WO2003055258A1 - Verfahren zum paketvermittelten datenübertragung bei funkzellenwechsel - Google Patents

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WO2003055258A1
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radio cell
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    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the invention relates to a method for packet-switched transmission of data packets sorted in a first order and containing useful information in a cellular radio communication system according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a radio communication system for packet-switched transmission of data packets sorted in a first order and containing useful information according to the preamble of claim 10.
  • Radio communication systems are becoming increasingly important in both business and private areas.
  • information for example voice, image information or other data
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • the radio interface is divided into transmission channels in accordance with TD / CDMA transmission methods or FD / CDMA transmission methods, which separate the radio resources of the radio interface between the individual subscriber stations.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • third generation systems for example, frequencies in the frequency band of approximately 2000 MHz are provided for the transmission channels.
  • the TDD mode is characterized in particular by the fact that a common frequency band is used both for data transmission in the upward direction (UL - uplink) and in the downward direction (DL - downlink), while the FDD mode has a different frequency band for the two transmission directions uses.
  • connection-oriented concepts can be used on the one hand, and methods based on logical connections on the other.
  • connection-oriented data transmissions physical resources of the radio interface must be made available during the entire time of the data transmission. A permanent provision of physical resources is not necessary for data transmission via logical connections.
  • An example of data transmission via logical connections is data transmission using data packets.
  • data packets There is a logical connection between the base station and the subscriber station for the duration of the entire transmission, but physical resources are only made available during the actual transmission times of the data packets. This method is based on the fact that the data are transmitted in short data packets, between which longer pauses can occur. In the pauses between the data packets, the physical resources are available for other logical connections. With regard to a logical connection, physical resources are saved. Within the scope of the invention, useful information is contained
  • Data packets transmitted in a cellular radio communication system the data packets being at least partially transmitted in a second sequence to at least one subscriber station via at least one first radio channel by a base station assigned to a first radio cell.
  • the at least one subscriber station sorts the received data packets in a buffer in the first order, the base station assigned to the first radio cell holding and / or displaying at least one status information relating to the contents of the buffer of the at least one subscriber station in a status memory.
  • the base station only includes the functions of the physical layer, i.e. Functions related to the physical layer. Functionalities of higher-order layers, such as error-handling methods of the data link layer or switching functions of the switching layer are not carried out in the base station, but in subordinate units of the radio network subsystem, such as the radio network controller.
  • the object of the present invention is to demonstrate a method and a radio communication system of the type mentioned at the outset, which enables efficient transmission of the data packets in the radio communication system in the event of a radio cell change.
  • the aim is to use the physical radio resources as efficiently as possible with the least possible administrative effort in the radio network subsystem. This task is accomplished by a
  • the transmission of the data packets is transferred from the first radio cell to a second radio cell and the data packets are transmitted to the at least one subscriber station via at least one further radio channel by a base station assigned to the second radio cell, the status information being transmitted from the base station assigned to the first radio cell the base station assigned to the second radio cell is transferred.
  • This procedure significantly extends the area of responsibility of the base stations.
  • the base station was limited to methods of the physical layer of the protocol stack of the ISO / OSI reference model; the management of the data packets after sending was not the responsibility of the base stations.
  • the status information was discarded and data packets that were in the buffer had to be retransmitted by the base station of the target radio cell.
  • the method according to the invention it is now possible that the data packets in the buffer do not have to be retransmitted even when there is a cell change.
  • the target radio cell - all status information is available in the target radio cell, so that data packets already transmitted to the subscriber station can be transmitted without any delay with the regular transmission of data. packages can be continued. This causes the
  • Data packets are transmitted efficiently even when the cell changes and the physical resources of the radio interface are not burdened by the retransmission of the data packets.
  • the sorting of the order of the data packets in the context of this method relates both to the number of data packets sent and to the order of the data packets within a row.
  • the first and second sequence which correspond to the transmitted and received sequence of the data packets, there is the possibility that the two sequences are designed differently. This is the most common case in practice. But there is also the possibility that both orders are identical.
  • the base station assigned to the first radio cell and the base station assigned to the second radio cell are identical and the status information is transferred internally to the base station.
  • the base stadium is logically assigned to different radio cells or cell sectors and manages these radio cells independently of one another.
  • the subscriber station changes from one cell sector to the neighboring cell sector of the same base station , the status information must be exchanged between logically independent management units of the cell sectors, so the administrative effort for the entire radio communication system with regard to the status information is minimal.
  • the status information is transmitted between that of the first one by means of a base station network Base station assigned to the radio cell and that of the second
  • the aim of the radio communication systems is to establish the physical interface, i.e. load the radio interface as little as possible. If the status information is discarded when changing the radio cell, the data packets must be retransmitted conventionally. This leads to an additional load on the radio interface. However, if the status information is advantageously transferred via the base station network, this relieves the load on the radio interface and thus leads to better and therefore more effective use of the radio resources.
  • the status information is transferred to the base station assigned to the second radio cell by means of the at least one subscriber station.
  • the content of the status information is generally less than the content of the data packets in the buffer, so that the transmission of the status information via the radio channel places less strain on the radio resources than the retransmission of the data packets.
  • the radio resource is used better than when the data packets are retransmitted, as is provided in the prior art.
  • the status memory in the base station assigned to the second radio cell and the buffer memory in the at least one subscriber station are deleted and / or reinitialized. Those stored in the buffer of the at least one subscriber station
  • Data packets are transmitted again from the base station assigned to the second radio cell. The one in the cache existing data packets are not lost in this way.
