Pakete vollständig verloren gegangen sind.
Die Erfindung wurde bisher hauptsächlich basierend auf der Verwendung eines Leistungs-Offsets bzw. basierend auf der Verwendung von unterschiedlichen Werten des Rate-Matching
Attributs konkret beschrieben. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass aber allgemeiner alle Verfahren, die zu einer unterschiedlichen Einstellung der verwendeten Energie der verschiedenen Wiederholungen eines Datenpakets führen, unab- hängig vom konkret angewandten Verfahren zur Einstellung der Energie, ebenfalls im Bereich dieser Erfindung liegen. Darunter fallen beispielsweise auch eine zusätzliche Kodierung mit variable Kodierungsrate oder eine zusätzliche Punktierungsoder Repetierungseinheit mit variabler Punktierungs- bzw. Re-
petierungsrate oder ähnliche Methoden, mit denen eine Datenrate zusätzlich verändert wird.
Varianten der Erfindung sehen vor, dass • die Art und Stärke dieser Energieanpassung auch von anderen Faktoren als der Anzahl bisher gesendeter Übertragungen abhängen kann, • das bestehende Rate Matching Attribut zu einem Vektor erweitert und entsprechend signalisiert wird, • ein Algorithmus spezifiziert wird, welcher eine Transportformatanpassung eines CCTrCH beschreibt, welche die Kanalressourcen möglichst gut ausnutzt unter der Randbedingung eines möglichst gleichen Leistungs-Offsets (d.h. Sendeleistung ohne Einfluss der Leistungsregelung) , • das bestehende Rate Matching Attribut nicht auf Transportkanalbasis angewandt wird (se i static TF Parameter) , sondern für jeden Transportblock einzelnen (dyna- mic TF parameter) . • Information über den übertragenen Dienst beigefügt wer- den, z.B. im Hintergrund ablaufender Dienst bzw. "back- ground", interaktiver Dienst bzw. "interactive", Sprachdienst bzw. "voice" oder sogenannte "Streaming" Dienste, die schon während der Übertragung angehört (audio Streaming) bzw. angesehen (video Streaming) können werden. Diese oder eine ähnliche Information liefern eine Aussage, ob der Dienst verzögert werden kann (background) o- der Echtzeitanforderungen unterliegt (realtime, voice bzw. Streaming) . Um bei einem Dienst der nur wenig Verzögerung verkraftet diese auch gering zu halten, wird man eine Wiederholung eher nicht mit geringerer Leistung senden und die Energieanpassung entsprechend konzipieren.
Durch die allgemeinere Strategie der Energieanpassung wird das Verfahren vielseitiger verwendbar und ist insbesondere sowohl für code division multiplex (CDM, d.h. E-DCH und Rel. 5-Kanäle werden auf verschiedenen Codes gesendet) , als auch für time division multiplex (TDM, d.h. E-DCH und Rel. 5-
Kanäle werden zeitlich hintereinander auf dem gleichen Code gesendet), und sogar für weitere Multiplexverfahren geeignet. Eine solche allgemeine Anwendbarkeit ist vorteilhaft, da zur Zeit noc 'nicht abzusehen ist, ob CDM oder TDM für E-DCH ver- wendet werden wird.
Die Übertragungssicherheit einer Information wird maßgeblich von der Energie pro Informationsbit im Verhältnis zur Rauschleistungsdichte (Eb/No) bestimmt. In HARQ-Systemen mit soft combining wird dabei die Energie von allen bisherigen Über- tragungen eines Paketes ausgenutzt. Diese kumulative Energie kann nun durch verschiedene Maßnahmen optimiert werden, z.B. durch gezielte Einstellung der Sendeleistung für die Wiederholungspakete .
Die Art und Stärke dieser Energieanpassung sind i.A. nicht nur von der Anzahl bisher gesendeter Übertragungen abhängig, sondern auch von dem Umstand, ob und welche Art von HARQ und soft combining auf der physikalischen Schicht durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass die o.g. Eigenschaften für die verschiedenen Transportblöcke innerhalb eines TTIs unterschiedlich sein können (z.B. wenn sie von verschiedenen Transportkanälen stammen) . Ferner kann die Energieanpassung von weiteren Parametern abhängen, z.B. vom Vorliegen eines sog. soft handovers (bei welchem der Teilnehmer Verbindungen zu mehreren Basisstationen hält) , von der Geschwindigkeit des Benutzers, von der Zellauslastung, von dem Transportformat usw. Da nur das Netzwerk all diese Parameter kennt, ist es sinnvoll, dass es die Art und Stärke der Energieanpassung signalisiert. Dabei kann diese Signalisierung direkt erfol-
gen, bzw. durch Information, welche es dem Endgerät erlaubt, die erforderliche Energieanpassung zu berechnen.
Für den so genannten UMTS Enhanced Uplink ist eine Definition von etwa 30 Transportformaten angedacht, die sich durch die Anzahl der pro TTI (Datenpaket) übertragenen Datenbits unterscheiden. Transportformate mit einer hohen Anzahl Datenbits pro TTI ermöglichen dabei eine Übertragung von Daten mit hohen Datenraten, wohingegen Transportformate mit einer niedri- gen Anzahl Datenbits pro TTI für eine niederratige Übertragung verwendet werden. Niedrige Datenraten sind bei weniger guten Übertragungsbedingungen vorteilhaft, während hohe Datenraten bei guten Übertragungsbedingungen vorteilhaft sind.
Aus [25.212], Abschnitt 4.2.7 kann nach bisherigem Stand der Technik die Anzahl der Bits eines Transportkanals i bei der Transportformatkombination j, welche aus I verschiedenen Transportkanälen besteht, berechnet werden durch MiJ = Zi -Zi_1 e (1) wobei gilt : Z 0, = 0 und
Darin bezeichnet RMm das Rate Matching Attribut für Transportkanal m, Nm,-, die Anzahl der codierten Bits für Transportkanal m und Transportformatkombination j, ata, 3 die Anzahl der für Transportformatkombination j auf dem physikalischen Kanal zur Verfügung stehenden Bits. Es ergibt sich also: RMi N( j Mitj = —j Ndata . ( 3 ) ∑RMm xNm =l
Definiert man die benötigte (zusätzliche) Energie für jeden Transportkanal als ΔEm (Delta Em) , so erreicht man eine konstante mittlere Sendeleistung während eines TTIs durch
∑Δ£„ p= , (4)
wobei t
TTι die Zeitdauer eines TTIs bezeichnet. Mit P ist dabei die Sendeleistung bezeichnet, welche sich ohne Berücksichtigung der Leistungsregelung (d.h. ohne den Einfluss des Übertragungskanals) ergibt. Jedem Transportkanal muss dann die Zeit ti auf dem physikalischen Kanal zur Verfügung ge- stellt werden:
Für eine gegebene Transportformatkombination j ist die Zeit auf dem physikalischen Kanal und die Anzahl der übertragenen Bits proportional, daher folgt aus (3) und (5) : AEi = RMi xNu , d.h. RM, = l- (6) N l - J ■
Bisher wurde das Rate Matching Attribut semi-statisch signalisiert und war für einen bestimmten Transportkanal durch einen Wert gegeben.
