WO2005050903A1 - Verfahren zum senden von daten von einer mobilstation an eine basisstation - Google Patents

Verfahren zum senden von daten von einer mobilstation an eine basisstation Download PDF

Info

Publication number
WO2005050903A1
WO2005050903A1 PCT/EP2004/051765 EP2004051765W WO2005050903A1 WO 2005050903 A1 WO2005050903 A1 WO 2005050903A1 EP 2004051765 W EP2004051765 W EP 2004051765W WO 2005050903 A1 WO2005050903 A1 WO 2005050903A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
base station
data
mobile station
transmission
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/051765
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Raaf
Martin DÖTTLING
Andreas Lobinger
Jürgen MICHEL
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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
Priority claimed from DE102004029063A external-priority patent/DE102004029063A1/de
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2005050903A1 publication Critical patent/WO2005050903A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1825—Adaptation of specific ARQ protocol parameters according to transmission conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H04W52/48—TPC being performed in particular situations during retransmission after error or non-acknowledgment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0426—Power distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829—Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1835—Buffer management
    • H04L1/1845—Combining techniques, e.g. code combining
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H04W52/14—Separate analysis of uplink or downlink
    • H04W52/146—Uplink power control

Definitions

  • the present invention relates to a method for transmitting data from a mobile station to a base station, a base station, in particular a base station system, and a mobile station, in particular a mobile phone.
  • packet-oriented data connections can significantly increase the efficiency compared to other data transmission methods in which a continuous data stream is present, since in the case of data transmission methods with a continuous data stream, a resource which has been allocated once, such as e.g. a carrier frequency or a time slot that remains allocated throughout the communication relationship, i.e. A resource remains occupied even if there are no data transfers currently pending, so that this resource is available to others
  • UMTS mobile radio standard (“Universal Mobile Telecommunications System") will offer a variety of different services, with multimedia applications becoming increasingly important in addition to pure voice transmission.
  • the associated variety of services with different transmissions rates require a very flexible access protocol on the air interface of future mobile radio systems. Packet-oriented data transmission methods have proven to be very suitable here.
  • ARQ process Automatic Repeat Request
  • the data packets transmitted from a transmitter to a receiver are checked on the receiver side after their decoding with regard to their quality. If a received data packet is faulty, the receiver requests that the data packet be retransmitted, i.e. a retry data packet is sent from the transmitter to the receiver. This requirement is often also referred to as confirmation (ACK) or non-acknowledgment (NACK).
  • ACK confirmation
  • NACK non-acknowledgment
  • E-DCH Enhanced Dedicated Channel
  • HARQ Hybrid ARQ
  • soft combining overlaying the different transmissions of a packet before decoding
  • TR HSDPA
  • the UMTS uplink is performance-controlled in order to be able to control the total interference in the system.
  • the transmission power to be used for each channel is determined by so-called power offsets (also called beta factors) from a reference channel (the DPCCH, Dedicated Physical Control Channel).
  • power offsets are either communicated to the terminal by signaling or calculated from reference data using a specified method [TS25.214] and ensure that each channel reaches its target error rate on average.
  • One offset is used for each data channel. Due to the power control, the deviation of the received power from the target value will generally be relatively small. If, in particular, the reception power is only slightly less than the target value, this means that the first transmission of a packet cannot be decoded without a higher probability. However, if a first retransmission is now sent with exactly the same power offset, the total energy required for error-free decoding is generally significantly exceeded after the two packets have been superimposed.
  • simulations in [Rl-030841] show that in the power-controlled uplink a packet is generally understood after the second transmission at the latest, regardless of whether the average block error rate of the first transmission is 17% or 49%.
  • This example shows that the second transmission is usually performed with too much power.
  • This in turn means that, on the one hand, an unnecessarily large amount of interference is generated in the system, on the other hand, an unnecessarily large amount of transmission power is also used in the transmitter, which leads to shorter standby times for the battery and, Under certain circumstances, it can even lead to a deterioration in the throughput of other services due to performance limitation.