  • the status information is re-initialized in the base station assigned to the second radio cell, and the data packets of the intermediate store of the at least one subscriber station are forwarded to a data link layer downstream of the intermediate store, in particular the RLC layer (Radio Link Control) for further processing.
  • the radio interface is not burdened by retransmission of all data packets located in the buffer.
  • error correction methods are carried out which recognize incorrectly transmitted data packets. Upon request from this layer, only the faulty data packets can be retransmitted.
  • the base station assigned to the first radio cell and / or the base station assigned to the second radio cell remove the status information from the buffer and in the event that data packets were transmitted incorrectly, the faulty data packets are transmitted again.
  • This method makes it possible to apply error correction methods already on the physical layer of the protocol stack in the base station. The administrative effort in the entire radio communication system is thus minimized.
  • ARQ automatic repeat request
  • the data packets of the buffer of the at least one subscriber station are forwarded to a security layer downstream of the buffer, in particular the radio link control layer, for further processing.
  • the data packets are reprocessed in this data link layer, in particular using error correction methods and preferably ARQ methods.
  • error correction methods and preferably ARQ methods.
  • stage one is the responsibility of the base station and stage two is the responsibility of a network controller.
  • the at least one and / or the further radio channel can be an HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) radio channel specified according to the UMTS standard.
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • the above-mentioned object is achieved by a radio communication system with the features according to claim 10.
  • the radio communication system comprises means for transferring the transmission of the data packets from the first radio cell to a second radio cell
  • a base station assigned to the second radio cell comprises means for transmitting the data packets to the at least one Subscriber station via at least one further radio channel, means being available for transferring the status information from the base station assigned to the first radio cell to the base station assigned to the second radio cell.
  • the components base station and subscriber station are of particular importance for the invention.
  • the base station comprises at least means for arranging the data packets sorted in a first order in a second order and / or means for at least partially transmitting the data packets in the second order to the at least one subscriber station via at least one first radio channel and means for provision and / or mapping at least one status information relating to the content of the buffer of the at least one subscriber station in a status memory.
  • the subscriber station is designed in such a way that it comprises means for temporarily storing the received data packets and means for sorting the received data packets in a buffer in the first order.
  • 1 the schematic representation of a radio communication system for packet data transmission when changing radio cells
  • 2 the schematic representation of a radio communication system for packet data transmission when changing the radio cell sector.
  • This radio subsystem includes a radio network controller RNC and two base stations BS1 and BS2.
  • the base stations BS1 and BS2 are logical units which are responsible for the radio transmission K1 and K2 in the radio cells ZI and Z2 and which communicate with the radio network controller RNC via an interface.
  • the base stations BS1 and BS2 Based on the ISO / OSI reference model, the base stations BS1 and BS2 only support the physical layer of the protocol stack towards the subscriber station TS, while the radio network controller RNC also includes the bit transmission, the security and the switching layer of the protocol stack.
  • the data link layer is subdivided into the MAC (Medium Access Control), RLC (Radio Link Control), PDCP (Packet Data Convergence Protocol) and BMC (Broadcast / Multicast Control) layers.
  • MAC Medium Access Control
  • RLC Radio Link Control
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • BMC Broadcast / Multicast Control
  • the ARQ method does not correct and then accept data packets that have been disturbed by the receiver, but instead checks for correctness based on a code that detects an error, with any additional corrections. If a data packet is identified as incorrect in the ARQ method, the sender requests it again in the receiver. This ARQ procedure requires a return channel between the transmitter and receiver, via which the results of the error evaluation are communicated to the transmitter by means of an acknowledgment. For this purpose, all transmitted data packets are given a sequence number that defines the first sequence in the sender. A positive acknowledgment is sent for a correctly received data packet. If the receiving data packet is faulty, a negative acknowledgment is sent and its retransmission is requested.
  • the data packet generally has a structure that is specific to the ARQ process.
  • the received data packets are buffered in the first order, i.e. sorted according to the serial number of the transmitted data packets.
  • This sorting of the data packets already in the physical layer on the one hand facilitates the further processing of the data packets in higher layers and on the other hand the ARQ process is facilitated.
  • the base station BS1 assigned to the radio cell ZI holds / forms at least one of the contents of the buffer of the subscriber station TS relating to status information in a status memory. The base station BS1 must keep this status information of the transmitted data packets in the status memory until they have been reported as error-free by the subscriber station TS.
  • This management of the data packets in the base station BS1 and the subscriber station TS makes it possible to carry out the ARQ method in a first step on the physical Layer of the protocol stack of the base station BS1 and
  • Participant shift TS perform.
  • the transmission of the data packets is transferred from the first radio cell ZI with the assigned base station BS1 to the second radio cell Z2 with the base station BS2, the status information relating to the received data packets from the base station BS1 assigned to the second radio cell ZI to that of the second radio cell Z2 assigned base station Z2 is transferred.
  • the status information can be transferred by means of a base station network - corresponding to the radio network controller RNC in FIG. 1 - between the base station BS1 assigned to the first radio cell ZI and the base station BS2 assigned to the second radio cell Z2.
  • the status information can be assigned to that of the second radio cell Z2 by means of the subscriber station TS
  • Base station BS2 are handed over. This information is essentially transmitted over the radio channel K2 between the subscriber station TS and the base station BS2.
  • a third possibility is that the status memory in the base station BS2 assigned to the second radio cell Z2 and the buffer memory of the subscriber station TS are deleted and / or reinitialized.