Nun wird für einen gegebenen Transportkanal das Rate Matching Attribut durch einen Vektor von Rate Matching Attributen RMi (x) ersetzt, wobei das Rate Matching Attribut für verschiedene Zustände (z.B. Anzahl der bisherigen Übertragungen des Pakets, usw.) verschiedene Werte annimmt. Diese verschie- denen Zustände werden durch den Zustandsvektor x repräsentiert. Elemente des Zustandsvektors können z.B. sein:
• Anzahl der bisherigen Übertragungen eines Pakets (der Energiebedarf nimmt in der Regel mit zunehmender Anzahl Übertragungen ab) • verwendeter Typ von HARQ und soft combining (z.B. kein Combining, Chase Combining, Füll IR, Partial IR: je nach Überlagerungs- und Codiergewinn des Verfahrens ändert sich der Energiebedarf) , • Verbindungszustand (z.B. Vorliegen von SHO (soft hando- ver) : durch die Verbindung zu mehreren Empfängern und der Überlagerung der empfangenen Daten wird evtl. weniger Energie pro Verbindung benötigt; es ist aber auch möglich, im SHO einen anderen Typ von HARQ zu verwenden) , • Anforderungen des entsprechenden Datendienstes hinsieht- lieh einer Dienstqualität (Quality of Service) , insbesondere an eine Datenrate, eine maximal erlaubter Verzögerungszeit, usw., • Zeilzustand (z.B. Auslastung der Zelle: während bei hoher Zellauslastung eine optimale Anpassung des Energie- bedarfs nötig ist um zusätzliche Kapazität zu erhalten, kann man es sich bei niedrigerer Zellauslastung ggf. eher leisten etwas mehr Energie pro Paket zu übertragen um möglichst schnell und sicher dekodieren zu können) . • NACK Softinformation, d.h. es wird zusätzlich mit NACK dem Sender vom Empfänger noch die Information übermittelt dass das Packet fast oder kaum empfangen wurde
Es ist zu beachten, dass der obige Ansatz basierend auf Energieanpassung mittels RM Attributen für 1 = 1, d.h. nur ein Transportkanal pro TTI, mit einem reinen Leistungs-Offset identisch ist, wie er eingangs beschrieben wurde.
Durch Anwendung der Gleichung (4) würde sich die Sendeleistung für jedes TTI ändern und zwar abhängig vom Energiebedarf
der darin enthaltenen Transportkanäle. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Sendeleistung (vor Leistungsregelung) möglichst konstant zu halten. Somit könnte im Wesentlichen der Leistungs-Offset bzgl. dem leistungsgeregelten Referenzkanal konstant gehalten werden; die zu erwartende Interferenz an der Basisstation weist weniger Varianz auf und ist somit besser voraussagbar. In diesem Fall wird zunächst die zur Verfügung stehende Differenzenergie ΔE0 (Delta E null) berechnet, wenn alle Transportkanäle mit dem vorherigen Transportformat senden: / E0 = PN xtm -∑AEm , (7) =l wobei PN die nominelle Sendeleistung ohne Leistungregelung und unter Verwendung des Erst-Leistungs-Offsets bezeichnet. Ist ΔEo > 0, so können zusätzliche Bits übertragen werden, für ΔE0 < 0 müssen Bits eingespart werden. Die Anzahl der
Bits die zusätzlich übertragen bzw. eingespart werden sollen, ist allerdings nur mit der Granularität der Transportblockgröße der einzelnen Transportkanäle veränderbar. Daraus ergibt sich das Problem, einen möglichst effektiven (und einfa- chen) Algorithmus zu finden, welcher folgendes bewerkstelligt :
• die Transportformate (Anzahl der Transportblöcke) der einzelnen Transportkanäle werden so verändert, dass die Sendeleistung P möglichst gleich PN ist, • im Mittel wird eine gewünschte Gewichtung der Transportkanäle zueinander erreicht (QoS, quality of service, z.B. Durchsatzvorgaben für die einzelnen Transportkanäle), • es wird versucht, eine möglichst einfache Empfangspro- zessierung zu erreichen.
Für die Effizienz dieses Algorithmus und zur Vereinfachung der Empfangsprozessierung ist es angebracht, die Anzahl der Transportblöcke bevorzugt für diejenigen Transportkanäle zu verändern, welche kein soft combining durchführen, bzw. für Transportkanäle mit soft combining nur wenn aktuell gerade eine Erstübertragung von Transportblöcken ansteht. Hintergrund ist, dass eine Überlagerung von Paketen mit unterschiedlicher Anzahl an Transportblöcken schwieriger durchführbar ist und zur vollen Ausnutzung des Gewinns dann ein ACK/NACK-Feedback per Transportblock nötig wäre.
Unter den o.g. Transportkanälen, können dann zusätzliche Transportblöcke bevorzugt für Transportkanäle mit strengen QoS Vorgaben bzw. hoher Priorität vergeben werden. Eine Re- duktion der Transportblockanzahl bietet sich hingegen für Transportkanäle mit weniger strengen QoS Vorgaben bzw. mit niedriger Priorität an.
Der Algorithmus berücksichtigt aus den in Frage kommenden Transportkanälen nun jeweils die Granularität, d.h. die
Transportblockgröße, und versucht somit mit der benötigten Gesamtenergie der übertragenen Bits möglichst nahe an die gewünschte Nominalenergie (welche sich unter Verwendung des Erst-Energie-Offsets ergibt)
E - PN χtm (7)
zu kommen, sie jedoch gleichzeitig nicht um mehr als einen gewissen Betrag B zu überschreiten. In einer bevorzugten Imp- lementierung ist z.B. B = 0.
Sind in einen CCTrCH keine oder nicht ausreichend anpassbare Transportkanäle vorhanden, so kann die verbleibende Energiedifferenz entweder durch eine Leistungsanpassung ausgeglichen werden, oder aber es wird eine Anpassung der Anzahl der
Transportblöcke auch für Transportkanäle mit soft combining welche aktuell Wiederholungspaketen aussenden. Letztere Alternative benötigt allerdings wie bereits erwähnt deutlichen Mehraufwand in der Empfangsprozessierung. Obwohl diese Alter- native auch durchführbar ist, falls nur ein ACK/NACK-Feedback pro Transportkanal zur Verfügung steht, kann sie ihr Potential erst ausschöpfen, falls eine ACK/NACK pro Transportblock gesendet wird und ein dynamisches RM Attribut, d.h. separat für jeden Transportblock (nicht nur für jeden Transportkanal) verwendet wird.
Dies kann entweder dadurch erfolgen, dass das RM Attribut selbst dynamisch gesendet wird, oder aber nur ein Faktor f dynamisch gesendet wird, der bei der Aufteilung des CCTrCHs mit RM multipliziert wird und so dass effektive RM ergibt.
Dieser Faktor f hat z.B. für die erste Übertragung den Wert 1 und für die Wiederholungen vielleicht den Wert 0.7.