  • Power limitation means that, at least for a short time, the mobile station cannot send all services (data channels, channels) with the intended power and therefore has to reduce the services, typically the services of all data channels are reduced by the same factor, so that the total performance is the maximum possible Power does not exceed.
  • CDM code division multiplex
  • TDM time division multiplex
  • the RM attribute determines the ratio of the number of coded bits that the different transport channels in the CCTrCH take up.
  • the associated channel is prioritized by a high value of the RM attribute and receives a relatively large amount of space in the CCTrCH. This channel can thus be transmitted at a lower code rate, which in turn results in a higher E b / N 0, ie a higher energy for this channel.
  • the energy content is not regulated by the power, but by the time available on the transmission channel.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method for transmitting data from a mobile station to a base station, which enables reliable decoding of the data at the receiving end when there are minor interferences with other signals.
  • the invention does not rule out that data is also sent from the base station to the mobile station or via other channels from the mobile station to the base station.
  • the invention results in an average reduced transmission power. This leads to a lower power consumption and thus to a longer battery life, or to a reduction in the times in which the mobile transmitting device can only work suboptimally due to the power limitation.
  • the reduced transmission power generates less interference, which in turn leads to a higher cell capacity.
  • the reduced transmission power also produces less interference in neighboring cells, so that the method also leads to a higher cell capacity.
  • the generalized concept based on the rate matching attribute for TDM or a performance offset for CDM, is relatively easy to integrate into the existing UMTS-FDD standard and contains solutions that cover the various
  • first energy offset or first power offset can be distinguished from repetition energy offsets or repetition power offsets.
  • the former refer to the first transmission of transport blocks and the latter to their retransmissions.
  • FIG. 1 shows an illustration to clarify communication in a mobile radio system
  • FIG. 2 shows possible strategies for a CCTrCH with N T ⁇ CH transport channels to react to the changed energy requirement due to HARQ repeat packets
  • FIG. 3 shows steps of an algorithm for adapting the transport format without changing the number of transport blocks (TrBlk) in transport channels (TrCH) with repetition packets.
  • the communication between a base station 1 and a mobile station 2 of a mobile radio system e.g. of a UMTS mobile radio system.
  • the transmission of information from the base station 1 to the mobile station 2 takes place via the so-called “downlink” channel DL, while the information is transmitted from the mobile station 2 to the base station 1 via the so-called “uplink” channel UL.
  • processor devices PE correspondingly set up in terms of program technology are provided.
  • the transmitter not only knows a power offset for a data channel, but a vector of power offsets with the dimension n max of the maximum number of possible transmissions of a packet using the fast HARQ method. For different transmissions from a ketes (first data packet or repetition data packet or also for 1, 2, and further repetitions), other elements of the vector are used for the power offset.
  • the power offset vector is generally dependent on the deviation of the received power from the target value or the block error rate and the HARQ method used (e.g. chase combining or incremental redundancy).
  • the sender can recognize this, e.g. B. due to a lack of feedback from the receiver (base station) (e.g. missing ACK or NACK signal).
  • the power offset which was used for the lost transmission is used again in the subsequent transmission (repetition data packet). I.e. the index in the power offset vector is only incremented if the sender can assume that the receiver has received data (and thus there have been soft values of the packet in memory) and only the decoding has failed.
  • the network provides the terminal with this complete power offset vector by signaling in higher layers, ie essentially the previous transmission of only one value is replaced by the transmission of a vector.
  • a power offset vector can therefore be determined for predetermined, desired values of n and p.
  • Predefined tables can also be used (e.g. for typical channel properties and / or subscriber speeds), which are also known to the terminal device, so that only an index has to be transmitted which tells which table is currently to be used.
  • the signaling required is reduced by using the tables.
  • the processing effort in the network is reduced because a rough categorization of the end device (eg according to channel or speed) is sufficient.
  • An even simpler variant consists in using only one power offset vector, which is used continuously and therefore does not have to be signaled. It is also possible to use only one vector with offset values, which indicates the difference between the power offsets of a repetition and the power offset of the first transmission (first data packet).
  • a method in which the transmitter autonomously optimizes its power offset vector also works without signaling. However, the transmitter does not know the reception performance of each packet and an additional signaling of this parameter seems too expensive for the expected benefit.