  • a fourth possibility is that the status information in the base station BS2 assigned to the second radio cell Z2 is reinitialized and the data packets in the buffer of the subscriber station TS are passed on to higher protocol layers, in particular the RLC lower layer of the data link layer, for further processing.
  • an ARQ method in the physical layer of the base stations BS1 and BS2 is dispensed with.
  • a further and particularly efficient possibility of transferring the status information from the base station BS1 to the base station BS2 is the exemplary embodiment shown in FIG. 2.
  • the transfer of the status information from the base station BS assigned to the first radio cell Z 1 to the base station BS assigned to the second radio cell Z , ⁇ does not have to take place via external switching devices if the base station BS assigned to the first radio cell Z ⁇ and that assigned to the second radio cell Z X ⁇ Base station BS2 are identical.
  • the status information can be transferred within the base station.
  • the radio cell is divided into three cell sectors Z x , Z , ⁇ and Z , ⁇ x .
  • the base station BS is physically allocated to all three cell sectors Z x , Z and Z x, ⁇ , the internal management of the three cell sectors being carried out independently of one another in the base station BS.
  • the Status information from the administrative unit of the
  • the method according to the invention allows, in a first step, an ARQ method on the physical layer of the protocol stack.
  • the base station BS1 assigned to the first radio cell ZI and / or the base station BS2 assigned to the second radio cell Z2 already evaluate the status information on the physical layer. In the event that data packets were transmitted incorrectly, the faulty packets should be retransmitted.
  • the data packets of the intermediate store of the at least one subscriber station TS may be forwarded to the data link layer RLC of the protocol stack which is arranged downstream of the intermediate store.
  • the data packets are processed further in this data link layer and an ARQ method is used a second time, in particular in the RLC layer. This is the second stage of the ARQ process.
  • This second stage of the ARQ process takes place at base stations BS1 and BS2 in the radio network controller RNC.
  • radio channels which are HSDPA (High Speed Downlink Package Access) radio channels specified according to the UMTS standard.
  • HSDPA High Speed Downlink Package Access

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

Verfahren zur paketvermittelten Übertragung wobei durch eine einer ersten Funkzelle zugeordnete Basisstation die Datenpakete in einer zweiten Reihenfolge an mindestens eine Teilnehmerstation über mindestens einen ersten Funkkanal zumindest teilweise übermittelt werden,wobei die mindestens eine Teilnehmerstation die empfangenen Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge sortiert und die der ersten Funkzelle zugeordnete Basisstation mindestens eine den Inhalt des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation betreffende Statusinformation in einem Statusspeicher vorhält und/oder abbildet. Erfindungsgemässe wird die Übermittelung der Datenpakete von der ersten Funkzelle an eine zweite Funkzelle übergeben und es werden durch eine der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation die Datenpakete zu der mindestens einen Teilnehmerstation über mindestens einen weiteren Funkkanal übermittelt, wobei die Statusinformation von der der ersten Funkzelle zugeordneten Basisstation an die der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation übergeben wird.

Description

VERFAHREN ZUM PAKETVERMITTELTEN DATENÜBERTRAGUNG BEI FUNKZELLENWECHSEL
Beschreibung
Verfahren zur paketveπtiittelten Datenübertragung in einem zellularen Funk-Kommunikationssystem bei Funkzellenwechsel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur paketvermittelten Übertragung von in einer ersten Reihenfolge sortierten, Nutzinfomation enthaltenden Datenpaketen in einem zellularen Funk-Kommunikationssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft ferner ein Funk-Kommunikationssystem zur paketvermittelten Übertragung von in einer ersten Reihenfolge sortierten, Nutzinfomation enthaltenden Datenpaketen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Funk-Kommunikationssysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung im geschäftlichen, aber auch privaten Bereich. In Funk- Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer Basisstation und einer Teilnehmerstation, insbesondere einer Mobilstation, übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Träger- frequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Mobilfunksysteme wird die Funkschnittstelle entsprechend TD/CDMA-Übertragungsverfahren bzw. FD/CDMA-Übertragungsverfahren in Übertragungskanäle unterteilt, die die Funlkressourcen der Funkschnittstelle zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen separieren. Für
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der dritten Generation sind für die Übertragungskanäle beispielsweise Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
Für das bereits erwähnte UMTS-Funk-Kommunikationssystem wird zwischen einem sogenannten FDD-Modus (Frequency Division Duplex) und einem TDD-Modus (Time Division Duplex) unterschieden. Der TDD-Modus zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein gemeinsames Frequenzband sowohl für die Datenübertragung in Aufwärtsrichtung (UL - Uplink) als auch in Abwärtsrichtung (DL - Downlink) genutzt wird, während der FDD-Modus für die beiden Übertragungsrichtungen jeweils ein unterschiedliches Frequenzband nutzt.
Zur Übertragung der Daten zwischen einer Basisstation und einer Teilnehmerstation kann zum einen auf Verfahren zurück- geriffen werden, die auf verbindungsorientierten Konzepten beruhen, und zum anderen auf Verfahren, die auf der Basis logischer Verbindungen beruhen. Bei verbindungsorientierten Datenübertragungen müssen während der gesamten Zeit der Datenübertragung physikalische Ressourcen der Funkschnittstelle bereitgestellt werden. Bei der Datenübertragung über logische Verbindungen ist eine dauerhafter Bereitstellung von physikalischen Ressourcen nicht nötig.