Dadurch ist es möglich für einen Transportkanal Transportblö- cke mit unterschiedlichem Energiebedarf (z.B. durch verschiedener Anzahl Wiederholungen) zu übertragen und trotzdem jedem Block die benötigte Energie zuzuweisen. Diese spezielle Ausführung der Erfindung ist allerdings ggf. schwierig zu decodieren, da beim Empfänger nicht a-priori klar ist, welche Transportblöcken in welcher Reihenfolge gesendet werden. Hier müssen entsprechende Regeln definiert werden, die unterschiedlich sind, je nachdem, ob eine ACK/NACK pro Transportkanal oder pro Transportblock verwendet wird:
a) ein ACK/NACK pro Transportblock bzw. pro Satz von zusammengehörigen Transportblöcken:
Eine mögliche Regel wäre, dass die Blöcke in Reihenfolge abnehmender Anzahl Übertragungen gesendet werden. In der glei- chen Reihenfolge können dann die zugehörigen ACK/NACKs gesen-
det und somit leicht zugeordnet werden. Es ist zu beachten, dass die Empfangsprozessierung dadurch aufwändiger wird, z.B. müssen nach erfolgter Dekodierung eines Transportblocks und bei einem Auftreten eines neuen Transportblocks die zugehöri- gen Speicherstellen im soft combining Speicher entsprechend verwalten werden.
Der Signalisierungsaufwand für ACK/NACK lässt sich dadurch begrenzen, dass pro TTI für jeden Transportkanal nur m ver- schiedene Sätze von Transportblöcken (d.h. "zusammengehörige" Transportblöcke, mit gleichem Energiebedarf, z.B. gleicher Anzahl Wiederholungen) erlaubt werden, und somit maximal m ACK/NACK Bits pro Transportkanal benötigt werden. Sind zu einem gewissen Zeitpunkt weniger als m verschiedene Sätze von Transportblöcken vorhanden, so kann die freie Informationskapazität der in ACK/NACK Bits zur anderweitigen Signalisierung (z.B. Soft ACK/NACK Information) verwendet werden.
b) ein ACK/NACK pro Transportkanal:
Eine andere Implementierung ist ein Verfahren, welches ein ACK nur überträgt, wenn alle Transportblöcke dekodiert werden konnten, sonst ein NACK. Der Nachteil dabei ist, dass der Transportblock mit der geringsten kumulativen Energie (i.d.R. derjenige mit den wenigsten Übertragungen) dazu führt, dass die Kanalressourcen unnötig lange belegt bleiben. Eine Alternative wäre es, auch hier nur m Sätze von Transportblöcken zuzulassen und die ACK/NACK Information lediglich auf denjenigen Satz zu beziehen, welcher bereits am häufigsten Über- tragen wurde. Nach einem ACK müssten dann allerdings die anderen Sätze weiterhin solange übertragen werden (auch auf die Gefahr hin, das sie auch bereits dekodiert werden konnten) , bis sich die ACK/NACK Information auf sie bezieht.
Für den Sonderfall m = 2, ist die Prozessierung am einfachsten. Aus der Kontrollinformation (TFCI) kann der Empfänger für jeden Transportkanal die Anzahl Transportblöcke n ermitteln und weiß dann, dass die letzten n-k Erstübertragungen sein müssen, falls es bei der letzten Verwendung des HARQ- Kanals k Transportblöcke verwendet wurden und ein NAK gesendet wurde .
Bei der dynamischen Verwendung des (effektiven) RM Attributs ist allerdings zu beachten, dass sich das RM Attribut nur ma- ximal mit der größten TTI Länge aller im CCTrCH enthaltenen Transportkanäle ändern sollte. Enthält ein CCTrCH einen TrCH A mit TTI von 80 ms und einen TrCH B mit TTI 20 ms so ist ein Wechsel nur auf der Basis von 80 ms möglich. Änderungen sind dann nur zu Zeitpunkten möglich, an denen alle Transportkanä- le ein neues TTI beginnen.
Bei TDM verschiedener Transportkanäle ergibt sich allerdings allgemein das Problem, dass bei Nichtempfang einer Übertragung (bzw. bei Verwechslung von ACK und NACK) der Empfänger die Anzahl der Übertragungen für die einzelnen Kanäle oder Transportblöcke nicht mehr richtig ermitteln kann. Er nimmt dann fehlerhafte RM Attribute an, was dazu führt, das die gesamte Übertragung nicht mehr dekodiert werden kann und alle Teile des CCTrCH verloren sind. Insofern ist das Verfahren bei TDM fehleranfälliger als im CDM-Betrieb, wo im Fehlerfall, lediglich mit suboptimaler Leistung (nämlich i.d.R. mit zu hoher Leistung) gesendet wird.
Bei Verwendung eines mehrkanaligen HARQ-Verfahrens gelten die obigen Ausführungen für jeden HARQ-Kanal und es wird angenommen, dass ein bestimmter Transportblock nur über einen bestimmten HARQ-Kanal übertragen wird.
Zusammenfassend werden also zwei Strategien aufgezeigt, um für einen CCTrCH mit NTrcH Transportkanälen auf den veränder-
ten Energiebedarf aufgrund von HARQ Wiederholungspaketen zu reagieren. Figur 2 unterscheidet die Strategie der Leistungsanpassung, bei welcher die Leistung von TTI zu TTI stark schwanken kann (P (t1+ι) ≠ P (t ) von der Strategie der Trans- portformatanpassung, bei welcher das Ziel ist, die Leistung ungefähr konstant auf ihrem Nominalwert PN zu halten (P (t1+ι) « P (tx) « PN) . Für Leistungsanpassung und einem CCTrCH, der nur aus einem Transportkanal besteht (NXrCH = 1) kann die Strategie durch ein Verfahren implementiert werden, welches einen Leistungsoffsetvektor signalisiert. Die allgemeinere Implementierung, gültig für NTrCH > 1, bedient sich dem RM Attribut, welches nach Gleichung (6) ermittelt wird. In jedem Fall, wird die aktuelle Sendeleistung während eines TTIs durch Gleichung (4) bestimmt. Die Strategie der Transportformatanpassung unterschiedet zwischen Verfahren, welche eine Änderung der Anzahl der Transportblöcke eine Transportkanals im CCTrCH während Wiederholungspaketen erlauben und solchen, die dies nicht tun. Die zweite Variante ist wesentlich einfacher zu implementieren und daher bevorzugt.
Die Varianten können ggf. weiterhin unterschieden werden in Implementierungen, welche ein ACK/NACK-Feedback pro Transportkanal benötigen und solchen, die ein Feedback pro Satz an Transportblöcken mit gleicher Anzahl Wiederholungen benötigen. Die zweite Implementierung ist komplexer als die erste; je nach Anwendung wird der erhöhte Aufwand nicht immer in einer günstigen Relation zum dadurch ermöglichten zusätzlichen Gewinn stehen.