  • the transmitter can be used as control variables, e.g. B. serve evaluations of the statistics of the required transmissions per packet. Is z. B. the nth transmission needs more than t u percent, the associated power offset (i.e. that of the n-1th transmission) is increased by d u dB, if it is needed less than ti percent, it becomes lowered by di dB.
  • One embodiment variant provides that the retry packets may not be sent with a higher output than the first transmission. This ensures that the network can at least estimate the maximum expected reception performance. However, since the network does not know the current (smaller) value of the transmission power, in this variant it does not have the option of proactively using the reduced interference to allocate resources to other subscribers and / or services. In principle, this is possible with the methods in which the network knows the power offset vector.
  • the sender can recognize whether the first transmission has been completely lost or whether it could only be decoded. He can recognize this, for example, if he receives different responses from the recipient in these two cases.
  • the receiver can acknowledge correctly received packets (so-called ACK, acknowledge) and request packets that have not been correctly decoded again (so-called NACK, not acknowledge). If the packet is completely lost, the receiver cannot send either of these two signals. This is particularly the case if the recipient does not recognize that a packet has been sent at all.
  • the receiver cannot send anything (neither ACK nor NACK) even if it has determined that a packet has been sent, but cannot use the data because the associated control information was not received correctly.
  • dedicated signaling could also be introduced that explicitly communicates precisely this case (eg TONAK, "totally not acknowledge”)
  • the power offset for the first or second transmission should be used for the next transmission.
  • the transmission offset for transmission number n can be used for transmission number n-m if m packets have previously been completely lost.
  • the invention has so far been described specifically mainly based on the use of a power offset or on the use of different values of the rate matching attribute. It should be pointed out that, however, more generally, all methods which lead to a different setting of the energy used for the different repetitions of a data packet, regardless of the method used specifically to set the energy, are also within the scope of this invention. Variants of the invention provide that • the type and strength of this energy adaptation can also depend on factors other than the number of transmissions previously sent.
  • CDM code division multiplex
  • TDM time division multiplex
  • the transmission reliability of information is largely determined by the energy per information bit in relation to the noise power density (E / o).
  • the energy from all previous transmissions of a packet is used.
  • This cumulative energy can now be optimized by various measures, e.g. B. by targeted adjustment of the transmission power for the repeat packets.
  • the type and strength of this energy adjustment are i. A. Not only depends on the number of transmissions sent so far, but also on whether and what kind of HARQ and soft combining are carried out on the physical layer. It should be noted that the above properties can be different for the different transport blocks within a TTI (e.g. if they come from different transport channels). Furthermore, the energy adjustment may depend on other parameters, e.g. B.
  • RM m denotes the rate matching attribute for transport channel m, N m , j the number of coded bits for trans port channel m and transport format combination j, N datafj the number of bits available for transport format combination j on the physical channel.
  • t T ⁇ denotes the duration of a TTI.
  • P is the transmission power, which results without taking into account the power control (ie without the influence of the transmission channel).
  • the rate matching attribute was signaled semi-statically and was given by a value for a specific transport channel.
  • rate matching attribute for a given transport channel is now replaced by a vector of rate matching attributes RMi (x), the rate matching attribute being used for various States (e.g. number of previous transmissions of the packet, etc.) assumes different values.
  • RMi rate matching attributes
  • These different states are represented by the state vector x.
  • Elements of the state vector can, for. B. be:
  • NACK soft information i.e. In addition, with NACK, the sender sends the sender the information that the packet was almost or hardly received
  • Transport channels additional transport blocks can then preferably be assigned for transport channels with strict QoS requirements or high priority.
  • a reduction in the number of transport blocks, on the other hand, is ideal for transport channels with less strict QoS requirements or with lower priority.
  • the algorithm now takes into account the granularity, ie the transport block size, and thus tries with the required total energy of the transmitted bits as close as possible to the desired nominal energy (which results from using the first energy offset)
  • B 0.
  • the remaining energy difference can either be compensated for by adjusting the power be, or else there will be an adjustment to the number of
  • Transport blocks also for transport channels with soft combining which currently send out repeat packages.