Ein Beispiel für Datenübertragung über logische Verbindungen ist die Datenübertragung mittels Datenpaketen. Hier besteht während der Dauer der gesamten Übertragung eine logische Verbindung zwischen der Basisstation und der Teilnehmerstation, jedoch werden physikalische Ressourcen nur während der eigentlichen Übertragungszeiten der Datenpakte bereitgestellt. Dieses Verfahren basiert darauf, dass die Daten in kurzen Datenpaketen, zwischen denen längere Pausen auftreten können, übermittelt werden. In den Pausen zwischen den Datenpaketen sind die physikalischen Ressourcen für andere logische Verbindungen verfügbar. Bezogen auf eine logische Verbindung werden physikalische Ressourcen eingespart. Im Rahmen der Erfindung werden Nutzinformationen enthaltende
Datenpakete, in einem zellularen Funk-Kommunikationssystem übertragen, wobei durch eine einer ersten Funkzelle zugeordneten Basisstation die Datenpakete in einer zweiten Reihen- folge an mindestens eine Teilnehmerstation über mindestens einen ersten Funkkanal zumindest teilweise übermittelt werden. Die mindestens eine Teilnehmerstation sortiert die empfangenen Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge, wobei die der ersten Funkzelle zugeordnete Basisstation mindestens eine den Inhalt des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation betreffende Statusinformation in einem Statusspeicher vorhält und/oder abbildet.
Im Rahmen des ISO/OSI Referenzmodells umfassen die Basisstation ausschließlich die Funktionen der physikalischen Schicht, d.h. Funktionen die die Bitübertragungsschicht betreffen. Funktionalitäten höher geordneter Schichten, wie beispielsweise fehlerbehandelnde Verfahren der Sicherungs- schicht oder Vermittlungsfunktionen der Vermittlungsschicht werden nicht in der Basisstaion durchgeführt, sondern in nachgeordneten Einheiten des Radionetzwerk-Subsystems wie beispielsweise dem Radionetzwerkkontroller .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Funk-Kommunikationssystem der eingangs genannten Art aufzuzeigen, welche ein effizientes Übertragen der Datenpakete in dem Funk-Kommunikationssystem bei einem Funkzellwechsel ermöglicht. Insbesondere wird angestrebt, die physikalischen Funkressourcen möglichst effizient zu nutzen bei möglichst geringem Verwaltungsaufwand in dem Radionetzwerk-Subsystems . Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein
Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird die Übermittelung der Datenpakete von der ersten Funkzelle an eine zweite Funkzelle übergeben und durch eine der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation werden die Datenpakete zu der mindestens einen Teilnehmerstation über mindestens einen weiteren Funkkanal übermittelt, wobei die Statusinformation von der der ersten Funkzelle zugeordneten Basisstation an die der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation übergeben wird.
Durch dieses Verfahren wird der Verantwortungsbereich der Basisstationen signifikant erweitert. Nach den bislang bekannten Verfahren war die Basisstation auf Verfahren der physikalischen Schicht des Protokollstapels des ISO/OSI Referenzmodells beschränkt; die Verwaltung der Datenpakete nach erfolgtem Senden war nicht im Aufgabenbereich der Basisstationen. Im Fall eines Zellwechsels wurden die Statusinformationen verworfen und Datenpakete, die im Zwischenspeicher waren, mussten von der Basisstation der Zielfunk- zelle erneut übermittelt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nun möglich, dass auch bei einem Zellwechsel die im Zwischenspeicher befindlichen Datenpakete nicht erneut übermittelt werden müssen. Da die Statusinformation von der ersten Funkzelle an die zweite Funkzelle - die Zielfunkzelle - weitergegeben wird, sind in der Zielfunkzelle alle Statusinformationen vorhanden, so dass ohne Verzögerung bzw. Wiederholung von bereits an die Teilnehmerstation übermittelte Datenpakete mit der regulären Übermittlung von Daten- paketen fortgefahren werden kann. Dies führt dazu, dass die
Datenpakete auch bei Zellwechsel effizient übertragen werden und die physikalischen Ressourcen der Funkschnittstelle nicht durch die erneute Übermittlung der Datenpakete belastet wer- den. Die Sortierung der Reihenfolge der Datenpakete bezieht im Rahmen dieses Verfahren sowohl auf die Zahl der gesendeten Datenpakete als auch auf die Ordnung der Datenpakete innerhalb einer Reihe. Bezüglich der ersten und zweiten Reihenfolge, die der gesendeten und empfangenen Reihenfolge der Datenpakete entsprechen, besteht die Möglichkeit, dass beide Reihenfolgen unterschiedlich ausgestaltet sind. Dies ist der in der Praxis der am häufigsten auftretende Fall. Aber es besteht auch die Möglichkeit, dass beide Reihenfolgen identisch sind.