Von der bevorzugten Variante "Transportformatanpassung ohne Änderung der Anzahl der Transportblöcke eines Transportkanals während Wiederholungspaketen" sind in Figur 3 Schritte eines möglichen Algorithmus skizziert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann als Übertragungszustand auch die Art des verwendeten Dienstes spezifiziert werden. Wie bereits dargelegt handelt es sich dabei um Information über den übertragenen Dienst ( "back- ground", "interactive" , "voice" "Streaming" etc) , welche aussagt, ob der Dienst verzögert werden kann (background) oder Echtzeitanforderungen unterliegt (realtime, voice bzw. Streaming) . Bei Echtzeitanforderungen ist es wünschenswert, dass ' eine Wiederholungsübertragung korrekt empfangen wird, weshalb die Energie bzw. Sendeleistung möglichst nicht oder nur relativ wenig herabgesetzt wird. Im Falle, dass eine Verzögerung möglich ist, wird die Leistung für eine Wiederholungsübertragung entsprechend deutlich herabgesetzt.
Es sei bemerkt, dass die Begriffe Energie und Sendeleistung im Rahmen der Anmeldung insofern synonym verwendet werden, da sich die Energie stets auf einen bestimmten Zeitabschnitt, etwa ein TTI oder einen Zeitschlitz bezieht.
Weiterhin kann auch das Vorliegen eines Soft Handovers (SHO) als Übertragungszustand spezifiziert werden.
Bei einem Soft Handover erhält eine Mobilstation zumindest zwei Verbindungen zu unterschiedlichen Basisstationen aufrecht. Ziel dabei ist es, einen "weichen" Übergang zwischen unterschiedlichen Zellen zu ermöglichen, indem zumindest eine Verbindung qualitativ zufriedenstellend ist. Außerdem ist es für die Datenübertragung ausreichend, wenn ein Datenpaket nur über eine Verbindung erfolgreich übertragen wurde, daher steigt die Wahrscheinlichkeit der korrekten Übertragung mit der Anzahl der Verbindungen an.
Bereits eine grobe Klassifizierung "Vorliegen eines SHO" bzw. kein Vorliegen eines "SHO", erlaubt es z.B. im SHO eine geringere bzw. keine Energieabsenkung in den Wiederholungspake-
ten durchzuführen, da im SHO nicht sichergestellt ist, dass die verschiedenen Übertragungen eines Paketes vom selben Empfänger, d.h. von derselben Basisstation gut empfangen werden können und somit Soft Combining Gewinn erzielt wird. Ferner ist es auch möglich, dass im SHO ein anderer HARQ bzw. Combining Typ verwendet wird und der RM-Vektor daraufhin angepasst werden muss.
Eine Variante dazu ist es, stattdessen oder zusätzlich noch nach den Eigenschaften der einzelnen Verbindungen im SHO ver- schiedene Zustände zu unterscheiden, d.h. den Verbindungszustand weiter zu klassifizieren.
Ist im SHO eine Verbindung permanent die bessere, so kann z.B. ein anderer RM-Vektor verwendet werden, als wenn mehrere Verbindungen ähnliche Güte aufweisen, bzw. die beste Verbin- düng ständig wechselt, d.h. wenn ständig eine andere Basisstation die beste Verbindung unterhält. Der erste Fall kann dann auftreten, wenn relativ früh der SHO eingeleitet wird, obwohl die zweite Basisstation noch eine deutlich schlechtere Güte aufweist als die erste.
Diese zweite Basisstation wird im sogenannten "not standby" betrieben, d.h. dass sie zwar aktiv ist, für die Aufrechterhaltung der Verbindung jedoch nicht wirklich benötigt wird. Das hat den Vorteil dass sie sofort, wie im zweiten Fall die Verbindung übernehmen kann, ohne dass dazu eine Signalisie- rung mit der inhärenten Verzögerung nötig ist.
Im ersten Fall kann z.B. der gleiche oder ein ähnlicher RM- Vektor verwendet werden, wie im nicht-SHO.
Im zweiten Fall ist die Verwendung eines RM-Vektor vorgesehen, welcher weniger bzw. keine Energieabsenkung für Wieder- holungsübertragungen vorsieht, da nicht sichergestellt ist, dass die verschiedenen Übertragungen eines Paketes vom selben Empfänger empfangen werden können.
Da die Basisstation unter Umständen nicht oder erst verzögert weiß, ob eine Mobilstation im SHO ist, stellt die Verwendung des Transportformats (TF) eine weitere Variante als Alternative zu der Verwendung SHO Kriteriums dar. Für kleine Trans- portformate (d.h. Transportformate, die wenig Datenbits pro TTI enthalten) wird beispielsweise ein anderer Leistungsoffsetvektor eingestellt, insbesondere ohne oder mit nur geringer Energieabsenkung. Übersteigt jedoch die Anzahl der pro TTI übertragenen Datenbits eine vorgegebene Schwelle, wird ein anderer Leistungsoffsetvektor mit einer höheren Energieabsenkung verwendet .
Grundlage für die Verwendung des TF-Kriteriums anstelle des SHO-Kriteriums ist, dass im SHO vor allem niedrige Transportformate verwendet werden. Mobilstationen im SHO befinden sich meist am Zellrand, d.h. an Orten, an denen mehrere Basisstationen empfangen werden können, wobei aber jede einzelne dieser Basisstationen nicht besonders stark empfangen wird und der Empfang einer einzelnen Basisstation durch die anderen Basisstationen auch entsprechend gestört ist. Entsprechend können auch mehrere Basisstationen Signale der Mobilstation empfangen, wobei diese Signale der Mobilstation auch nur entsprechend abgeschwächt an den Basisstationen eintreffen. Somit tragen derart lokalisierte Mobilstationen wesentlich stärker zur Interzellinterferenz bei als Mobilstationen, die nicht im SHO sind. Die verursachten Störungen wirken somit auf mehrere Mobilfunkzellen und sollten daher niedriger gewählt werden, als von nicht im SHO befindlichen Mobilstationen erzeugten Interferenzen.
Wird also ein, insbesondere im Sinne einer Anzahl Datenbits pro TTI, im SHO verwendbares maximales Transportformat definiert, so kann eine Schwelle, ab welchem gewählten Transportformat der zweite Leistungsoffsetvektor Verwendung findet, in Abhängigkeit von diesem maximalen Transportformat dimensio-
niert werden. Insbesondere kann er mit diesem maximalen Transportformat gleich gesetzt werden.
Somit sollten Mobilstationen, die sich im Bereich eines Zellrandes befinden, vorzugsweise kleine Transportformate für die Übertragung nutzen.