  • the latter alternative requires significant additional effort in the reception processing.
  • this alternative can also be carried out if only one ACK / NACK feedback is available per transport channel, it can only exploit its potential if one ACK / NACK is sent per transport block and a dynamic RM attribute, i.e. is used separately for each transport block (not just for each transport channel).
  • This factor f has e.g. 1 for the first transmission and 0.7 for the repetitions.
  • Transport blocks are sent in which order. Corresponding rules must be defined here, which differ depending on whether an ACK / NACK is used per transport channel or per transport block:
  • a possible rule would be that the blocks are sent in order of decreasing number of transmissions.
  • the associated ACK / NACKs can then be sent and thus easily assigned. It should be noted that this makes reception processing more complex, e.g. B. After decoding a transport block and when a new transport block occurs, the associated storage locations in the soft combining memory must be managed accordingly.
  • the signaling effort for ACK / NACK can be limited by allowing only m different sets of transport blocks (ie "related" transport blocks with the same energy requirement, e.g. the same number of repetitions) per TTI for each transport channel, and thus a maximum of m ACK / NACK bits required for each transport channel. become. Are at a time less than m different sets of transport blocks (ie "related" transport blocks with the same energy requirement, e.g. the same number of repetitions) per TTI for each transport channel, and thus a maximum of m ACK / NACK bits required for each transport channel. become. Are at a time less than m different sets of
  • the free information capacity of the ACK / NACK bits can be used for other signaling (e.g. Soft ACK / NACK information).
  • Another implementation is a method that only transmits an ACK if all transport blocks could be decoded, otherwise a NACK.
  • the disadvantage of this is that the transport block with the lowest cumulative energy (usually the one with the fewest transmissions) means that the channel resources remain occupied for an unnecessarily long time.
  • An alternative would be to only allow m sets of transport blocks and to refer the ACK / NACK information only to the set that has already been transmitted most frequently. After an ACK, however, the other records would still have to be transmitted (also at the risk that they could already be decoded) until the ACK / NACK information relates to them.
  • m 2
  • the receiver can determine the number of transport blocks n for each transport channel from the control information (TFCI) and then knows that the last nk first transmissions must be, if k transport blocks were used when the HARQ channel was last used and a NAK was sent.
  • TFCI control information
  • the RM attribute should only change maximally with the greatest TTI length of all transport channels contained in the CCTrCH. If a CCTrCH contains a TrCH A with TTI of 80 ms and a TrCH B with TTI 20 ms, a change is only possible on the basis of 80 ms. Changes are then only possible at times when all transport channels start a new TTI.
  • FIG. 2 distinguishes the strategy of performance adaptation, in which the performance can fluctuate greatly from TTI to TTI (P (ti + ⁇ ) ⁇ P (ti)), from the strategy of transport format adaptation, in which the goal is to achieve approximately constant performance to keep at their nominal value P N (P (ti + ⁇ ) «P (ti) « P N ).
  • the strategy can be implemented by a method that signals a power offset vector.
  • N Tr H ⁇ 1 / uses the RM attribute which is determined according to equation (6).
  • the current transmission power during a TTI is determined by equation (4).
  • the strategy of the transport format adaptation differentiates between methods which allow a change in the number of transport blocks of a transport channel in the CCTrCH during repetition packets and those which do not.
  • the second variant is much easier to implement and is therefore preferred.
  • the variants can possibly be further differentiated into implementations that require ACK / NACK feedback per transport channel and those that require feedback per set of transport blocks with the same number of repetitions.
  • the second implementation is more complex than the first; depending on the application, the increased effort will not always be in a favorable relation to the additional profit made possible.
  • Steps of a possible algorithm are outlined in FIG. 3 of the preferred variant "transport format adaptation without changing the number of transport blocks of a transport channel during repetition packets".
  • the following abbreviations have been used in this description:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Senden von Daten von einer Mobilstation an eine Basisstation beschrieben, bei dem die Energie eines Referenzkanals zwischen Mobilstation und Basisstation definiert ist, bei dem die Daten von der Mobilstation an die Basisstation in Form von Datenpaketen gesendet werden, bei dem nach dem Senden eines Erst-Datenpakets bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung der Basisstation (2) mindestens ein Wiederholungsdatenpaket von der Mobilstation an die Basisstation (2) gesendet wird, bei dem die Energie des Erst-Datenpakets mittels eines Erst-Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird, und bei dem die Energie eines Wiederholungsdatenpaketes mittels eines Wiederholungs-Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird.