In Weiterbildung der Erfindung sind die der ersten Funkzelle zugeordnete Basisstation und die der zweiten Funkzelle zugeordnete Basisstation identisch und die Statusinformation wird basisstations-intern übergeben. Dies ist ein besonders effizienter Anwendungsfall der Erfindung, da die Übergabe der Statusinformation auf „kürzestem Weg" stattfindet. Die Basisstadion ist logisch unterschiedlichen Funkzellen oder Zellsektoren zugewiesen und verwaltet diese Funkzellen voneinander unabhängig. Wechselt die Teilnehmerstation von einem Zellensektor in den benachbarten Zellensektor der selben Basisstation, so müssen die Statusinformation zwischen logisch unabhängigen Verwaltungseinheiten der Zellsektoren ausgetauscht werden. Der für das gesamte Funk-Kommunikations- system anfallende Verwaltungsaufwand bezüglich der Statusin- formationen ist damit minimal.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Statusinformation mittels eines Basisstationsnetzwerks zwischen der der ersten Funkzelle zugeordneten Basisstation und der der zweiten
Funkzelle zugeordneten Basisstation übergeben. Ziel der Funk- Kommunikationssysteme ist es, die physikalische Schnittstelle, d.h. die Funkschnittstelle, möglichst wenig zu belasten. Wird die Statusinformation bei einem Funkzellenwechsel verworfen, so müssen die Datenpakete konventionell erneut übermittelt werden. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung der Funkschnittstelle. Werden die Statusinformationen aber vorteilhafterweise über das Basisstationsnetzwerks übergeben, so führt dies zu einer Entlastung der Funkschnittstelle und damit zu einer besseren und damit effektiveren Nutzung der Funk-Ressourcen.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Statusinformation mittels der mindestens einen Teilnehmerstation an die der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation übergeben. Der Inhalt der Statusinformation ist in der Regel kleiner als der Inhalt der Datenpakete im Zwischenspeicher, so dass die Übermittelung der Statusinformationen über den Funkkanal die Funk-Ressourcen weniger belastet als die erneute Übermittelung der Datenpakete. Auch mit diesem Verfahren ist die Funk- Ressource besser genutzt als bei erneuter Übermittelung der Datenpakete, wie es nach dem Stand der Technik vorgesehen ist.
In Weiterbildung der Erfindung werden der Statusspeicher in der der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation und der Zwischenspeicher in der mindestens einen Teilnehmerstation gelöscht und/oder neu initialisiert. Die in dem Zwischen- Speicher der mindestens einen Teilnehmerstation gespeicherten
Datenpakete werden erneut von der der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation übermittelt. Die im Zwischenspeicher befindlichen Datenpakete gehen auf diese Weise nicht verloren.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Statusinformation in der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation neu initialisiert und die Datenpakete des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation werden an eine dem Zwischenspeicher nachgeordnete Sicherungsschicht, insbesondere die RLC Schicht (Radio Link Control) , zur weiteren Verarbeitung weitergegeben. Durch dieses Verfahren wird die Funkschnittstelle nicht durch erneute Übermittelung aller im Zwischenspeicher befindlichen Datenpakete belastet. In der der Zwischenschicht nachgeordneten Sicherungsschicht werden Fehlerkorrekturverfahren durchgeführt, die fehlerhaft übertragene Datenpakete erkennen. Auf Anfrage dieser Schicht können nur die fehlerhaften Datenpakete erneut übertragen werden. Durch Ausnutzen der Fehlerkorrekturverfahren der nachgeschalteten Sicherungsschicht ist es möglich, die Zahl der erneut zu übermittelnden Datenpakete zu reduzieren und somit die Funkressourcen effizient zu nutzen.
In Weiterbildung der Erfindung werden die der ersten Funkzelle zugeordnete Basisstation und/oder die der zweiten Funkzelle zugeordnete Basisstation die Statusinformation des Zwischenspeichers aus und für den Fall, dass Datenpakete fehlerhaft übertragen wurden, werden die fehlerhaften Datenpakete erneut übermittelt. Dieses Verfahren ermöglicht es, bereits auf der physikalischen Schicht des Protokollstapels in der Basisstation Fehlerkorrekturverfahren anzu- wenden. Somit wird der Verwaltungsaufwand in dem gesamten Funk-Kommunikationssystem minimiert. Besonders eignen sich für die Fehlerkorrektur ARQ-Verfahren (automatic repeat request) . In Weiterbildung der Erfindung werden die Datenpakete des Zwischenspeichers der mindestens einen TeilnehmerStation an eine dem Zwischenspeicher nachgeordnete Sicherungsschicht, insbesondere die Radio Link Control Schicht, zur weiteren Verarbeitung weitergegeben. In dieser Sicherungsschicht werden die Datenpakete erneut verarbeitet, wobei insbesondere Fehlerkorrekturverfahren und dabei vorzugsweise ARQ-Verfahren angewandt werden. Die Anwendung dieser Verfahren sowohl in der physikalisch Schicht basierend auf den Zwischenspeichern als auch in der Sicherungsschicht ermöglicht ein zweistufiges Fehlerkorrekturverfahren: Stufe eins in der Verantwortung der Basisstation und Stufe zwei in der Verantwortung eines Netzwerkcontrollers .
Der mindestens eine und/oder der weitere Funkkanal kann ein nach dem UMTS Standard spezifizierte HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) Funkkanal sein. Insbesondere kann der Funkkanal nach dem Dokument R2-012001, „UTRA High Speed Downlink Packet Access
(Release 5)", Technical Specification Group Radio Access Network, 3rd Generation Partnership Pro ect (3GPP) , derzeit geplante HSDPA-Funkkanal (High Speed Downlink Packet Access) in einem nach UMTS-Standard arbeitenden Funk-Kommuni- kationssystem eingesetzt werden.
Im Hinblick auf das Funk-Kommunikationssystem wird die oben genannte Aufgabe durch ein Funk-Kommunikationssystem mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst das Funk-Kommunikationssystem Mittel zum Übergeben der Übermittelung der Datenpakete von der ersten Funkzelle an eine zweite Funkzelle, und eine der zweiten Funkzelle zugeordnete Basisstation umfasst Mittel zur Übermittelung der Datenpakete zu der mindestens einen Teilnehmerstation über mindestens einen weiteren Funkkanal, wobei Mittel vorhanden sind die Statusinformation von der der ersten Funkzelle zugeordneten Basisstation an die der zweiten Funkzelle zugeordneten Basisstation zu übergeben.