Die Verwendung des Transportformates als Kriterium für eine Auswahl des Leistungsoffsetvektors hat neben den bei der Verwendung des SHO Kriteriums beschriebenen Vorteilen zusätzlich den Vorteil, dass an der Basisstation die Information, ob sich eine Mobilstation im SHO befindet, nicht erforderlich ist. Somit kann von einer Signalisierung des SHO Status zu bzw. zwischen den beteiligten Basisstationen abgesehen werden. Gemäß einer mögliche Ausführungsform signalisiert die Basisstation der Mobilstation einen Vektor für niedrige TFs sowie einen Vektor für hohe TFs. Die beiden Leistungsoffset- vektoren werden beispielsweise mittels einer Signalisierung beim Verbindungsaufbau von der Basisstation zu der jeweiligen Mobilstation übertragen, oder können allgemein vordefiniert und in der Mobilstation gespeichert sein. Alternativ kann die Signalisierung der Leistungsoffsetvektoren auch gruppenspezifisch, insbesondere basierend auf den oben genannten Kriterien zur Definition des Zustandsvektors, durchgeführt werden.
Ein weiterer Vorteil der vorangehend beschriebenen Reduzierung der Energieabsenkung bei der Nutzung kleiner Transport- formate für Wiederholungsübertragungen ist folgender: Wird eine gewisse Menge von Daten übertragen, so wird zunächst eine Reihe von Paketen mit relativ vielen Datenbits gesendet. Bei dem letzten zu übertragenden Paket werden jedoch nur noch die verbleibenden Datenbits übertragen, wobei dies häufig we- niger sind als in den vorhergehenden Paketen. Die Verzögerung der gesamten Datenübertragung wird jedoch maßgeblich durch die Verzögerung des letzten Paketes bestimmt. Daher ist es vorteilhaft, dieses letzte Paket bei Wiederholungsübertragun-
gen mit einer höheren Energie auszusenden, d.h. eine geringere bzw. keine Energieabsenkung vorzunehmen. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, basierend auf den o.g. Unterscheidungen von Verbindungseigenschaften verschiedene HARQ und Combining Arten zu verwenden, was dann ein zusätzlicher Grund für die Verwendung verschiedener RM-Vektoren ist.
Die Mobilstation bestimmt im Falle von E-DCH die Verbindungsgüte zu den verschiedenen Empfängern u.a. basierend auf den folgenden Informationen: • Die Leistungsregelungs-Kommandos der Empfänger (Basisstationen) : eine Auswertung dieser Kommandos. ("power up" d.h. Leistungserhöhung / "power down" d.h. Leistungsreduktion) erlaubt einen Rückschluss auf die Güte einer Verbindung, da die beste Verbindung in einem vor- gegebenen Zeitraum die höchste Anzahl von "power down" Kommandos besitzt. Nach der sog. "or of down". Damit ist gemeint, dass eine Erniedrigung der Leistung dann erfolgt, wenn zumindest eine Mobilstation ein "power down Kommando sendet. Regel folgt die Mobilstation bei abweichenden Kommandos der Basisstationen immer dem "power down" Kommando - es sei denn die Mobilstation weiß, dass die Leistungsregelungs-Kommandos zweier oder mehrerer Basisstationen gleich sind. Dies ist im sogenannten "softer handover" der Fall. Diese Basisstatio- nen werden in der hier verwendeten Terminologie als eine Basisstation betrachtet ebenso wie die Leistungsregelungs-Kommandos die zusammengefasst als ein Kommando betrachtet werden (Mehrheitsentscheidung) . Das hat zur Folge, dass bei unterschiedlicher Verbin- dungsgüte nur die Basisstation mit der besten Verbindungsgüte die Mobilstation mit ausreichender Stärke empfängt, da die Mobilstation effektiv nur die Kommandos dieser Basisstation befolgt während sie die der an-
deren Basisstationen (diese werden immer "power up" Kommandos sein) ignoriert. Die relativen Anzahlen der "power down" Kommandos können dazu verwendet werden, die relative Güte der bestehenden Verbindungen abzu- schätzen. Es ist zu beachten, dass die Leistungsregelungs-Kommandos auch den Einfluss des schnellen Schwundes beinhalten, der somit entsprechend ausgenützt werden kann (bzw. durch geeignete Mittelung eliminiert werden kann) . • die Empfangsleistung des DL Pilotkanals CPICH: da der schnelle Schwund im Uplink und Downlink i.d.R. unkorre- liert sind, ist hier lediglich eine Auswertung des mittleren Verhaltens und der mittleren relativen Güte der Verbindungen möglich. • die Scheduling-Eigenschaft : in bestimmten Implementierungen bei Kommunikationsnetzen ist es möglich, dass im SHO nur eine Teilmenge der Zellen, zu welchen Verbindungen bestehen, eine Ressourcenzuweisung (sog. Schedu- ling) durchführt. Obwohl diese Zelle (n) nicht unbedingt mit der besten Zelle (n) identisch sein müssen, ist in bevorzugten Varianten dieser Implementierung doch die Wahrscheinlichkeit, dass dies der Fall ist, relativ hoch. Die Scheduling-Eigenschaft wird jedoch eher die mittlere relative Güte der Verbindung beschreiben, da ein schneller Wechsel der Scheduling-Eigenschaft kompliziert und mit Aufwand verbunden ist.
• Soft-Information, die aus weiteren Rückkanälen gewonnen werden kann (z.B. ACK/NACK-Statistiken von Paketkanälen) .
Wird lediglich die mittlere Verbindungsgüte berücksichtigt, können einfach verschiedene RM-Vektoren für die unterschiedenen Fälle definiert werden. Also z.B. RM-Vektor RM(xχ) für
nicht-SHO, RM(x2) für SHO und einer permanent besseren Verbindung, sowie RM(x3) für SHO und mehrerer Verbindungen ähnlicher Güte. Dieser Sachverhalt ist als Ablaufdiagramm in Figur 4 dargestellt. Es wird zunächst überprüft, ob der Verbindungszustand SHO vorliegt (SHO?) . Falls kein SHO vorliegt (N) , wird ein erster RM-Vektor (RM-V 1) verwendet, welcher eine Energieabsenkung bei Wiederholungspaketen bzw. wiederholter Übertragung von Paketen vorsieht. Im Falle, dass ein SHO vorliegt (Y) , wird zunächst die Verbindungsgüte bestimmt (LQ) . Wie bereits dargelegt erfolgt diese Bestimmung mit Hilfe von Leistungsregelungskommandos oder/und einer Empfangsleistung des Pilotkanals oder/und Scheduling Eigenschaften oder/und weiteren Informationen. Basierend darauf, wird ermittelt, ob die Verbindung zu einer bestimmten Basisstation permanent oder überwiegend besser ist als die übrigen Verbindungen (LB?) .
Falls dies der Fall ist (Y) , dann wird ein zweiter Ratemat- ching Vektor RM-V2 angewandt, welcher eine Energieabsenkung in Wiederholungspaketen vorsieht.
Dieser zweite Ratematching Vektor RM-V2 kann identisch mit dem ersten Ratematching Vektor RM-Vl gestaltet werden. Alternativ kann er auch unterschiedlich gewählt werden, insbesondere kann die Leistungsabsenkung zwischen dem ersten und zweiten Vektor gewählt werden.
Im Falle dass keine permanent bessere Verbindung vorliegt (N) , d.h. dass beispielsweise die Verbindungen annähernd gleich gut sind, wird eine dritter Rate-matching Vektor RM-V 3 angewandt, welcher keine oder eine kleinere Energieabsen- kung bei Wiederholungspaketen vorsieht.