Description

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 Teleco munications 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 Mobilfunksysteme. 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 Senderan einen Empfängerübertragenen 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 [TR] . Im Gegensatz 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] und stellen sicher, dass jeder Kanal im Mittel seine Zielfehlerrate erreicht. Es wird pro Datenkanal ein Offset (Leistungs-Offset) verwendet. Durch die Leistungsregelung wird in der Regel die Abweichung der Empfangsleistung 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 muss, 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 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 hintereinander auf dem gleichen Code gesendet) über einen anderen Weg gere- gelt werden. Da dort verschiedenen Kanäle mit verschiedenen
Anforderungen an QoS bzw. verschiedenen Übertragungsmodi (z. B. mit / ohne HARQ) zeitlich verwürfelt (interleaved) und als sog. CCTrCH (Coded Composite Transport Channel) gesendet wer- den, hätte eine Leistungsanpassung eine schnell schwankende Sendeleistung im Uplink zur Folge, welche technisch schwierig zu realisieren ist und Nachteile in der Effizient (peak-to- average power ratio) besitzt. Bisher, d.h. bei den bisher definierten Kombinationen von Datenkanälen bzw. Transportkanä- len (Transportkanäle ist eine in UMTS gebräuchliche Bezeichnung die hier auch für Datenkanäle verwendet wird) wurde -die Empfangsqualität der versch. Kanäle durch das sog. Rate Mat- ching (RM) Attribut angepasst, das jedem Transportkanal zugeordnet wird. Das RM Attribut bestimmt das Verhältnis der An- zahl codierter Bits, welche die verschiedenen Transportkanäle 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 höhe- res 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 Pakets durch reine Leistungsanpassung der Wiederholungspakete schwierig werden, wenn pro TTI (Transmission Time Interval, d.h. Dauer einer Übertragungseinheit auf der physikalischen Schicht und somit das Zeitinterval, über die die Daten ver- würfelt übertragen werden) mehrere Transportblöcke (Datenpakete) 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 paket- orientierten 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. 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 I- dee einer Leistungsanpassung für Wiederholungspakete 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 Mobilstation an eine Basisstation anzugeben, das bei geringen Störungen anderer Signale empfangsseitig eine zuverlässige Decodierung der Daten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen An- sprüche gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevor- zugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es liegen auch Weiterbildungen der Vorrichtungsansprüche im Rahmen der Erfindung, die den abhängigen Ansprüchen des Verfahrensanspruchs entsprechen.
Die Erfindung schließt nicht aus, dass auch Daten von der Basisstation 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 Interferenz erzeugt, was wiederum zu einer höheren Zellkapazität führt. Die verringerte Sendeleistung erzeugt zudem geringere Störungen in Nachbarzellen, so dass das Verfahren auch da- durch zu einer höheren Zellkapazität führt.
Das verallgemeinerte Konzept, basierend auf dem Rate Matching Attribut für TDM bzw. einem Leistungsoffset für CDM, ist relativ leicht in den bestehenden UMTS-FDD Standard zu integ- rieren und beinhaltet Lösungen, welche die verschiedenen
Transportkanäle im Zeit- bzw. Code-Multiplex senden. Allgemeiner gesagt wird die Energie von Wiederholungsdatenpaketen im Vergleich zur Energie der Erst-Datenpakete angepasst, sei es durch Rate Matching Attribut, Leistungsoffset, 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 erstere 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 Kommu- nikation 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 Transportformatanpassung ohne Änderung der Anzahl Transportblöcke (TrBlk) in Transportkanälen (TrCH) mit Wiederholungspaketen.
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 Pa- ketes (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 (Erst-Datenpaket) überhaupt nicht emp- fangen, 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 folgenden Übertragung (Wiederholungsdatenpaket) der Leistungs-Offset, welcher für die verloren gegangene Ü- bertragung 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 Endgerät diesen kompletten Leistungs-Offset-Vektor durch Signalisierung in höheren Schichten zur Verfügung stellt, d.h. im Wesentlichen wird die bisherige Übermittelung nur eines Wer- tes 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 insbeson- dere abhängig von der Geschwindigkeit des Endgerätes und den
Kanaleigenschaften .
Aus der Verteilung der Abweichung der Empfangsleistung vom Sollwert und der Kenntnis der Blockfehlerratenkurven nach Ü- berlagerung 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 vor- gegebene, 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 ü- bermittelt werden, d.h. zum Beispiel mit unterschiedlicherer Häufigkeit. Es können auch vordefinierte Tabellen verwendet werden (z. B. für typische Kanaleigenschaften und/oder Teilnehmergeschwindigkeiten) , 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 End- geräts (z. B. nach Kanal oder Geschwindigkeit) genügt.
Eine noch einfachere Variante besteht darin nur einen Leistungs-Offset-Vektor zu verwenden, welcher dauernd Anwendung findet und somit nicht signalisiert werden muss. Eben- falls ist es möglich, nur einen Vektor mit Offset-Werten zu verwenden, welcher den Unterschied der Leistungs-Offsets einer Wiederholung zum Leistungs-Offset der Erstübertrageung (Erst-Datenpaket) angibt. 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. Alternativ 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 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 Möglich- keit 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 konnte. In diesem Fall kann der Empfänger bei der zweiten Über- tragung 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 o- der 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, unabhängig vom konkret angewandten Verfahren zur Einstellung der Energie, ebenfalls im Bereich dieser Erfindung liegen. Varianten der Erfindung sehen vor, dass • die Art und Stärke dieser Energieanpassung auch von an- deren 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 Trans- portformatanpassung 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 Trans- portkanalbasis angewandt wird (semi static TF parame- ter) , sondern für jeden Transportblock einzelnen (dyna- mic TF parameter) .