Für die Erfindung sind in einem Funk-Kommunikationssystem insbesondere die Komponenten Basisstation und Teilnehmerstation von Bedeutung.
Dabei umfasst die Basisstation mindestens Mittel zum Anordnen von den in einer ersten Reihenfolge sortierten Datenpaketen in eine zweite Reihenfolge und/oder Mittel zum zumindest teilweise Übermitteln der Datenpakete in der zweiten Reihenfolge an die mindestens eine Teilnehmerstation über mindes- tens einen ersten Funkkanal und Mittel zum Vorhalten und/oder Abbilden mindestens einer den Inhalt des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation betreffenden Statusinformation in einem Statusspeicher.
Die Teilnehmerstation ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass sie Mittel zum Zwischenspeichern der empfangenen Datenpakete und Mittel zum Sortieren der empfangenen Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge umfasst .
Einzelheiten und Details der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen und darin dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Hierbei zeigen:
Fig. 1: die schematische Darstellung eines Funk-Kommunikationssystems zur Paketdatenübertragung bei Funkzellenwechsel, Fig. 2: die schematische Darstellung eines Funk-Kommunikationssystems zur Paketdatenübertragung bei Funk- zellensektorwechsel .
In Fig. 1 ist der funktionale Aufbau eines Funk-Teilsystems eines Funk-Kommunikationssystems dargestellt. Zu diesem Funk- Teilsystem gehört ein Radionetzwerkkontroller RNC und zwei Basisstationen BS1 und BS2. Die Basisstationen BS1 und BS2 sind logische Einheiten, die für die Funkübertragung Kl und K2 in den Funkzellen ZI und Z2 verantwortlich sind und über eine Schnittstelle mit dem Radionetzwerkkontroller RNC kommunizieren. Bezogen auf das ISO/OSI Referenzmodell unterstützen die Basisstationen BS1 und BS2 zur Teilnehmerstation TS hin nur die physikalische Schicht des Protokollstapels, während der Radionetzwerkcontroller RNC außerdem die Bitüber- tragungs-, die Sicherungs- und die Vermittlungsschicht des Protokollstapels umfasst. Die Sicherungsschicht zerfällt hierbei in die Unterschichten MAC-Schicht (Medium Access Control) , RLC-Schicht (Radio Link Control), PDCP-Schicht (Paket Data Convergence Protocol) und BMC-Schicht (Broadcast/Multicast Control) .
Zur Fehlerbehandlung bei der Paketdatenübertragung gibt es im Wesentlichen zwei Ansätze - Vorwärtsfehlerkorrekturverfahren und ARQ-Verfahren (Automatic Repeat Request) . Im Unterschied zur Vorwärtsfehlerkorrekturen werden bei den ARQ-Verfahren gestörte Datenpakete nicht vom Empfänger korrigiert und dann akzeptiert, sondern gestützt auf einen Fehler erkennenden Code, mit eventuell zusätzlichen Korrekturen, auf Korrektheit überprüft. Wird bei dem ARQ-Verfahren ein Datenpaket als nicht korrekt erkannt, so wird es im Empfänger erneut von dem Sender angefordert. Dieses ARQ-Verfahren setzt einen Rückkanal zwischen Sender und Empfänger voraus, über den die Ergebnisse der Fehlerauswertung durch eine Quittung (acknowledgement) dem Sender mit- geteilt werden. Dazu werden alle übertragenden Datenpakete mit einer Laufnummer versehen, die die erste Reihenfolge im Sender definiert. Für ein korrekt empfangenes Datenpaket wird eine positive Quittung gesendet. Ist das empfangende Datenpaket fehlerhaft, so wird eine negative Quittung gesendet und seine erneute Übertragung verlangt. Das Datenpaket hat in der Regel eine für das ARQ-Verfahren spezifische Struktur.
Für eine effektive Nutzung der Funkressourcen mit einer effektiven Realisierung des ARQ-Verfahrens werden entsprechend der Erfindung in der Teilnehmerstation TS die empfangenden Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge, d.h. entsprechend der Laufnummer der übertragenden Datenpakete, sortiert. Diese Sortierung der Datenpakete schon in der physikalischen Schicht erleichtert zum einen die weitere Verarbeitung der Datenpakete in höheren Schichten und zum anderen wird das ARQ-Verfahren erleichtert. Darüber hinaus hält/bildet die der Funkzelle ZI zugeordnete Basisstation BSl mindestens eine den Inhalt des Zwischenspeichers der Teilnehmerstation TS betreffend Statusinformation in einem Statusspeicher vor/ab. Die Basisstation BSl muss diese Statusinformationen der übertragenden Datenpakte solange in dem Statusspeicher halten, bis sie als fehlerfrei empfangen von der Teilnehmerstation TS gemeldet worden sind.
Durch diese Verwaltung der Datenpakete in der Basisstation BSl und der Teilnehmerstation TS ist es möglich, das ARQ- Verfahren in einem ersten Schritt auf der physikalischen Schicht des Protokollstapels der Basisstation BSl und der
Teilnehmerschicht TS durchzuführen.