Um auch noch auf den Verlauf der momentanen Verbindungsgüte reagieren zu können, bedarf es eines Mechanismus, der detek- tiert, dass sich zwischen den Übertragungen eines Paketes die Basisstation welche die beste Verbindungsgüte aufweist verändert hat . In diesem Fall soll der Energiegehalt der nächsten Übertragung auf den aktuell besten Empfänger zugeschnitten werden, d.h. seine bisherige kumulative Energie berücksichtigt werden. Idealerweise würde der Sender eine Schätzung durchführen, welche Übertragungen von welchem Emp- fänger mit welcher Energie empfangen wurden und die Energie der nächsten Übertragung entsprechen anpassen (damit z.B. eine gewisse Ziel-Blockfehlerrate erreicht wird) . Dieses Vorgehen kann auch mehrfache Wechsel der besten Verbindung berücksichtigen .
Eine vereinfachte Implementierung besteht darin, bei der De- tektion eines Wechsels der besten Verbindung wieder die gleiche Energie zu verwenden wie in der Erstübertragung. Dies könnte durch eine Rücksetzung der Anzahl der Übertragungen n erfolgen, so dass dann automatisch wieder der erste Eintrag im RM-Vektor Verwendung findet. In diesem Fall würde ein weiterer Wechsel zurück zu einer Verbindung, welche bereits früher die beste Verbindung war, nicht optimal berücksichtigt, d.h. in diesem Fall würde zuviel Energie verwendet werden. Allerdings kann dieser Fall im operativen Betrieb recht selten sein. Daher kann eine Implementierung diesen Fall vernachlässigen.
Bei dieser vereinfachten Implementierung ist zu Beachten, dass der Parameter der physikalischen Schicht " ax. Anzahl Übertragungen eines Paketes" neu definiert werden muss, falls man eine Rücksetzung der Anzahl der Übertragungen zu- lässt. Er kann als eine Gesamt-Maximalzahl definiert werden (welche alle Übertragungen zählt und die Rücksetzungen ignoriert) . Alternativ ist es vorgesehen, dass man die max. An-
zahl erst als erreicht definiert, wenn der Zähler inklusive aller Rücksetzungen den entsprechenden Wert angenommen hat.
Ob es lohnenswert ist, auf den Verlauf der momentanen Verbindungsgüte (welche den schnellen Schwund berücksichtigt) zu reagieren, hängt u. a. von folgenden Faktoren ab, die bei einer Implementierung berücksichtigt werden:
• der zeitlichen Änderungsrate der Verbindungsgüte: bei langsamer Änderung der Verbindungsgüte kommt es relativ selten vor, dass eine maßgebliche Änderung der Verbin- dungsgüte zwischen den Übertragungen eines Pakets stattfindet und die Annahme, dass jeweils der Empfänger, welcher die erste Übertragung eines Pakets empfängt, auch die weiteren empfangen kann, ist meist gerechtfertigt. Ein Verfolgen der momentanen Verbindungs- gute ist dann nur selten nötig. Bei sehr schneller Änderung der Verbindungsgüte kann es hingegen aufgrund der systembedingten Verzögerungen schlichtweg unmöglich sein, hinreichend schnell zu reagieren, so das ein Verfolgen der momentanen Verbindungsgüte ebenfalls nicht sinnvoll ist,
• die Verlässlichkeit der zur Verfügung stehenden Informationen: Die Leistungsregelungs-Kommandos werden fehlerbehaftet empfangen und sind zudem keine perfekte Abbildung der Verbindungsgüte. Während also insbesondere die momentane Information recht unsicher ist, wird die Fehlerhäufigkeit durch Mittelung deutlich reduziert.
Wird die aktuell zu verwendende Energie am Sender errechnet, ergibt sich das Problem, dass der Empfänger diese nicht notwendigerweise genau kennt. Dies wäre aber von Vorteil, wenn der Empfänger übergeordnete Tätigkeiten ausführt, z.B. Ressourcenzuweisung, wie es bei E-DCH der Fall ist. Unter Kenntnis der in der nächsten Übertragung zu erwartenden Energie
kann die Interferenzprädiktion und entsprechend die Ressourcenzuweisung nämlich genauer durchgeführt werden.
Die Kenntnis am Empfänger kann dadurch sichergestellt werden, dass er den zu verwendenden RM-Vektoreintrag fest vor- schreibt. Neben der damit verbundenen Signalisierung hat dieses Vorgehen allerdings auch den Nachteil, dass ein einzelner Empfänger im SHO keine direkten Informationen über das Verhalten der anderen Verbindungen hat. Deshalb ist es durchaus sinnvoll, zumindest eine gewisse Entscheidungsfreiheit bzgl. der verwendeten Energie im Sender zu belassen. In diesem Fall kann der ressourcenzuweisende Empfänger (z.B. Basisstation) die Entscheidung des Senders nachvollziehen, wenn er gleichzeitig die beste Verbindungsgüte aufweist. Dann wird z.B. die tatsächlich durchgeführte Leistungsregelung im wesentlichen den von ihm gesendeten Kommandos folgen und er kann die entsprechende Auswertung des Senders nachvollziehen. Dass die eigene Verbindung zu denjenigen mit guter Verbindungsqualität gehört ist daran erkennbar, dass der Sollwert der Leistungsregelung (z.B. eine Zielfehlerrate) auf dieser Verbindung er- reicht wird.
Eine andere Erweiterung der Energieanpassung in Wiederholungsübertragungen wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels dargestellt:
Bisweilen tritt das Problem auf, dass es auf Grund von Spei- cherknappheit vorkommen kann, dass der Empfänger (Basisstation) gezwungen ist, den Soft Combining Speicher zu löschen, obwohl das entsprechende Paket noch nicht dekodiert werden konnte, um Platz für das Speichern anderer Daten zu gewinnen. In diesem Fall erfolgt die nächste Übertragung wieder ohne Energieanpassung, d.h. mit dem Energiegehalt einer Erstübertragung. Dies kann z.B. ähnlich wie bereits oben diskutiert durch eine Rücksetzung der Anzahl der Übertragungen realisiert werden, so dass im entsprechenden RM-Vektor wieder der
Eintrag der Erstübertragung verwendet wird. Die Löschung des Speicherinhalts ist zunächst nur dem Empfänger (Mobilstation) bekannt und muss dem Sender entweder durch Signalisierung mitgeteilt werden, bzw. es müssen Umstände definiert werden, bei welchen der Sender von einer erfolgten Speicherlöschung ausgehen soll.
Eine einfache Möglichkeit besteht darin, dass der Sender (Mobilstation) nach einer vorgegebenen Zeit (bezogen auf die Erstübertragung bzw. der letzten erfolgten Übertragung dieses Pakets) davon ausgeht, dass der Soft-Combining Speicher gelöscht wurde. Diese Zeit kann entweder als festgelegte Konstante sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt sein, oder aber den Erfordernissen des Empfängers angepasst werden. Im letzteren Falle muss die Zeit bei jeder Änderung signali- siert werden.