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 noch nicht abzusehen ist, ob CDM oder TDM für E- DCH verwendet werden wird.
Die Übertragungssicherheit einer Information wird maßgeblich von der Energie pro Informationsbit im Verhältnis zur Rauschleistungsdichte (E / o) bestimmt. In HARQ-Systemen mit soft combining wird dabei die Energie von allen bisherigen Übertragungen 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 usw. Da nur das Netzwerk all diese Parameter kennt, ist es sinnvoll das es die Art und Stärke der Energieanpassung signalisiert. Dabei kann diese Signalisierung direkt erfolgen, bzw. durch Information, wel- ehe es dem Endgerät erlaubt, die erforderliche Energieanpassung zu berechnen.
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
Figure imgf000015_0001
wobei gilt : Z0, j = 0 und
Figure imgf000015_0002
Darin bezeichnet RMm das Rate Matching Attribut für Transportkanal m, Nm,j die Anzahl der codierten Bits für Trans- portkanal m und Transportformatkombination j, Ndatafj die Anzahl der für Transportformatkombination j auf dem physikalischen Kanal zur Verfügung stehenden Bits. Es ergibt sich also:
M j = ' J~x Ndata,j • ( 3 ) Σ RMm χ Nm
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£„
Figure imgf000016_0001
wobei tTτι 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 t± auf dem physikalischen Kanal zur Verfügung ge- stellt werden: /,-=—— -— xtτπ . (5) ∑Δ£» m=\
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) : AF AEi > ^ RMi ' XNaj , ' d.h. RM, = M L (6) ■— M ij
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 nun durch einen Vektor von Rate Matching Attributen RMi (x) ersetzt, wobei das Rate Matching Attribut für versch. Zustände (z. B. Anzahl der bisherigen Übertragungen des Pakets, usw.) verschiedene Werte annimmt. Diese verschiedenen Zustände werden durch den Zustandsvektor x repräsentiert. E- lemente 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 han- dover) : 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) , • Zellzustand (z. B. Auslastung der Zelle: während bei ho- her Zellauslastung eine optimale Anpassung des Energiebedarfs 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 i- dentisch ist, wie er eingangs beschrieben wurde. Durch Anwendung der Gleichung (4) würde sich die Sendeleistung für jedes TTI ändern und zwar abhängig vo Energiebedarf der darin enthaltenen Transportkanäle. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Sendeleistung (vor Leistungs- regelung) 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: AE0 = PN xtm -∑AEm , (7) m=\ wobei PN die nominelle Sendeleistung ohne Leistungregelung und unter Verwendung des Erst-Leistungs-Offsets bezeichnet. Ist ΔE0 > 0, so können zusätzliche Bits übertragen werden, für ΔEo < 0 müssen Bits eingespart werden. Die Anzahl der Bits die zusätzlich übertragen bzw. eingespart werden sollen, ist allerdings nur mit der Granularität der Transportblock- große der einzelnen Transportkanäle veränderbar. Daraus ergibt sich das Problem, einen möglichst effektiven (und einfachen) 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 durch- führbar ist und zur vollen Ausnutzung des Gewinns dann ein ACK/NACK-Feedback per Transportblock nötig wäre.
Unter den og. Transportkanälen, können dann zusätzliche Transportblöcke bevorzugt für Transportkanäle mit strengen QoS Vorgaben bzw. hoher Priorität vergeben werden. Eine Reduktion 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)
Figure imgf000019_0001
zu kommen, sie jedoch gleichzeitig nicht um mehr als einen gewissen Betrag B zu überschreiten. In einer bevorzugten Implementierung ist z. B. B = 0.
Sind in einen CCTrCH keine oder nicht ausreichend anpassbare Transportkanäle vorhanden, so kann die verbleibende Energie- differenz 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 Alternative 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 Transportblöcke 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 de- codieren, 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 ab- nehmender Anzahl Übertragungen gesendet werden. In der glei- chen Reihenfolge können dann die zugehörigen ACK/NACKs gesendet und somit leicht zugeordnet werden. Es ist zu beachten, dass die Empfangsprozessierung dadurch aufwändiger wird, z. B. muss nach erfolgter Dekodierung eines Transportblocks und bei einem Auftreten eines neuen Transportblocks die zugehörigen 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 verschiedene 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 ei- nem gewissen Zeitpunkt weniger als m verschiedene Sätze von
Transportblöcken vorhanden, so kann die freie Informationskapazität der ACK/NACK Bits zur andersweitigen 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 übertragt, 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 denje- nigen Satz zu beziehen, welcher bereits am häufigsten Übertragen 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. Regel 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 NTΓCH 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(ti+ι) ≠ P (ti) ) von der Strategie der Trans- portformatanpassung, bei welcher das Ziel ist, die Leistung ungefähr konstant auf ihrem Nominalwert PN zu halten (P(ti+ι) « P (ti) « PN) . Für Leistungsanpassung und einem CCTrCH, der nur aus einem Transportkanal besteht (NTrCH = 1) kann die Strategie implementiert durch ein Verfahren imple- mentiert werden, welches einen Leistungsoffsetvektor signalisiert. Die allgemeinere Implementierung, gültig für NTrH ≥ 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. 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 ge- nommen :
[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 Values of MCS Lev- els for the Retransmission Packets in HARQ Schemes, " 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.
Patentansprüche