Im Falle eines Zellwechsels besteht das Problem, das die Statusinformation in der Zielzelle Z2 mit der Basisstation BS2 nicht bekannt ist. Erfindungsgemäß wird die Übermittlung der Datenpakete von der ersten Funkzelle ZI mit der zugeordneten Basisstation BSl an die zweite Funkzelle Z2 mit der Basisstation BS2 übergeben, wobei die Statusinformation be- züglich der empfangenden Datenpakete von der ersten Funkzelle ZI zugeordneten Basisstation BSl an die der zweiten Funkzelle Z2 zugeordneten Basisstation Z2 übergeben wird.
Für das Übergeben der Statusinformation von der ersten Funk- zelle ZI zur zweiten Funkzelle Z2 werden erfindungsgemäß folgende Möglichkeiten vorgeschlagen.
Erstens kann die Statusinformation mittels eines Basisstationsnetzwerkes - entsprechend dem Radionetzwerk- Controllers RNC in Fig. 1 - zwischen der der ersten Funkzelle ZI zugeordneten Basisstation BSl und der der zweiten Funkzelle Z2 zugeordneten Basisstation BS2 übergeben werden.
Zweitens kann die Statusinformation mittels der Teilnehmer- Station TS an die der zweiten Funkzelle Z2 zugeordneten
Basisstation BS2 übergeben werden. Diese Information wird im Wesentlichen über den Funkkanal K2 zwischen der Teilnehmerstation TS und der Basisstation BS2 übermittelt.
Eine dritte Möglichkeit ist, dass der Statusspeicher in der der zweiten Funkzelle Z2 zugeordneten Basisstation BS2 und der Zwischenspeicher der TeilnehmerStation TS gelöscht und/oder neu initialisiert wird. Für das ARQ-Verfahren auf der Basis der physikalischen Protokollstapelschicht bedeutet dies, dass die in dem Zwischenspeicher gespeicherten Datenpakte erneut von der zweiten Funkzelle Z2 zugeordneten Basisstation BS2 übermittelt werden müssen.
Eine vierte Möglichkeit besteht darin, dass die Statusinformation in der der zweiten Funkzelle Z2 zugeordneten Basisstation BS2 neu initialisiert werden und die Datenpakete in den Zwischenspeicher der Teilnehmerstation TS an höhere Protokollschichten, insbesondere die RLC-Unterschicht der Sicherungsschicht zur weiteren Verarbeitung weitergeben werden. In diesem Fall wird auf ein ARQ-Verfahren in der physikalischen Schicht der Basisstationen BSl und BS2 verzichtet .
Eine weitere und besonders effiziente Möglichkeit der Übergabe der Statusinformationen von der Basisstation BSl zur Basisstation BS2 ist das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel. Die Übergabe der Statusinformationen von der der ersten Funkzelle Z1 zugeordneten Basisstation BS an die der zweiten Funkzelle Z,λ zugeordneten Basisstation BS muss nicht über externe Vermittlungseinrichtungen erfolgen, wenn die der ersten Funkzelle Zλ zugeordneten Basisstation BS und die der zweiten Funkzelle ZXΪ zugeordnete Basisstation BS2 identisch sind. In diesem Fall können die Statusinformationen basis- stationsintern übergeben werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Funkzelle in drei Zellsektoren Zx, Z,λ und Z,< x aufgeteilt. Die Basisstation BS ist physikalisch allen drei Zellsektoren Zx, Z und Zx,ϊ zugeteilt, wobei die interne Verwaltung der drei Zellsektoren voneinander unabhängig in der Basisstation BS durchgeführt wird. Im Rahmen dieser Zellsektor unabhängigen Verwaltung werden die Statusinformationen von der Verwaltungseinheit des
Zellsektors Zx and Z,Λ übergeben.
Wie die Ausführungsbeispiele gezeigt haben, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren in einem ersten Schritt ein ARQ- Verfahren auf der physikalischen Schicht des Protokollstapels. Die der ersten Funkzelle ZI zugeordnete Basisstation BSl und/oder die der zweiten Funkzelle Z2 zugeordnete Basisstation BS2 werten die Statusinformationen bereits auf der physikalischen Schicht aus. Für den Fall, dass Datenpakete fehlerhaft übertragen wurden, sollen die fehlerhaften Pakete erneut übermittelt werden.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Datenpakete des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation TS an die dem Zwischenspeicher nachgeordnete Sicherungsschicht RLC des Protokollstapels weitergegeben wird. In dieser Sicherungsschicht werden die Datenpakete weiter verarbeitet und insbesondere in der RLC-Schicht wird ein zweites Mal ein ARQ-Verfahren angewandt. Dies ist die zweite Stufe des ARQ- Verfahrens . Dies zweite Stufe des ARQ-Verfahren findet von den Basisstationen BSl und BS2 abgesetzt in dem Radionetzwerkcontroller RNC statt.
Mit besonderem Vorteil wird das beschriebene Verfahren auf Funkkanäle angewandt, die nach dem UMTS Standard spezifizierte HSDPA (High Speed Downlink Paket Access) Funkkanäle sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur paketvermittelten Übertragung von in einer ersten Reihenfolge sortierten, Nutzinformation enthaltenden Datenpaketen in einem zellularen Funk- KommunikationsSystem, wobei durch eine einer ersten Funkzelle (ZI; Zλ) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) die Datenpakete in einer zweiten Reihenfolge an mindestens eine Teilnehmerstation (TS) über mindestens einen ersten Funkkanal (Kl; K )) zumindest teilweise übermittelt werden, wobei die mindestens eine Teilnehmerstation (TS) die empfangenen Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge sortiert und die der ersten Funkzelle (ZI; Zλ) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) mindestens eine den Inhalt des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) betreffende Statusinformation in einem Statusspeicher vorhält und/oder abbildet dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittelung der Datenpakete von der ersten Funkzelle (ZI; Zx) an eine zweite Funkzelle (Z2; Z,x) übergeben wird und dass durch eine der zweiten Funkzelle (Z2; Z, ) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) die Datenpakete zu der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) über mindestens einen weiteren Funkkanal (K2; K,x) übermittelt werden, wobei die Statusinformation von der der ersten Funkzelle (ZI; Zxl) zugeordneten Basisstation (BSl; BS) an die der zweiten Funkzelle (Z2; Z,λ) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) übergeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Funkzelle (Zx) zugeordnete Basisstation (BS) und die der zweiten Funkzelle (Zxx) zugeordnete Basisstation (BS) identisch sind und die Statusinformation basisstations-intern übergeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Statusinformation mittels eines Basisstationsnetzwerks (RNC) zwischen der der ersten
Funkzelle (ZI; Z ) zugeordneten Basisstation (BSl; BS) und der der zweiten Funkzelle (Z2; Z,λ) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) übergeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statusinformation mittels der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) an die der zweiten Funkzelle (Z2; Zvx) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) übergeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Statusspeicher in der der zweiten Funkzelle (Z2; Z,x) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) und der Zwischenspeicher in der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) gelöscht und/oder neu initialisiert werden .
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statusinformation in der zweiten Funkzelle (Z2; Z,x) zugeordneten Basisstation neu initialisiert wird und dass die Datenpakete des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) an eine dem Zwischenspeicher nachgeordnete Sicherungsschicht (RLC) , insbesondere die Radio Link Control Schicht, zur weiteren Verarbeitung weitergegeben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Funkzelle (ZI; Zx) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) und/oder die der zweiten Funkzelle (Z2; Zx<) zugeordnete Basisstation (BS2; BS) die Statusinformation des Zwischenspeichers auswerten und für den Fall, dass Datenpakete fehlerhaft übertragen wurden, die fehlerhaften Datenpakete erneut übermittelt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) an eine dem Zwischenspeicher nachgeordnete Sicherungsschicht (RLC) , insbesondere die Radio Link Control Schicht, zur weiteren Verarbeitung weitergegeben werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine und/oder der weitere Funkkanal (Kl, K2 ; Kx, Kxx) ein nach dem UMTS Standard spezifizierte HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) Funkkanal ist.
10. Zellulares Funk-Kommunikationssystem zur paketver- mittelten Übertragung von Nutzinfomation enthaltenden
Datenpaketen umfassend mindestens eine einer ersten Funkzelle (ZI; Z ) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) und mindestens eine Teilnehmerstation (TS) , Mittel zum Anordnen von den in einer ersten Reihenfolge sortierten Datenpaketen in eine zweite Reihenfolge, wobei die der ersten Funkzelle (ZI; Zx) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) Mittel zum zumindest teilweise Übermitteln der Datenpakete in der zweiten Reihenfolge an die mindestens eine Teilnehmerstation (TS) über mindestens einen ersten Funkkanal (Kl; Kx) umfasst, wobei die mindestens eine Teilnehmerstation (TS) Mittel zum Sortieren der empfangenen Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge umfasst und wobei die der ersten Funkzelle (Zl; Zx) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) Mittel zum Vorhalten und/oder Abbilden mindestens einer den Inhalt des Zwischenspeichers der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) betreffenden Statusinformation in einem Statusspeicher umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Funk-Kommunikationssystem Mittel zum Übergeben der Übermittelung der Datenpakete von der ersten Funkzelle (ZI; Z ) an eine zweite Funkzelle (Z2; Zxx) umfasst und dass eine der zweiten Funkzelle (Z2; Zxx) zugeordnete Basisstation (BS2; BS) Mittel zur Übermittelung der Datenpakete zu der mindestens einen Teilnehmerstation (TS) über mindestens einen weiteren Funkkanal (K2; Kxx) umfasst, wobei Mittel vorhanden sind, die Statusinformation von der der ersten Funkzelle (ZI; Zx) zugeordneten Basisstation (BSl; BS) an die der zweiten Funkzelle (Z2; Zx x) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) zu übergeben.
11. Basisstation, insbesondere für ein Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Funkzelle (ZI; Zx) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) und/oder die der zweiten Funkzelle (Z2; Zxx) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) Mittel zum Anordnen von den in einer ersten Reihenfolge sortierten Datenpaketen in eine zweite Reihenfolge umfasst.
12. Basisstation nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Funkzelle (ZI; Zx) zugeordnete Basisstation (BSl; BS) und/oder die der zweiten Funkzelle (Z2; Zxx) zugeordneten Basisstation (BS2; BS) - Mittel zum zumindest teilweise Übermitteln der
Datenpakete in der zweiten Reihenfolge an die mindestens eine Teilnehmerstation (TS) über mindestens einen ersten Funkkanal (Kl) und - Mittel zum Vorhalten und/oder Abbilden mindestens einer den Inhalt des Zwischenspeichers der mindestens einen
Teilnehmerstation (TS) betreffenden Statusinformation in einem Statusspeicher umfasst.
13. Teilnehmerstation, insbesondere zur Verwendung in einem Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmerstation (TS)
- Mittel zum Zwischenspeichern der empfangenen Datenpakete und
- Mittel zum Sortieren der empfangenen Datenpakete in einem Zwischenspeicher in die erste Reihenfolge umfasst.
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