Für die meisten Verbindungsarten ist es schwierig ein Zeitintervall zu ermitteln, welches mit dem Zeitpunkt des Eintritts der Speicherknappheit am Empfänger hinreichend stark korre- liert ist. Der Speicherbedarf im Empfänger hängt nämlich u. a. davon ab, wie viele Verbindungen aktuell existieren und welche Fehlerraten auf diesen vorliegen. Speicherknappheit tritt gerade bei hoher Auslastung (viele Verbindungen) auf, wenn man den Kapazitätsverlust durch evtl. unnötiges Löschen des Soft Combining Speichers oder den Verlust durch ein Sen- den mit unnötig hoher Energie (wie bei der ersten Übertragung) , obwohl der Empfänger den Soft-Combining Speicher tatsächlich noch nicht gelöscht hat am wenigsten brauchen kann. Daher wird vorzugsweise ein fester Zeitwert eingesetzt .
Eine weitere Möglichkeit, welche ohne Signalisierung der Speicherlöschung auskommt, ist es, durch eine geeignete Wahl des RM-Vektors die Auswirkungen einer Speicherlöschung auf statistische Weise möglichst gering zu halten. Es handelt
sich also um eine besondere Ausführungsform des Eintrags einer festen Zeit.
Dazu ist es vorgesehen, dass im RM-Vektor nach einer gewissen Anzahl von Übertragungen wieder der Energiegehalt bzw. die Sendeleistung wie bei einer Erstübertragung verwendet wird. Insbesondere verwendet der RM-Vektor RM(x) = {a, b, a, b, ... } alternierend den Energiegehalt a einer Erstübertragung und den Energiegehalt b einer Wiederholungsübertragung. Wird also z.B. nach der ersten Übertragung der Speicher gelöscht, so ist aufgrund der niedrigeren Energie nach der zweiten Übertragung i.d.R. keine Dekodierung möglich. Allerdings sorgt die hohe Energie der dritten Übertragung dann dafür, dass dekodiert werden kann. Somit führt der "Energieverlust" durch Speicherlöschung nicht dazu, dass für die Dekodierung sehr viele Übertragungen nötig sind (bzw. eine Übertragung gar nicht mehr möglich ist) . Die Dimensionierung des RM- Vektors, d.h. die Anzahl an Übertragungen k, nach denen der Energiegehalt der Erstübertragung wiederverwendet wird (im obigen Fall wäre also k= 2) , orientiert sich dabei an folgen- den Gesichtspunkten:
• man wählt k größer als die Anzahl der normalerweise benötigten Übertragungen: dadurch ist sichergestellt, dass für den Fall ohne Speicherlöschung nur ganz selten zuviel Energie verwendet wird, • man wählt k kleiner als die im schlimmsten Fall tolerierbare Verzögerung: dadurch ist sichergestellt, dass für den Fall einer Speicherlöschung direkt nach der Erstübertragung in genügend kurzer Zeit eine Übertragung erfolgt, welche eine Dekodierung erlaubt.
Diese Gesichtspunkte stellen nur die allgemeine Vorgehensweise dar. Prinzipiell ist eine präzisere Dimensionierung des RM-Vektors möglich, wenn man z.B. die Wahrscheinlichkeiten
einer Speicherlöschung, die Verteilung der Blockfehlerraten nach n Übertragungen, sowie die Verteilungen der Zeit zwischen Übertragungen eines Paketes berücksichtigt.
Weitere Ausführungsformen sehen vor, eine Speicherlöschung explizit zu signalisieren. Dann kann eine unnötige Speicherlöschung, bzw. die unnötige Verwendung höherer Energie vermieden werden. Diese Signalisierung kann ggf. zusammen mit anderer Kontroll-Information vom Empfänger zum Sender gesendet werden. Falls der Empfänger z.B. die Ressourcenzuweisung jedes Mal explizit signalisiert, so kann die Information über die Speicherlöschung damit verbunden werden. Insbesondere ist eine Optimierung möglich, da in diesem Fall klar ist, dass eine noch offene Übertragung ansteht und die gleiche Transportfor- mat-Kombination (TFC) verwendet wird, wie bei den vorherigen Versuchen. Somit kann in diesem Falle auf die Signalisierung der TFC verzichtet werden und stattdessen die Nachricht von der Speicherlöschung übertragen werden
Die Nachricht der Speicherlöschung kann auch pauschal für al- le sog. Hybrid ARQ Prozesse einer UE gelten, nicht nur für einen individuellen. Dies ist vorteilhaft, da typischerweise der Soft-Buffer für solche Mobilstationen gelöscht wird, welche sich augenblicklich in einer schlechten Empfangssituation befinden, und statt dessen andere, in einer besseren Emp- fangssituation befindliche Mobilstationen bedient werden.
Dies betrifft typischer Weise alle Hybrid ARQ Prozesse einer UE gleichermaßen. Des weiteren ist eine Löschung aller Soft- Combining Buffer einer Mobilstation natürlich auch leichter zu realisieren, da damit die Speicherverwaltung in der Basis- Station vereinfacht wird.
Eine weitere Alternative besteht darin, dass der Sender von einer Speicherlöschung durch eine spezielle Form des ACK/NACK Kommandos erfährt. Damit wäre dann folgendes Vorgehen mög-
lieh: Sender und Empfänger ermitteln den aktuellen Zustands- vektor und haben damit Kenntnis über den anzuwendenden RM- Vektor. Welcher Eintrag n in diesem Vektor verwendet wird bestimmt die Sequenz der ACK/NACK-Feedbacks für dieses Paket. Dabei ist insbesondere folgende Zuordnung vorgesehen: Falls der Sender von mindestens einer Verbindung ein ACK erhält, setzt er n = 1 und sendet ein neues Paket auf diesem Kanal. Ist auf keiner Verbindung ein ACK vorhanden, wird n um eins erhöht, sofern nicht einer der folgenden Fälle auftritt: • kein Feedback oder alternativ ein TONAK-Signal, Das TONAK Signal ist ein Signal mit dem der Empfänger mitteilt, dass er das Signal nicht nur nicht empfangen konnte (wie NACK) sondern gar keine verwertbare Information in den Soft Combining Buffer aufnehmen konnte) : falls kein Feedback emp- fangen wird, bzw. alle Feedbacks ein TONAK aufweisen, wird n beim aktuellen Wert belassen,
• Reset : falls alle Verbindungen ein RES-Signal (Reset) aufweisen, wird n = 1 gesetzt aber weiterhin das gleiche Paket gesendet.
Eine Speicherlöschung wie oben geschildert ist sowohl für den SHO als auch den nicht-SHO vorgesehen. Die Implementierung der Speicherlöschung erfordert 2 Bit für die Signalisierung der Bestätigung des Erhalts eines Paktes, d.h. ACK/NACK Signalisierung, da die Signale ACK, NACK, RES, und ggf. auch das TONAK Signal unterschieden werden müssen. In Figur 5 ist ein Ablauf einer Speicherlöschung mittels ACK/NACK Signalisierung gezeigt. Zunächst wird überprüft, ob keine Bestätigung vorliegt, bzw. nur eine Bestätigung oder Bestätigungen in Form eines TONAKs .
Falls dies der Fall ist, sendet die Mobilstation wie bei einer Erstübertragung.
Falls dies nicht der Fall ist, wird überprüft, ob zumindest ein ACK vorliegt.
Falls ja, wird der Paketzähler p um 1 erhöht (p=p+l) und der Übertragungszähler n auf 1 gesetzt (n=l) . Dann sendet die Mo- bilstation wie bei einer Erstübertragung.
Falls nein, dann wird überprüft, ob alle Bestätigungen in einem RES bestehen.
Falls alle Bestätigungen in einem RES bestehen, wird der Übertragungszähler n auf 1 gesetzt und die Mobilstation sendet anschließend wie bei einer Erstübertragung.
Falls nicht alle Bestätigungen in einem RES bestehen, also zumindest eine Bestätigung etwas anderes beinhaltet, wird der Übertragungszähler n um eins erhöht und die Mobilstation fährt unter Berücksichtigung des RM Vektors mit der Übertragung fort .
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft den Fall, dass nur ein Teil der Basisstationen ein RES-Signal senden, andere aber nicht, dass also nur ein Teil der Basisstationen den Soft-Combining Buffer gelöscht hat . In diesem Fall kann der Zähler n auch individuell für jede Basisstation bestimmt werden, also auch nur für solche Basisstationen zurückgesetzt werden, die ein RES-Signal gesendet haben. Beim Senden des Wiederholungspaketes wählt die UE dann die minimale Sendeenergie aus, mit der das Widerholungsdatenpaket gesendet wer¬ den kann. Dies kann eine Übertragung mit n=l an eine Basisstation mit guter Verbindungsgüte sein, es kann aber auch ei- ne Übertragung mit n>l an eine andere Basisstation sein, wenn die Einsparung an Energie durch Verwendung des Soft-Combining Buffers größer ist als der Verlust durch Verwendung der schlechteren Übertragungsgüte.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, bei den Bestätigungen ein zweistufiges NACK zu verwenden. NACK1 bedeutet dabei, dass die Information fast ausreichend gut empfangen wurde. Dann wird die Wiederholung mit reduzierter Leistung durchge- führt und an der Basisstation der Softbuffer nicht gelöscht. Handelt es sich aber um NACK2 bedeutet dies, dass die Information sehr schlecht empfangen wurde. Dann wird in der Wiederholung mit voller Leistung gesendet. Zusammenfassend wurden also in dem letzten Teil der Anmeldung folgende Gestaltungen der Energieanpassung beschrieben:
• Die Energieanpassung der Wiederholungspakete im SHO: o die Art der Energieanpassung im SHO unterscheidet sich an Hand der Eigenschaften der einzelnen Verbindungen: ist im SHO eine Verbindung permanent die bessere, wird ein anderer RM-Vektor verwendet, als wenn mehrere Verbindungen ähnliche Güte aufweisen, bzw. die beste Verbindung ständig wechselt (d.h. wenn ständig ein anderer Empfänger die beste Ver¬ bindung unterhält) . • Die Energieanpassung der Wiederholungspakete im Falle einer Speicherlöschung im Empfänger: o es wird eine implizite oder explizite Signalisie- rung vom Empfänger zum Sender vorgesehen, welche letzteren dazu veranlasst von einer Speicherlöschung auszugehen und daraufhin die Energie der Wiederholungspakete entsprechen anpasst.
Die zuerst genannten Ausführungsbeispiele führen im Mittel zu einer reduzierte Sendeleistung. Dies führt zu einer geringe¬ ren Leistungsaufnahme und somit zu längerer Akkulaufzeit, bzw. zu einer Reduktion der Zeiten, in welcher das mobile Sendegerät durch Leistungsbeschränkung nur suboptimal arbeiten kann. Auf Zellebene wird durch die verminderte Sendeleis-
tung weniger Interferenz erzeugt, was wiederum zu einer höheren Zellkapazität führt.
Bei den zuletzt genannten Ausführungsbeispielen (siehe vorhergehende Zusammenfassung) wird weiterhin verbessert, dass in einer zusätzlichen Anzahl von Fällen eine verbesserte Anpassung der übertragenen Energie an die tatsächlich benötigte möglich wird. Die Verbesserungen verhindern vor allem unnöti- - ge Verzögerungen durch zu niedrig dosierte Energie und tragen damit zu einem erhöhten Durchsatz bei. Insgesamt ergibt sich somit ein Verfahren, welches sowohl Zellkapazität, als auch Übertragungsverzögerung in ausgewoge¬ ner Form optimiert .
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind im Rahmen einer Übertragung mehrere Transportformate vorgesehen. Diese Menge wird auch als "Transport Format Combination Set" bezeichnet. Ein Transportformat gibt dabei an, welche Codierung, oder/und Modulation oder/und welcher Kanal zur Übertragung benutzt wird. Es ist vorgesehen, dass die Wiederholungs-Offset- Energie für unterschiedliche Transportformate gleich ist. Dies hat den Vorteil einer sehr einfachen Implementierung. Überdies erfolgt eine Anpassung der Datenübertragung an die Kanalqualität mittels des gewählten Transportformats. Dadurch kann auf eine Anpassung der Energie verzichtet werden.
Im Rahmen der Anmeldung wurde das Verfahren für den Uplink beschrieben. Alternativ kann das Verfahren auch im Downlink erfolgen, wobei Basisstation und Mobilstation insbesondere vertauschte Rollen einnehmen.
In dieser Beschreibung wurden folgende Abkürzungen verwendet
CCTrCH Coded Composite Transport Channel
CDM Code Division Multiplex
E-DCH Enhanced Uplink Dedicated Channel
HARQ Hybrid Automatic Repeat Request
HSDPA High Speed Downlink Packet Access
TDM Time Division Multiplex
TTI Transmission Time Interval
TrBlk Transport Block
TrCH Transport Channel
In dieser Beschreibung wurde auf folgende Dokumente Bezug genommen :
[TR] 3GPP TSG RAN WG 1 Tdoc Rl-030635, Technical Report TR 25.896 (V0.3.2), " Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD; (Release 6),"
[JKS03] Bang Chul Jung, Jae Kyun Kwon, and Dan Keun Sung, "Determining the Optimum Threshold Val- ues of MCS Levels for the Retransmission Pack- ets in HARQ Sehernes, " Proceeding of VTC 2003 Spring, Jeju, Korea, Apr. 2003
[TS25.212] 3GPP TSG RAN, Technical Specification TS 25.212, " Multiplexing and Channel coding (FDD) "
[TS25.214] 3GPP TSG RAN, Technical Specification TS 25.214, "Physical layer procedures (FDD)"
[Rl-030841 Samsung, 3GPP TSG RAN WG 1 Tdoc Rl-030841, "HARQ Performance with and without soft combining, " New York, USA, August, 2003.