Claims

1. Verfahren zum Senden von Daten von einer Mobilstation (1) an eine Basisstation (2) ,
- bei dem die Energie eines Referenzkanals zwischen Mobilstation und Basisstation definiert ist,
- bei dem die Daten von der Mobilstation an die Basisstation in Form von Datenpaketen gesendet werden,
- bei dem nach dem Senden eines Erst-Datenpakets bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung der Basisstation (2) mindestens ein Wiederholungsdatenpaket von der Mobilstation an die Basisstation (2) gesendet wird,
- bei dem die Energie des Erst-Datenpakets mittels eines Erst-Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird,
- bei dem die Energie eines Wiederholungsdatenpaketes mittels eines Wiederholungs-Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Erst-Energie-Offsetwert von der Basisstation an die Mobilstation signalisiert wird oder aus signalisierter Information berechnet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Wiederholungs-Energie-Offsetwert von der Basisstation an die Mobilstation signalisiert wird oder aus signalisierter Information berechnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Wiederholungs-Energie-Offsetwert auf dem Erst- Energie-Offsetwert basiert.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - bei dem in regelmäßigen Abständen Leistungsregelungskomman- dos zur Bestimmung der Energie eines Referenzkanals von der Basisstation an die Mobilstation gesendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
- bei dem neben den Datenpaketen weitere Daten von der Mobilstation an die Basisstation übertragen werden und diese Übertragung auf einer Leistungsregelung durch die Leistungsrege- lungskommandos basiert.
7. Basisstation mit einer Prozessoreinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass zur Übertragung von Daten zwischen einer Mobilstation und der Basisstation:
- die Energie eines Referenzkanals zwischen Mobilstation und Basisstation definiert wird,
- die Daten von der Mobilstation an die Basisstation in Form von Datenpaketen gesendet werden,
- nach dem Senden eines Erst-Datenpakets von der Mobilstation an die Basisstation bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung der Basisstation (2) mindestens ein Wiederholungs- datenpaket von der Mobilstation an die Basisstation (2) gesendet wird,
- die Energie des Erst-Datenpakets mittels eines Erst- Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird, und - die Energie eines Wiederholungsdatenpaketes mittels eines Wiederholungs-Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird.
8. Mobilstation mit einer Prozessoreinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass zur Übertragung von Daten zwischen der Mobilstation und einer Basisstation:
- die Energie eines Referenzkanals zwischen Mobilstation und Basisstation definiert wird,
- die Daten von der Mobilstation an die Basisstation in Form von Datenpaketen gesendet werden,
- nach dem Senden eines Erst-Datenpakets von der Mobilstation an die Basisstation bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung der Basisstation (2) mindestens ein Wiederholungs- datenpaket von der Mobilstation an die Basisstation (2) gesendet wird,
- die Energie des Erst-Datenpakets mittels eines Erst- Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird, und
- die Energie eines Wiederholungsdatenpaketes mittels eines Wiederholungs-Energie-Offsetwertes bezüglich der Energie des Referenzkanals bestimmt wird.
PCT/EP2004/051765 2003-11-17 2004-08-10 Verfahren zum senden von daten von einer mobilstation an eine basisstation WO2005050903A1 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10353592 2003-11-17
DE10353592.6 2003-11-17
DE102004021147 2004-04-29
DE102004021147.7 2004-04-29
DE102004029063A DE102004029063A1 (de) 2004-06-16 2004-06-16 Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen
DE102004029063.6 2004-06-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005050903A1 true WO2005050903A1 (de) 2005-06-02

Family

ID=34623402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/051765 WO2005050903A1 (de) 2003-11-17 2004-08-10 Verfahren zum senden von daten von einer mobilstation an eine basisstation

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2005050903A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1244240A2 (de) * 2001-03-21 2002-09-25 Lg Electronics Inc. Verfahren zur Widerübertragung von daten durch eine Rückwärtsverbindung in einem Paketdatenübertragungssystem mit automatischer Wiederholungsaufforderung
US20030039217A1 (en) * 2001-08-25 2003-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting/receiving uplink transmission power offset and HS-DSCH power level in a communication system employing HSDPA

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1244240A2 (de) * 2001-03-21 2002-09-25 Lg Electronics Inc. Verfahren zur Widerübertragung von daten durch eine Rückwärtsverbindung in einem Paketdatenübertragungssystem mit automatischer Wiederholungsaufforderung
US20030039217A1 (en) * 2001-08-25 2003-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting/receiving uplink transmission power offset and HS-DSCH power level in a communication system employing HSDPA

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004073245A1 (de) Verfahren zur datenübertragung
DE602004007454T2 (de) Mobilkommunikationsgerät und Verfahren zur Sendeleistungsregelung für ein Multiplex-Funkkommunikationssystem
DE60127836T2 (de) Übertragungsverfahren von rückführungsinformationen in einem hybriden wiederholungsaufforderungsprotokoll
DE60311426T2 (de) Datentransferverfahren
DE60311466T2 (de) Adaptive verstärkungsregelung mit rückkopplung
DE69915280T2 (de) Datenübertragung über eine kommunikationsverbindung mit variabler datenrate
DE60221606T2 (de) Verfahren zum Steuern der Datenübertragung in einem Funkkommunikationssystem
DE60104113T2 (de) Übertragungsverfahren und Übertragungsgerät mit Mehrkanal-ARQ
DE60038198T2 (de) Hybrides ARQ-System mit Daten- und Kontrollkanal für Datenpaketübertragung
DE102005018455B4 (de) Verfahren zur Übertragung von Broadcast- und/oder Multicast-Daten
DE60312689T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur verminderung von übertragungsfehlern
WO2003001730A9 (de) Verfahren und vorrichtung zur datenübertragung gemäss einem arq-verfahren
DE60113875T2 (de) Ungleicher fehlerschutz in ein paketübertragungssystem
EP1461888B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur datenübertragung, wobei ein bitratenanpassungsmuster zwischen sender und empfänger signalisiert wird
WO2004100589A2 (de) Verfahren zur datenübertragung
EP1829243B1 (de) Verfahren zur übertragung von datenpaketen
WO2004100393A2 (de) Verfahren zur steuerung der sendeleistung einer sendenden station eines funkkommunikationssystems sowie sendende station, empfangende station und funkkommunikationssystem
WO2006067135A1 (de) Sendeleistungsregelung zur paket übertragung
DE10315044A1 (de) Verfahren zur Übertragung, Terminal,Basisstation und Kommunikationssystem
WO2005050903A1 (de) Verfahren zum senden von daten von einer mobilstation an eine basisstation
EP2095656B1 (de) Verfahren und Messsystem zum Messen und Testen eines Mobilfunk-Endgeräts
WO2005050866A1 (de) Verfahren zum senden von daten von einer mobilstation an eine basisstation
DE10320156A1 (de) Verfahren zur Datenübertragung
DE10315057A1 (de) Verfahren zur Datenübertragung
DE10158755A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Übertragung von Daten über eine Mobilfunkstrecke

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase