DE10124190C1 - Verfahren zur optimierten Nutzung der Übertragungskapazität eines in Funkzellen unterteilten Funkkommunikationssystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optimierten Nutzung der Übertragungskapazität eines in Funkzellen unterteilten Funkkommunikationssystems, bei dem eine Basisstation mittels in Verkehrskanalelementen unterteilten Verkehrskanälen mit einem Kommunikationsendgerät zur Abwicklung von Übertragungen einzelner Dienste kommuniziert. DOLLAR A Jedem Dienst wird gemäß seiner spezifischen Übertragungsbedingungen eine Menge zugeordnet. Jede Menge verfügt über ihr zugeordnete Verkehrskanalelemente zur Abwicklung der Übertragung des zugeordneten Dienstes. Nicht ausschließlich für eine Übertragung benutzte Verkehrskanalelemente werden einer gemeinsamen Ressourcenmenge zugeordnet, auf deren Verkehrskanalelemente, abhängig von einer Dienst- bzw. von einer Zugriffspriorität, die einzelnen Mengen zeitweise zugreifen und diese für deren Übertragungen mit verwenden. Bei einem Mangel an Verkehrskanalelementen im Funkkommunikationssystem werden freie Verkehrskanalelemente für die Ressourcenmenge abhängig von der Netzplanung und der Charakteristika der Verkehrskanalelemente erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optimierten Nutzung der Übertragungskapazität eines in Funkzellen unterteilten Funkkommunikationssystems, bei dem eine Basisstation mittels in Verkehrskanalelementen unterteilten Verkehrskanälen mit einem Kommunikationsendgerät zur Abwicklung von Übertragungen einzelner Dienste kommuniziert.

Aus dem Dokument WO 96/22665 ist eine Zuordnung von Verkehrs­ kanalelementen in einem TDMA-System bekannt, bei dem von ei­ ner Gesamtanzahl an Zeitschlitzen eine Grundanzahl für paket­ vermittelte Übertragungen reserviert ist und die restlichen Zeitschlitze für kanalvermittelte Übertragungen reserviert sind. Wird ein steigender Bedarf an paketvermittelten Über­ tragungen zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation erkannt, werden nachfolgend für kanalvermittelte Übertragun­ gen reservierte Zeitschlitze den paketvermittelten Übertra­ gungen zugeordnet.

Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren beginnt jedoch erst nach einem eingetretenen zusätzlichen Bedarf mit einer Umgruppierung bzw. Freigabe von reservierten Zeitschlitzen, wodurch es zu Verzögerungen in der Abwicklung von Übertragun­ gen in einem Funksystem kommt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Über­ tragungskapazität eines Funkkommunikationssystems, wie bei­ spielsweise eines Mobilfunksystems, derart optimiert zu nut­ zen, dass zu jeder Zeit sowohl kanalvermittelte als auch pa­ ketvermittelte Übertragungen bestmöglich abgewickelt und Übertragungsengpässe vermieden bzw. überwunden werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zusammenfassend werden durch die erfindungsgemäße Zuordnung von Diensten zu bestimmten Mengen bzw. zu den den Mengen zu­ geordneten Verkehrskanalelementen und den zeitweisen Zugriff dieser Mengen auf die Verkehrskanalelemente der gemeinsamen Ressourcenmenge, der angepasst auf die jeweilige Verkehrslast des Funkkommunikationssystem bzw. der Funkzelle erfolgt, so­ wie durch eine vorteilhafte Zuweisung von bestimmten Diensten zu Verkehrskanalelementen, beispielsweise Trägerfrequenzen, die mit einem für diesen Dienst angepassten Trägerfrequen­ zwiederholungsfaktor geplant wurden, sowie durch weitere spe­ zifische Maßnahmen zur Schaffung von freien Verkehrskanalele­ menten für die gemeinsame Ressourcenmenge Übertragungsengpäs­ se beim Funkkommunikationssystem und dessen Funkzellen ver­ mieden bzw. überwunden.

Erfindungsgemäß werden dabei jeder Menge eine Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen zugeordnet, die der ausschließli­ chen Übertragung des jeweils zugeordneten Dienstes dienen, wobei diese Mindestanzahl nicht unterschritten werden kann. Dadurch steht zu jeder Zeit, abhängig von der Netzplanungs- und Netzkonfigurationsstrategie des Betreibers, für jeden Dienst eine Grundübertragungskapazität zur Verfügung.

Durch die Zuordnung von Verkehrskanalelementen zu einer ge­ meinsamen Ressourcenmenge und den Zugriff der den Diensten zugeordneten Mengen auf diese Verkehrskanalelemente können zusätzlich auftretende paketvermittelte bzw. kanalvermittelte Übertragungen abgewickelt werden. Der Zugriff erfolgt dabei vorteilhafterweise mit Hilfe einer den Mengen zugeordneten Zugriffspriorität.

Durch den erfindungsgemäßen, nach der Zugriffspriorität er­ folgenden Zugriff einer Menge auf die Verkehrskanalelemente einer anderen Menge unter Umgehung der gemeinsamen Ressour­ cenmenge kann das Funkkommunikationssystem auch bei einem Mangel an freien Verkehrskanalelementen bei der gemeinsamen Ressourcenmenge flexibel reagieren.

Diese Flexibilität wird auch besonders dadurch ermöglicht, dass bei einem Mangel an freien Verkehrskanalelementen bei der Ressourcenmenge nach einer vom Betreiber vorgegebenen Dienstpriorität wieder freie Verkehrskanalelemente für die Ressourcenmenge erzeugt werden.

Durch den nach der Zugriffspriorität erfolgenden dynamischen Zugriff auf die Verkehrskanalelemente wird die ständige opti­ male Nutzung der Übertragungskapazität des Funkkommunikati­ onssystems erreicht.

Ein Dienst dient dabei beispielsweise der kanalvermittelten Übertragung von GSM-Sprachsignalen oder von AMR- Sprachsignalen oder von HSCSD-Daten oder von ECSD-Daten oder von FAX-Daten, bzw. der paketvermittelten Übertragung von GPRS-Daten oder von EGPRS-Daten. Vorteilhafterweise werden die Mengen, die der ausschließlichen kanalvermittelten Über­ tragung von Diensten dienen, einer Kanaldienstmenge bzw. die Mengen, die der ausschließlichen paketvermittelten Übertra­ gung von Diensten dienen, einer Paketdienstmenge zugeordnet.

GSM-Sprachsignale werden dabei mittels Fullrate- und/oder Halfrate- und/oder Enhanced-Fullrate-Verfahren übertragen. AMR-Sprachsignale werden mittels Fullrate- und/oder Halfrate- Verfahren übertragen.

Erfindungsgemäß sind die Verkehrskanalelemente durch die Trä­ gerfrequenzen und/oder den Trägerfrequenzen zugeordneten Zeitschlitzen und/oder Codes definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren findet daher Anwendung bei Funkkommunikationssyste­ men mit FDMA-, TDMA- und CDMA-Zugriffsverfahren, bzw. Kombinationen aus diesen Zugriffsverfahren, wie beispielsweise TD-CDMA oder FD-CDMA.

Vorteilhafterweise werden die Trägerfrequenzen zu mindestens einer Kanalgruppe zusammengefasst, der jeweils eine Dienst­ prioritätsliste des Betreibers zugeordnet wird. Darin sind mit verschiedenen Prioritäten versehene, über eine einzelne Kanalgruppe abzuwickelnde Dienste derart aufgeführt, dass durch die Zuordnung der Prioritäten eine netzspezifische Op­ timierung der Übertragungskapazität des Funkkommunikationssy­ stems erfolgt.

Erfindungsgemäß werden mit Hilfe der Dienstpriorität optimale Voraussetzungen für die Planung eines dienstspezifischen Trä­ gerfrequenzwiederholungsfaktors bereitgestellt, was zu einer Optimierung der verfügbaren Ressourcen und damit zu einer Mi­ nimierung von Übertragungsengpässen führt.

Durch die bevorzugte Zuweisung von für Interferenzen empfind­ licheren Diensten an Trägerfrequenzen, die innerhalb des Kom­ munikationssystems mit einem größeren Trägerfrequenzwiederho­ lungsfaktor, dem sogenannten Reuse, geplant wurden, wie bei­ spielsweise heute und zukünftig angewandte paketvermittelte Übertragungen, wird die Übertragungsnutzdatenrate dieser Dienste verbessert. Diese Dienste sind systembedingt bei ei­ ner Verwendung von Coding-Schemes mit einer hohen User- Bitrate gegenüber störenden gleichen Trägerfrequenzen von be­ nachbarten Basisstationen sehr anfällig. Durch den größeren Trägerfrequenzwiederholungsfaktor sind benachbarte Basissta­ tionen, die mit gleichen Trägerfrequenzen senden, räumlich weiter voneinander entfernt. Die störenden Trägerfrequenzen sind damit besser von den Trägerfrequenzen der Nutzsignale entkoppelt.

Ferner wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Ab­ hängigkeit von Diensten von existierender Basisstationshard­ ware berücksichtigt. So können beispielsweise EDGE-Dienste bzw. GERAN-Dienste, welche eine 8PSK-Modulation erfordern, nicht über Carrier-Units abgewickelt werden, die nur eine GMSK-Modulation, wie sie heute bei GSM oder GPRS verwendet wird, unterstützen. Erfindungsgemäß werden deshalb EDGE- Dienste bzw. GERAN-Dienste über eine in der Basisstation ent­ haltene, EDGE-fähige EDGE-Carrier-Unit abgestrahlt und damit EGPRS-Daten und/oder ECSD-Daten und/oder breitbandige AMR- Sprachsignale übertragen.

Stehen in einer Funkzelle momentan genügend Verkehrskanalele­ mente zur Verfügung, um einen neu hinzukommenden Dienst sei­ nen Anforderungen (z. B. Quality-of-Service-Anforderungen) ge­ mäß zu bedienen, so erfolgt die Zuteilung des Dienstes an die jeweilige Menge bzw. an deren Verkehrskanalelemente anhand der Dienstprioritätsliste.

Stehen in der Funkzelle jedoch nicht genügend Verkehrskanale­ lemente zur Verfügung, um den neu hinzukommenden Dienst an­ hand seiner spezifischen Anforderungen zu bedienen, so werden erfindungsgemäß zusätzliche Maßnahmen neben der dienstpriori­ tätsabhängigen Zuordnung der Verkehrskanalelemente durchge­ führt. Bei einem ansteigenden Bedarf an Verkehrskanalelemen­ ten und bei einem gleichzeitigen Mangel an freien Verkehrska­ nalelementen bei der Ressourcenmenge werden erfindungsgemäß freie Verkehrskanalelemente für die Ressourcenmenge erzeugt.

Dies geschieht vorteilhafterweise bei einer ausgelasteten Funkzelle durch einen Handover von bestehenden kanalvermit­ telten Übertragungen an benachbarte Basisstationen bzw. durch einen Cell-Reselection-Prozess bei paketvermittelten Übertra­ gungen. Anhand der Dienstprioritätsliste werden kanalvermit­ telte und/oder paketvermittelte Übertragungen an benachbarte Funkzellen weitergegeben und freie Verkehrskanalelemente bei der ausgelasteten Funkzelle erzeugt.

Auch können zur Erzeugung von freien Verkehrskanalelementen verwendete Übertragungsverfahren geändert werden. Beispielsweise wird bei der Übertragung von GSM-Sprachsignalen von ei­ nem verwendeten Fullrate-Übertragungsverfahren auf ein Hal­ frate-Übertragungsverfahren übergewechselt, was auch als "Downgrade" bezeichnet wird. Ebenso kann bei einer paketver­ mittelten Übertragung die einem einzelnen Teilnehmer zugeord­ nete Anzahl an Verkehrskanalelementen verringert werden, was auch bei einer kanalvermittelten Übertragung von HSCSD-Daten bzw. von ECSD-Daten möglich ist.

Ebenfalls ist erfindungsgemäß die gemeinsame Nutzung von zu­ geordneten Verkehrskanalelementen durch mehrere Benutzer bei einer paketvermittelten Übertragung vorgesehen, wobei dann die zu übertragenden Daten der einzelnen Benutzer mit Hilfe eines Multiplex-Verfahrens zusammengefasst werden.

Um zu vermeiden, dass eine bereits ausgelastete Funkzelle bzw. die zugehörige Basisstation durch Handover von benach­ barten Funkzellen zusätzlich belastet wird, erhält die ausge­ lastete Funkzelle in einer Zielzellen-Liste eine niedrigere Priorität. Benachbarte Basisstationen greifen zur Planung ei­ nes Handovers bzw. eines Cell-Reselection-Prozesses auf diese Zielzellen-Liste zu und führen ihre Handover bzw. ihre Cell- Reselection-Prozesse mit Basisstationen durch, die eine höhe­ re Priorität in der Zielzellen-Liste aufweisen. Dadurch wer­ den weitere Anforderungen von zusätzlichen Übertragungen von der bereits ausgelasteten Basisstation ferngehalten.

Erst wenn in der ausgelasteten Funkzelle wieder freie Über­ tragungskapazitäten, also Verkehrskanalelemente, zur Verfü­ gung stehen, wird in der Zielzellen-Liste die Priorität der betrachteten Basisstation wieder erhöht.

Durch die Zuordnung einer mittleren Anzahl von Verkehrskana­ lelementen zu jeder einzelnen Menge wird beispielsweise au­ ßerhalb von Hauptverkehrszeiten im Funkkommunikationssystem eine definierte Ausgangssituation für die Übertragung einzel­ ner Dienste erzeugt, ein ständiges Nachregeln der den einzel­ nen Mengen zugeordneten Verkehrskanalelemente wird vermieden, benötigter Rechen- bzw. Verwaltungsaufwand wird dadurch redu­ ziert. Die jeder Menge jeweils zugeordnete Mindestanzahl bzw. mittlere Anzahl an Verkehrskanalelementen kann erfindungsge­ mäß während des Betriebes mit Hilfe eines vom Betreiber zur Verfügung gestellten Management-Systems jederzeit geändert werden.

Die Zuordnung von Verkehrskanalelementen zu den einzelnen Mengen wird mit Hilfe eines Algorithmus kontinuierlich über­ wacht. Für jede einem Dienst zugeordnete Menge wird kontinu­ ierlich ein Verhältnis der von der Menge gegenwärtig benutz­ ten Verkehrskanalelemente zu der der Menge momentan zugeord­ neten Anzahl an Verkehrskanalelementen gebildet und bei einer betrachteten Menge mit deren Grenzwerten verglichen.

Dabei zeigt ein Unterschreiten eines ersten Grenzwertes an, dass in der betrachteten Menge Verkehrskanalelemente zur Ver­ fügung stehen, die derzeit zu keiner Übertragung benutzt wer­ den. Eine schrittweise Zuordnung dieser Verkehrskanalelemente beispielsweise zur Ressourcenmenge kann eingeleitet und so­ lange fortgesetzt werden, solange bei der betrachteten Menge der erste Grenzwert unterschritten bleibt.

Wird hingegen bei der betrachteten Menge ein zweiter Grenz­ wert erreicht, so wird bei dieser Menge ein Mangel an Ver­ kehrskanalelementen für Übertragungen angezeigt und eine schrittweise Zuordnung von freien Verkehrskanalelementen, beispielsweise von der Ressourcenmenge, kann bis zum Unter­ schreiten des zweiten Grenzwertes bei der betrachteten Menge, bzw. bis zum Erreichen einer der Ressourcenmenge zugeordneten Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen eingeleitet werden. Da sich mit jeder Aufnahme oder Abgabe eines Verkehrskanale­ lements die momentane Anzahl der zugeordneten Verkehrskanale­ lemente bei der betrachteten Menge ändert, wird das beschrie­ bene Verhältnis nach jeder Aufnahme beziehungsweise Abgabe eines Verkehrskanalelements aktualisiert.

Der Ressourcenmenge ist kein erster bzw. zweiter Grenzwert zugeordnet, sondern eine Mindestanzahl an Verkehrskanalele­ menten. Ihr werden vorteilhafterweise dann ungenutzte Ver­ kehrskanalelemente anderer Mengen zugeordnet, wenn bei der Ressourcenmenge die Mindestanzahl der ihr zugeordneten Ver­ kehrskanalelemente erreicht wird. Diese Mindestanzahl kann vorteilhafterweise während des Betriebes mit Hilfe des vom Betreiber zur Verfügung gestellten Management-Systems jeder­ zeit geändert werden.

Somit kann bei Bedarf über die Ressourcenmenge beispielswei­ se die Kanaldienstmenge auf die Verkehrskanalelemente einer GPRS-Menge zugreifen.

Eine Zuordnung von Verkehrskanalelementen erfolgt vorteilhaf­ terweise nur dann, wenn bei einer Menge ein Überschuss und bei einer anderen Menge ein dringender Bedarf an Verkehrska­ nalelementen angezeigt wird. Dadurch wird der Rechen- bzw. Verwaltungsaufwand im Funkkommunikationssystem minimiert.

Bei Paketdatendiensten wird eine Bedarfsmeldung von zusätzli­ chen Verkehrskanalelementen für unterschiedliche Zuweisungs­ verfahren von Verkehrskanalelementen vorteilhafterweise nach vergebenen Prioritäten gesteuert. Man unterscheidet hierbei zwischen vertikaler Zuweisung und horizontaler Zuweisung. Beide Verfahren unterscheiden sich in der Reihenfolge, bei der sich mehrere Teilnehmer ein Verkehrskanalelement durch ein Multiplexverfahren teilen.

Bei der vertikalen Zuweisung wird jedes Verkehrskanalelement so lange auf mehrere Teilnehmer aufgeteilt, bis eine Maximal­ zahl an mittels Multiplexverfahren zusammengefassten Teilneh­ mern dort erreicht ist. Erst dann wird bei einem zusätzlichen Bedarf ein weiteres Verkehrskanalelement zugewiesen, das dann durch zusätzliche Teilnehmer wiederum bis zum Erreichen der Maximalzahl an Teilnehmer pro Verkehrskanalelement aufgefüllt wird. Dadurch werden horizontal liegende Verkehrskanalelemen­ te zunächst vertikal gefüllt, das heißt mehrere Teilnehmer teilen sich ein Verkehrskanalelement, bis nach Erreichen des Maximalwertes das nächste horizontal liegende Verkehrskanale­ lement zugewiesen wird.

Beim horizontalen Zuweisungsverfahren hingegen werden die freien Verkehrskanalelemente solange mit maximal einem Teil­ nehmer pro Verkehrskanalelement belegt, bis alle freien Ver­ kehrskanalelemente belegt sind. Erst dann werden bei steigen­ dem Bedarf mehrere Teilnehmer auf ein Verkehrskanalelement mit Hilfe von Multiplexverfahren zusammengefasst. Da bei die­ sem Zuweisungsverfahren alle freien Verkehrskanalelemente sehr schnell belegt werden können, wird durch Prioritäten ge­ steuert, ob beispielsweise beim Erreichen des zweiten Grenz­ wertes bei einer GPRS-Menge bzw. bei einer EGPRS-Menge zu­ nächst mehrere Teilnehmer auf ein Verkehrskanalelement mit­ tels Multiplexverfahren zusammengefasst werden, bis die ge­ wählte Maximalzahl an Teilnehmern erreicht ist und anschlie­ ßend Bedarf für ein weiteres Verkehrskanalelement angemeldet wird, oder ob beim Erreichen des jeweiligen zweiten Grenz­ werts sofort Bedarf für ein weiteres Verkehrskanalelement an­ gemeldet wird und im Falle eines frei verfügbaren Verkehrska­ nalelements dieses der anfordernden Menge zugeordnet wird. Im ersten Fall wird vorteilhafterweise durch Prioritäten gesteu­ ert, ob eine Nichterfüllung bestimmter Serviceanforderungen, wie beispielsweise der Einhaltung von geforderten Quality-of- Service-Anforderungen, zu einer sofortigen Bedarfsanforderung führt.

Vorteilhafterweise wird bei Bedarf solange auf die freien Verkehrskanalelemente der Ressourcenmenge zugegriffen, bis deren zugeordnete Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen er­ reicht wird.

Beispielsweise greift die Kanaldienstmenge unter Beachtung der Grenzwerte bei einem ansteigenden Bedarf an Verkehrskana­ lelementen für kanalvermittelte Übertragungen vorteilhafter­ weise auf die freien Verkehrskanalelemente der gemeinsamen Ressourcenmenge zu und gibt bei einem sich verringernden Bedarf freiwerdende Verkehrskanalelemente solange an die Res­ sourcenmenge ab, bis die Kanaldienstmenge, bzw. die ihr zuge­ ordneten Mengen, die mittlere Anzahl an Verkehrskanalelemen­ ten erreicht hat bzw. haben.

Steigt nachfolgend der Bedarf an paketvermittelten Übertra­ gungen an, werden solange Verkehrskanalelemente der Kanal­ dienstmenge der Ressourcenmenge und von dieser der Paket­ dienstmenge zugeordnet, bis die Kanaldienstmenge, bzw. die ihr zugeordneten Mengen, ihre Mindestanzahl an Verkehrskana­ lelementen erreicht hat bzw. haben.

Gleiches gilt sinngemäß für andere Mengen, wie beispielsweise für die Paketdienstmenge.

Vorteilhafterweise erfolgt der jeweilige Zugriff der Mengen auf die Verkehrskanalelemente der Ressourcenmenge unter der Berücksichtigung einer vom Benutzer erstellten Zugriffsprio­ rität. Dabei kann ein direkter Zugriff, beispielsweise einer EGPRS-Menge auf die Verkehrskanalelemente einer GPRS-Menge unter Umgehung der Ressourcenmenge erfolgen. Dadurch wird verhindert, dass bei einer bereits stark ausgelasteten Funk­ zelle eine stetige einseitige Verminderung der Verkehrskana­ lelemente einzelner Mengen erfolgt, bzw. dass, abhängig von einer Strategie des Betreibers, einzelne Mengen auf Kosten anderer sich ständig in einer Sättigungssituation befinden, wodurch Systemdynamik verloren gehen würde.

Besonders vorteilhaft ist, dass erfindungsgemäß bei einer er­ sten Menge, die ihre freiwerdenden Verkehrskanalelemente an eine zweite Menge abgab, bei einem nachfolgend eintretenden Bedarf an Verkehrskanalelementen bei beiden Mengen der ersten Menge solange Verkehrskanalelemente der zweiten Menge zuge­ führt werden, bis die erste Menge wieder ihre zugeordnete mittlere Anzahl an Verkehrskanalelementen erreicht hat, was vorteilhafterweise nach Prioritäten gesteuert erfolgt.

Anwendungsbeispiele der Erfindung finden sich bei Kommunika­ tionssystemen, insbesondere Mobilfunksystemen, bei denen über eine Funkschnittstelle Signale ausgetauscht werden.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Funkkommunikationssystem mit einem kleinen Träger­ frequenzenwiederholungsfaktor,

Fig. 2 ein Funkkommunikationssystem mit einem auf Fig. 1 bezo­ genen, größeren Trägerfrequenzenwiederholungsfaktor,

Fig. 3 zwei Kanalgruppen mit jeweils zugeordneter Dienstprio­ ritätsliste,

Fig. 4 Verkehrskanalelemente bei einem FDMA-TDMA- Funkkommunikationssystem,

Fig. 5 Verkehrskanalelemente bei einem TD-CDMA- Funkkommunikationssystem,

Fig. 6 eine Ressourcenmenge und einzelnen Diensten zugeordnete Mengen einer Funkzelle mit den Mengen zugeordneten Kennwerten,

Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10 eine dynamische Zuordnung von Verkehrskanalelementen der Mengen und der Ressourcen­ menge aus Fig. 6, bei einem Anstieg von kanalvermittel­ ten Übertragungen,

Fig. 11 ausgehend von Fig. 10 eine Zuordnung von Verkehrskana­ lelementen der Mengen und der Ressourcenmenge bei einer Verringerung von kanalvermittelten Übertragungen,

Fig. 12 ausgehend von Fig. 10 eine Zuordnung von Verkehrskana­ lelementen der Mengen und der Ressourcenmenge bei einem Anstieg von paketvermittelten Übertragungen,

Fig. 13 ausgehend von Fig. 7 eine Zuordnung von Verkehrskanale­ lementen der Mengen und der Ressourcenmenge bei einem Anstieg von paketvermittelten Übertragungen.

Fig. 1 zeigt ein Funkkommunikationssystem mit einem kleinen Trägerfrequenzenwiederholungsfaktor.

Bei diesem Funkkommunikationssystem versorgt jeweils eine Ba­ sisstation BTS drei Funkzellen FZ. Eine Basisstation BTS ver­ sorgt beispielsweise A1, A2 und A3; eine weitere B1, B2 und B3 und abschließend eine weitere C1, C2 und C3.

Gleich benannte Funkzellen FZ benutzen jeweils gleiche Trä­ gerfrequenzen, wodurch sich bei einer betrachteten Fläche gleiche Trägerfrequenzen in bestimmten, engen räumlichen Ab­ ständen wiederholen. Durch den kleineren Trägerfrequenzwie­ derholungsfaktor sind derart geplante Funkkommunikationssy­ steme besonders geeignet für die kanalvermittelte Übertragung von Sprachdiensten, die für von gleichen Trägerfrequenzen verursachte Störungen bzw. Interferenzen relativ unempfind­ lich sind.

Fig. 2 zeigt ein Funkkommunikationssystem, das bezogen auf Fig. 1 einen größeren Trägerfrequenzenwiederholungsfaktor auf­ weist.

Auch hier versorgt jeweils eine Basisstation BTS jeweils drei Funkzellen FZ, beispielsweise A1, A2, A3. Durch den großen Trägerfrequenzwiederholungsfaktor sind derart geplante Funk­ kommunikationssysteme besonders geeignet für die paketvermit­ telte Übertragung von Datendiensten, die für von gleichen Trägerfrequenzen verursachte Störungen anfälliger sind. Stö­ rungen dieser Art werden durch eine größere räumliche Tren­ nung von gleichen Trägerfrequenzen verringert bzw. vermieden.

Fig. 3 zeigt zwei Kanalgruppen I und II mit jeweils zugeordne­ ter Dienstprioritätsliste.

Über die Kanalgruppe I, die mehrere Trägerfrequenzen umfassen kann, werden bevorzugt AMR-Sprachsignale übertragen, gefolgt von der Übertragung von GSM-Sprachsignalen mit einer geringe­ ren Priorität, bis zur abschließenden Übertragung von EGPRS- Daten mit der niedrigsten Priorität.

Vergleichend mit Fig. 1 werden dieser Kanalgruppe I unter der Annahme, dass deren Trägerfrequenzen innerhalb des Kommunika­ tionssystems mit einem kleineren Trägerfrequenzwiederholungsfaktor geplant wurden, bevorzugt kanalvermittelte Übertragun­ gen von Sprachsignalen zugeordnet, wobei die Prioritäten in­ nerhalb der Dienstprioritätsliste abhängig von der Sensitivi­ tät des zu übertragenden Dienstes gegenüber Interferenzen vergeben wurden. Durch die häufige Wiederholung der Träger­ frequenzen beim Funkkommunikationssystem wird dessen Übertra­ gungskapazität stark erhöht.

Die Kanalgruppe II, die wiederum mehrere Trägerfrequenzen um­ fasst, überträgt mit der höchsten Priorität EGPRS-Daten, ge­ folgt von der Übertragung von ECSD-Daten bis zur abschließen­ den Übertragung von AMR-Sprachsignalen mit der geringsten Priorität.

Um die Vorteile der Übertragung von hohen Datenraten durch schwach codierte Coding-Schemes, die möglichst geringer In­ terferenz ausgesetzt sein sollen, auszunutzen, werden ver­ gleichend mit Fig. 2, dieser Kanalgruppe II unter der Annahme, dass deren Trägerfrequenzen innerhalb des Funkkommunikations­ systems mit einem größeren Frequenzwiederholungsfaktor ge­ plant wurden, bevorzugt paketvermittelte Übertragungen von Datendiensten zugeordnet.

Würde man hier den kanalvermittelten Sprachdiensten eine hö­ here Priorität zuordnen, so wäre dies eine Verschwendung von teuren Systemressourcen des Funkkommunikationssystems.

Innerhalb eines Funkkommunikationssystems, bei dem frequenz­ abhängig gleichzeitig zwei oder auch mehrere Trägerfrequen­ zwiederholungsfaktoren verwirklicht sind, wird abhängig vom Trägerfrequenzwiederholungsfaktor eine durch Prioritäten ge­ steuerte, dienstspezifischen Zuordnung von Diensten vorgenom­ men.

Fig. 4 zeigt Verkehrskanalelemente VKE bei einem FDMA-TDMA Funkkommunikationssystem, wie beispielsweise einem GSM- Mobilfunknetz.

Vier Trägerfrequenzen f₁, f₂, f₃ und f₄ einer Funkzelle sind jeweils in acht Zeitschlitze ZS unterteilt. Daraus ergeben sich insgesamt 4 × 8 = 32 Verkehrskanalelemente VKE.

Systembedingt werden jedoch pro Funkzelle ein oder mehrere Verkehrskanalelemente VKE für Signalisierungsaufgaben (wie beispielsweise BCCH und PBCCH) belegt, wodurch hier noch 30 Verkehrskanalelemente VKE für abzuwickelnde Übertragungen von Diensten verbleiben.

Für die Übertragung von kanalvermittelten Sprachdiensten bei­ spielsweise steht jeweils eines dieser 30 Verkehrskanalele­ mente VKE genau einem Teilnehmer zur Verfügung.

Fig. 5 zeigt Verkehrskanalelemente VKE bei einem TD-CDMA- Funkkommunikationssystem.

Einer Trägerfrequenz TRx sind acht Zeitschlitze ZS zugeord­ net. Jeder Zeitschlitz ZS wiederum weist hier durch acht un­ terschiedliche CDMA-Codes getrennte Verkehrskanalelemente VKE auf.

Fig. 6 zeigt eine gemeinsame Ressourcenmenge RM und jeweils einzelnen Diensten zugeordnete Mengen KDM, GPRSM und EGPRSM einer Funkzelle FZ.

Die Menge KDM dient als Kanaldienstmenge der ausschließlichen kanalvermittelten Übertragung von ihr zugeordneten Diensten, beispielsweise der Übertragung von GSM-Sprachdiensten. Die Mengen GPRSM bzw. EGPRSM dienen der ausschließlich paketver­ mittelten Übertragung von GPRS- bzw. EGPRS-Diensten. Beide Mengen GPRSM und EGPRSM werden einer Paketdienstmenge PDM zu­ geordnet.

Mit x ∈ {EGPRS, GPRS, KDM} wird für die einzelnen Mengen GPRSM, EGPRSM und KDM jeweils eine Mindestanzahl Zminx und eine mittlere Anzahl Zavgx von Verkehrskanalelementen für die Übertragung der jeweiligen Dienste sowie jeweils ein erster Grenzwert GW1x und ein zweiter Grenzwert GW2x festgelegt.

Zminx kann nicht unterschritten werden und dient der Siche­ rung einer Mindestübertragungskapazität für den zugeordneten Dienst. Eine Mindestanzahl Zmin_RM von der Ressourcenmege RM zugeordneten Verkehrskanalelementen kann ebenfalls nicht un­ terschritten werden. Wird Zmin_RM erreicht, so werden gegebe­ nenfalls prioritätsgesteuert freie Verkehrskanalelemente für die gemeinsame Ressourcenmenge RM erzeugt.

Für jede der einzelnen Mengen GPRSM, EGPRSM und KDM wird ein prozentualer Verhältniswert V_GPRS, V_EGPRS und V_KDM aus der von der Menge gegenwärtig zur Übertragung benutzten Anzahl an Verkehrskanalelementen zu der ihr gegenwärtig zugeordneten Anzahl an Verkehrskanalelementen gebildet und ständig mit den Grenzwerten GW1x und GW2x verglichen. Der prozentuale Ver­ hältniswert V_GPRS, V_EGPRS und V_KDM nimmt den Wert 0 an, wenn bei der betrachteten Menge keine Übertragungen stattfinden. Bei diesen Mengen sind dann für die Zuordnung von Verkehrskanale­ lementen jeweils deren zugeordnete Mindestanzahl Zminx bzw. deren mittlere Anzahl Zavgx zu beachten.

Bei einem momentanen Überschuss an gegenwärtig nicht für Übertragungen benutzten Verkehrskanalelementen bei einer be­ trachteten Menge unterschreitet der dortige prozentuale Ver­ hältniswert Vx den ersten Grenzwert GW1x, freie Verkehrskana­ lelemente werden bei der betrachteten Menge angezeigt. Diese können nun beispielsweise schrittweise der Ressourcenmenge RM zugeordnet werden.

Nach Abgabe eines Verkehrskanalelements wird der Verhältnis­ wert Vx aktualisiert. Unterschreitet Vx weiterhin den ersten Grenzwert GW1x, so kann ein weiteres Verkehrskanalelement aus der betrachteten Menge abgegeben werden. Dies wird schritt­ weise fortgeführt, solange bei einer anderen Menge Bedarf an weiteren Verkehrskanalelementen angezeigt wird und solange bei der betrachteten Menge der Verhältniswert Vx den dorti­ gen ersten Grenzwert GW1x unterschreitet.

Erreicht bei einer betrachteten Menge der prozentuale Ver­ hältniswert Vx den zweiten Grenzwert GW2x wird ein Mangel an Verkehrskanalelementen für Übertragungen bei dieser Menge an­ gezeigt. Es kann nun bis zu einem Unterschreiten des zweiten Grenzwertes GW2x eine schrittweise Zuordnung von freien Ver­ kehrskanalelementen, beispielsweise aus der Ressourcenmenge RM, eingeleitet werden. Nach jeder Aufnahme eines Verkehrska­ nalelements wird das Verhältnis Vx neu berechnet, da sich die Anzahl der zugeteilten Verkehrskanalelemente bei der betrach­ teten Menge geändert hat.

Die für eine Übertragung von einzelnen Diensten nicht aus­ schließlich zugeordneten Verkehrskanalelemente N_RM werden der Ressourcenmenge RM zugeordnet. Die den einzelnen Mengen GPRSM, EGPRSM und KDM gegenwärtig zugeordnete Anzahl an Ver­ kehrskanalelementen wird mit N_GPRS, N_EGPRS und N_KDM bezeichnet.

Bei Bedarf greifen abhängig von einer Zugriffspriorität die Mengen GPRSM und EGPRSM direkt und unter Umgehung der Res­ sourcenmenge RM gegenseitig auf ihre jeweiligen Verkehrskana­ lelemente zu.

Vergleichend mit Fig. 4 stehen bei der betrachteten Funkzelle FZ eines GSM-Mobilfunksystems eine Anzahl N_COMMON = 30 von für Übertragungen verfügbaren Verkehrskanalelementen zur Verfü­ gung.

Vergleichend mit Fig. 1 wurden die hier für die Übertragungen der Kanaldienstmenge KDM benutzten Trägerfrequenzen im GSM- Mobilfunksystem mit einem kleineren Trägerfrequenzwiederho­ lungsfaktor geplant, während vergleichend mit Fig. 2 die hier bevorzugt für die Übertragungen der Paketdienstmenge PDM be­ nutzten Trägerfrequenzen mit einem größeren Trägerfrequen­ zwiederholungsfaktor geplant wurden.

Für die Mengen GPRSM, EGPRSM und KDM wird mit x ∈ {EGPRS, GPRS, KDM} festgelegt:
N_KDM = N_EGPRS = N_GPRS = 4, N_RM = 30 - 3.4 = 18,
Zminx = 1, Zmin_RM = 1, Zavg_EGPRS = Zavg_GPRS = Zavg_KDM = 4 GW1x = 80%, GW2x = 100%.

Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10 zeigen einen dynamischen Zu­ griff auf Verkehrskanalelemente der Mengen GPRSM, EGPRSM, RM und KDM aus Fig. 6, bei einem Anstieg von kanalvermittelten Übertragungen.

Dabei wird für Fig. 7 beispielsweise vorausgesetzt, dass in der betrachteten Funkzelle FZ anfangs kein Funkverkehr statt­ findet, wie dies während einer Nachtperiode der Fall sein kann. Treten nachfolgend die ersten kanalvermittelten Über­ tragungen auf, so werden diese mit Hilfe der der Kanaldienst­ menge KDM zugeordneten Verkehrskanalelemente N_KDM abgewickelt.

Hier werden vier kanalvermittelte Übertragungen gleichzeitig abgewickelt. Für jede kanalvermittelte Übertragung wird genau ein Verkehrskanalelement verwendet, d. h. es wird jeweils ge­ nau eine sogenannte Fullrate-Verbindung für jede einzelne Übertragung aufgebaut.

Werden von der Kanaldienstmenge KDM zusätzliche Verkehrskana­ lelemente benötigt, so greift die Kanaldienstmenge KDM auf die Verkehrskanalelemente N_RM der gemeinsamen Ressourcenmenge RM zu.

Bei der Kanaldienstmenge KDM errechnet sich VKDM = 100% aus dem Verhältnis (4 benutzte Verkehrskanalelemente)/(4 gegen­ wärtig zugeordnete Verkehrskanalelelmente) und wird mit den Grenzwerten GW1_KDM und GW2_KDM der Kanaldienstmenge KDM vergli­ chen. Der zweite Grenzwert GW2_KDM = 100% wird erreicht. Ein Mangel an Verkehrskanalelementen in der Kanaldienstmenge KDM wird angezeigt, ein Zugriff der Kanaldienstmenge KDM auf ein Verkehrskanalelement N_RM der Ressourcenmenge RM kann eingelei­ tet werden, wodurch sich dann N_RM = 18 in N_RM = 17 und N_KDM = 4 in N_KDM = 5 ändert, hier nicht gezeigt.

Finden bei der Kanaldienstmenge KDM weiterhin N_KDM = 5 kanalver­ mittelte Übertragungen gleichzeitig statt und werden zusätz­ liche kanalvermittelte Übertragungen angefordert, so greift bei einem zweiten Grenzwert GW2_KDM = 100% wieder die Kanal­ dienstmenge KDM auf die freien Verkehrskanalelemente der Res­ sourcenmenge RM zu. Dies wird bei anhaltendem zusätzlichen Bedarf an kanalvermittelten Diensten fortgeführt, bis die Mindestanzahl Zmin_RM = 1 an Verkehrskanalelementen bei der Ressourcenmenge RM erreicht ist.

Fig. 8 beschreibt ausgehend von Fig. 7 eine Situation, bei der bei der Ressourcenmenge Zmin_RM = 1 erreicht wurde und mit N_KDM = 21 kanalvermittelte Übertragungen gleichzeitig abgewic­ kelt werden. Dabei wird angenommen, dass gegenwärtig keine paketvermittelten Übertragungen abgewickelt werden.

Unter der Voraussetzung, dass die zu EGPRSM zugeordneten Dienste eine höhere Dienstpriorität als die zu GPRSM zugeord­ neten Dienste aufweisen, werden bei anhaltendem Bedarf an Verkehrskanalelementen für kanalvermittelte Dienste, freie und derzeit nicht benötigte Verkehrskanalelemente der Menge GPRSM schrittweise der gemeinsamen Ressourcenmenge RM zuge­ ordnet. Bei der Menge GPRSM beträgt V_GPRS = 0% (0/4). Der er­ ste Grenzwert GW1_GPRS = 80% wird unterschritten. Bei der Menge GPRSM wird somit ein Überschuss an Verkehrskanalelementen an­ gezeigt, da zur Übertragung von GPRS-Diensten im Moment weni­ ger Verkehrskanalelemente benötigt werden, als der Menge GPRSM gegenwärtig zugeteilt sind.

Die Ressourcenmenge RM erhält ein Verkehrskanalelement der Menge GPRSM zugeordnet, wodurch sich N_RM = 1 in N_RM = 2 und sich N_GPRS = 4 in N_GPRS = 3 ändert, hier nicht gezeigt.

Nach Fig. 9 wird im nächsten Schritt mit V_GPRS = 0% der Res­ sourcenmenge RM ein Verkehrskanalelement der Menge GPRSM zu­ geordnet, wodurch sich kurzzeitig N_RM = 2 in N_RM = 3 ändert und sich N_GPRS = 3 in N_GPRS = 2 ändert.

Jedes derart gewonnene Verkehrskanalelement bei der gemeinsa­ men Ressourcenmenge RM steht erfindungsgemäß sofort wieder für beispielsweise kanalvermittelte Übertragungen zur Verfügung, wodurch maximal N_KDM = 23 kanalvermittelte Übertragungen gleichzeitig abgewickelt werden könnten, hier nicht gezeigt.

Nach Fig. 10 kann die Reduzierung bei der Menge GPRSM nach dem beschriebenen Verfahren so lange fortgesetzt werden, bis bei der Menge GPRSM die Mindestanzahl Zmin_GPRS = 1 = N_GPRS erreicht wird. Nimmt der Bedarf an kanalvermittelten Übertragungen weiterhin zu, werden schrittweise freie Verkehrskanalelemente der Menge EGPRSM zuerst der gemeinsamen Ressourcenmenge RM und nachfolgend der Kanaldienstmenge KDM zugeordnet. Auch diese Zuordnung erfolgt solange, bis bei der Menge EGPRSM die Mindestanzahl Zmin_EGPRS = 1 = N_EGPRS erreicht wird. Unter der Annahme, dass mit N_KDM = 10 kanalvermittelte Verbindungen gleichzeitig abgewickelt werden, werden freigewordene Ver­ kehrskanalelemente von der Kanaldienstmenge KDM schrittweise der gemeinsamen Ressourcenmenge RM zugeordnet, es ergibt sich somit N_RM = 18.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Vermeidung einer zusätzlichen Umkonfigurierungszeit, die auftreten würde, wenn beispielsweise ein für kanalvermittelte Übertragungen reser­ viertes Verkehrskanalelement (TCH) in ein für eine paketver­ mittelte Übertragung reserviertes Verkehrskanalelement (PDTCH) umkonfiguriert würde, was systembedingt zu zusätzli­ chen Verzögerungszeiten für Signalisierung und Acknowledge­ ment führen würde.

Anhand der hier gezeigten Kanaldienstmenge KDM mit N_KDM = 10 zugeordneten Verkehrskanalelementen soll detailliert auf die Grenzwerte GW1_KDM und GW2_KDM eingegangen werden.

1. Fall

Bei 9 für Übertragungen benutzten Verkehrskanalelementen be­ trägt das Verhältnis V_KDM = 90% (aus 9/10),

• - der erste Grenzwert GW1_KDM = 80% ist überschritten, d. h. es erfolgt keine Abgabe von einem einzelnen Verkehrskanalele­ ment, da kein Überschuss angezeigt wird,
• - der zweite Grenzwert GW2_KDM = 100% ist unterschritten, d. h. es erfolgt keine Aufnahme von einem weiteren Verkehrskanalele­ ment, da kein Mangel angezeigt wird,
• - bei einem jetzt eintretenden zusätzlichen Bedarf von einer einzelnen Übertragung wird das Verhältnis V_KDM = 100% (aus 10/10),
• - der zweite Grenzwert GW2_KDM = 100% ist erreicht, d. h. ein Be­ darf zur Aufnahme eines weiteren Verkehrskanalelements wird angezeigt.

2. Fall

Bei 7 für Übertragungen benutzten Verkehrskanalelementen be­ trägt das Verhältnis V_KDM = 70% (aus 7/10),

• - der erste Grenzwert GW1_KDM = 80% ist unterschritten, d. h. eine Abgabe von einem einzelnen Verkehrskanalelement ist mög­ lich, ein Überschuss wird angezeigt,
• - bei erfolgter Abgabe von einem Verkehrskanalelement bei­ spielsweise an die Ressourcenmenge RM wird V_KDM = 73% (aus 7/9), eine weitere Abgabe eines einzelnen Verkehrskanalele­ ment ist möglich,
• - bei erfolgter Abgabe wird V_KDM = 88% (aus 7/8), eine weitere Abgabe eines einzelnen Verkehrskanalelement erfolgt nicht mehr, da der erste Grenzwert GW1_KDM = 80% erreicht bzw. über­ schritten ist,
• - der zweite Grenzwert GW2_KDM = 100% ist unterschritten, d. h. es erfolgt keine Aufnahme von einem Verkehrskanalelement.

3. Fall

Bei 1 für Übertragungen benutztem Verkehrskanalelement be­ trägt das Verhältnis V_KDM = 10% (aus 1/10)

• - der erste Grenzwert GW1_KDM = 80% ist unterschritten, d. h. eine Abgabe von einem einzelnen Verkehrskanalelement wäre möglich.

4. Fall

Bei 10 für Übertragungen benutzten Verkehrskanalelementen be­ trägt das Verhältnis V_KDM = 100% (aus 10/10),

• - der zweite Grenzwert GW2_KDM = 100% ist erreicht, d. h. eine Aufnahme von weiteren Verkehrskanalelementen wird eingelei­ tet,
• - es werden verkehrsbedingt z. B. 2 freie Verkehrskanalelemen­ te zusätzlich der Kanaldienstmenge KDM zugeordnet, jedoch nachfolgend nur eine Anzahl von 10 Verkehrskanalelementen für Übertragungen benutzt,
• - daraus ergibt sich als Verhältnis V_KDM = 83% (aus 10/12), d. h. 17% der Verkehrskanalelemente werden nicht für Übertragun­ gen benutzt,
• - der zweite Grenzwert GW2_KDM = 100% wurde nach Aktualisieren des Verhältnisses V_KDM unterschritten, es erfolgt somit kei­ ne weitere Aufnahme von Verkehrskanalelementen mehr. Zudem erfolgt auch keine Abgabe von Verkehrskanalelementen, da der erste Grenzwert GW1_KDM = 80% nicht unterschritten wurde.

Eine zusätzliche Definition von weiteren Grenzwerten zur Ein­ führung einer Hysterese ist dabei jederzeit möglich. Mit Hil­ fe der Hysterese findet die Abgabe von Verkehrskanalelementen bei einem angezeigten Überschuss bzw. die Aufnahme von Ver­ kehrskanalelementen bei einer Anforderung durch eine andere Menge innerhalb eines durch die Grenzwerte gebildeten Ent­ scheidungsbereiches bei einer Menge statt. Eine Zuordnung, ausgelöst durch einen einzigen "harten" Grenzwert wird ver­ mieden, eine verlaufende Zuordnung anhand eines Entschei­ dungsbereiches wird somit realisiert.

Alternativ zur bisher beschriebenen Zuordnung von Verkehrska­ nalelementen können prioritätsgesteuert von der Menge GPRSM in dem Moment Verkehrskanalelemente zur Ressourcenmenge RM zugeordnet werden, in dem die Kanaldienstmenge durch den bei ihr aufgetretenen Bedarf auf die Verkehrskanalelemente der gemeinsamen Ressourcenmenge RM zugreift.

Die Anzahl der zugeordneten Verkehrskanalelemente N_RM bleibt dadurch bei einem Anstieg von kanalvermittelten Übertragungen und einer dadurch ausgelösten Zuordnung von Verkehrskanalele­ menten der Ressourcenmenge RM zur Kanaldienstmenge KDM also zunächst konstant, die momentane Anzahl der zugeordneten Ver­ kehrskanalelemente der Menge GPRSM verringert sich schritt­ weise, solange bei der Menge GPRSM ein Überschuss an Ver­ kehrskanalelementen angezeigt wird.

Fig. 11 zeigt ausgehend von Fig. 10 eine Zuordnung von Ver­ kehrskanalelementen der Mengen GPRSM, EGPRSM, RM und KDM bei einer Verringerung von kanalvermittelten Übertragungen.

Es wird hier vorausgesetzt, dass der Bedarf an kanalvermit­ telten Übertragungen solange abnimmt, bis das prozentuale Verhältnis V_KDM = 0% erreicht wird, also bei der Kanaldienst­ menge KDM keine Übertragungen mehr stattfinden.

Die freiwerdenden Verkehrskanalelemente der Kanaldienstmenge KDM werden solange der gemeinsamen Ressourcenmenge RM zuge­ ordnet, bis Zavg_KDM = 4 = N_KDM erreicht wird.

Die Ressourcenmenge RM gibt der Dienstpriorität entsprechend solange Verkehrskanalelemente zuerst an die EGPRS-Menge ab, bis dort die mittlere Anzahl Zavg_EGPRS = 4 = N_EGPRS erreicht wird. Anschließend wird nach dem gleichen Verfahren die Menge GPRSM solange aufgefüllt, bis dort Zavg_GPRS = 4 = N_GPRS erreicht wird. Die Zuordnung von Verkehrskanalelementen wird nun ein­ gestellt.

Fig. 12 zeigt ausgehend von Fig. 10 eine Zuordnung von Ver­ kehrskanalelementen der Mengen GPRSM, EGPRSM, RM und KDM bei einem Anstieg von paketvermittelten Übertragungen.

Es wird vorausgesetzt, dass mit N_KDM = 10 insgesamt 10 kanalver­ mittelte Übertragungen durch die Kanaldienstmenge KDM gleich­ zeitig stattfinden und die Anzahl an paketvermittelten Über­ tragungen durch die GPRS-Menge zunehmen soll, bis der Wert N_GPRS = 4 erreicht wird.

Unter der Voraussetzung, dass die Wiederherstellung der Größe einer zeitlich verringerten Menge - hier GPRSM - eine höhere Priorität besitzt als das Beibehalten von Verkehrskanalele­ menten durch zeitlich erhöhte Mengen - hier RM - und unter der Annahme, dass bei der Menge RM freie Verkehrskanalelemente zur Verfügung stehen, werden nun schrittweise Verkehrska­ nalelemente der gemeinsamen Ressourcenmenge RM der Menge GPRSM zugeordnet, bis N_GPRS = 4 und somit N_RM = 15 wird.

Sollten die Verkehrskanalelemente der Ressourcenmenge RM vollständig anderen Mengen zugeordnet bzw. durch Übertragun­ gen belegt sein, kann abhängig von der Dienstpriorität ein Handover bzw. ein Cell-Reselection-Prozess von bestehenden Übertragungen an benachbarte Funkzellen eingeleitet werden, um freie Verkehrskanalelemente für die gemeinsame Ressourcen­ menge RM zu erzeugen.

Fig. 13 zeigt ausgehend von Fig. 7 eine Zuordnung von Verkehrs­ kanalelementen der Mengen GPRSM, EGPRSM, RM und KDM bei einem Anstieg von paketvermittelten Übertragungen.

Es wird vorausgesetzt, dass mit N_KDM = 4 insgesamt 4 kanalver­ mittelte Übertragungen durch die Kanaldienstmenge KDM gleich­ zeitig stattfinden und die Anzahl an paketvermittelten Über­ tragungen durch die GPRS-Menge und durch die EGPRS-Menge zu­ nehmen soll bis auf N_GPRS = N_EGPRS = 8.

Beide Mengen GPRSM und EGPRSM erhöhen ihre jeweilige zugeord­ nete Anzahl an Verkehrskanalelementen, wodurch die der Res­ sourcenmenge RM erniedrigt wird. Da in diesem Beispiel die Menge EGPRSM eine höhere Priorität als die Menge GPRSM auf­ weist, wird zuerst der Bedarf bei der Menge EGPRSM gestillt, nachfolgend werden Verkehrskanalelemente der Ressourcermenge RM der Menge GPRSM zugeordnet.

Claims (25)

1. Verfahren zur optimierten Nutzung der Übertragungskapazi­ tät in einem in Funkzellen unterteilten Funkkommunikationssy­ stem, bei dem eine Basisstation mittels in Verkehrskanalele­ mente unterteilten Verkehrskanälen mit einem Kommunikation­ sendgerät zur Abwicklung von Übertragungen einzelner Dienste kommuniziert, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder einzelne Dienst jeweils einer Menge mit einer je­ weiligen Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen zugeordnet wird, wobei diese Mindestanzahl ausschließlich für die Über­ tragung des jeweils zugeordneten Dienstes benutzt wird, dass die für eine Übertragung der einzelnen Dienste nicht ausschließlich benutzten Verkehrskanalelemente einer gemein­ samen Ressourcenmenge zugeordnet werden,
dass jede einzelne, einem einzelnen Dienst zugeordnete Menge nach einer vorgegebenen Zugriffspriorität zeitweise auf die Verkehrskanalelemente der gemeinsamen Ressourcermenge zu­ greift und diese zur jeweiligen Übertragung mitverwendet, dass eine erste, einem einzelnen Dienst zugeordnete Menge nach einer vorgegebenen Zugriffspriorität zeitweise auf die Verkehrskanalelemente einer zweiten Menge zugreift und diese für die Übertragungen des Dienstes der ersten Menge mitver­ wendet, und
dass bei einem Mangel an Verkehrskanalelementen bei der ge­ meinsamen Ressourcenmenge nach einer vorgegebenen Dienstprio­ rität bei den einzelnen Mengen freie Verkehrskanalelemente für die gemeinsame Ressourcenmenge erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Dienst GSM-Sprachsignale oder AMR- Sprachsignale oder HSCSD-Daten oder ECSD-Daten oder Fax-Daten kanalvermittelt überträgt oder ein einzelner Dienst GPRS- Daten oder EGPRS-Daten paketvermittelt überträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Mengen der Dienste, die ausschließlich ka­ nalvermittelte Übertragungen abwickeln, einer Kanaldienstmen­ ge und die Mengen der Dienste, die ausschließlich paketver­ mittelte Übertragungen abwickeln, einer Paketdienstmenge zu­ geordnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der EGPRS-Daten übertragende Dienst einer EGPRS-Menge und/oder der GPRS-Daten übertragende Dienst einer GPRS-Menge zugeordnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die GSM-Sprachsignale mittels Fullrate- und/oder Halfra­ te- und/oder Enhanced-Fullrate Verfahren und die AMR- Sprachsignale mittels Fullrate- und/oder Halfrate-Verfahren kanalvermittelt übertragen werden.

6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrskanalelemente durch die Trägerfrequenzen und/oder den Trägerfrequenzen zugeordneten Zeitschlitzen und/oder Codes definiert werden und die einzelnen Verkehrska­ nalelemente dadurch unterschieden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfrequenzen zu mindestens einer Kanalgruppe zu­ sammengefasst werden und ihr jeweils anhand einer Dienstprio­ ritätsliste des Betreibers mit verschiedenen Prioritäten ver­ sehene abzuwickelnde Dienste derart zugeordnet werden, dass eine netzspezifische Optimierung der Übertragungskapazität des Funkkommunikationsnetzes erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einem auf die Funkzellen bezogenen Träger­ frequenzwiederholungsfaktor für die Dienste, die paketvermit­ telte Übertragungen abwickeln, diejenigen Trägerfrequenzen verwendet werden, die innerhalb des Funkkommunikationssystems einen größeren Trägerfrequenzwiederholungsfaktor aufweisen und für die Dienste, die kanalvermittelte Übertragungen von Sprachdiensten abwickeln, diejenigen Trägerfrequenzen verwen­ det werden, die innerhalb des Funkkommunikationssystems einen kleineren Trägerfrequenzwiederholungsfaktor aufweisen.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die paketvermittelte Übertragung von EGPRS-Daten und/oder für die kanalvermittelte Übertragung von ECSD-Daten und/oder für die kanalvermittelte Übertragung von breitbandi­ gen AMR-Sprachsignalen die Kanalgruppen verwendet werden, die über eine in der Basisstation enthaltene, für die Übertragung von EDGE-Daten geeignete EDGE-Carrier-Unit gesendet und/oder empfangen werden.

10. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gleichzeitig ansteigenden Bedarf an Verkehrs­ kanalelementen sowohl für kanalvermittelte als auch für pa­ ketvermittelte Übertragungen und bei einem gleichzeitigen Mangel an Verkehrskanalelementen bei der gemeinsamen Ressour­ cenmenge freie Verkehrskanalelemente für die gemeinsame Res­ sourcenmenge durch einen Handover und/oder einen Cell- Reselection-Prozess von bestehenden Übertragungen an benach­ barte Basisstationen erzeugt werden, wobei nach der Dienst­ prioritätsliste entweder kanalvermittelte und/oder paketver­ mittelte Übertragungen an benachbarte Basisstationen weiter­ gegeben werden.

11. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gleichzeitig ansteigenden Bedarf an Verkehrs­ kanalelementen sowohl für kanalvermittelte als auch für pa­ ketvermittelte Übertragungen und bei einem gleichzeitigen Mangel an Verkehrskanalelementen bei der gemeinsamen Ressour­ cenmenge freie Verkehrskanalelemente gemäß der Dienstpriori­ tätsliste für die gemeinsame Ressourcenmenge erzeugt werden
durch einen Wechsel von bei der kanalvermittelten Übertra­ gung von Sprachsignalen verwendeten Fullrate-Verfahren auf Halfrate-Verfahren, und/oder
durch eine Verringerung der einem einzelnen Teilnehmer zu­ geordneten Anzahl an Verkehrskanalelementen bei einer pa­ ketvermittelten Übertragung, und/oder
durch eine Verringerung der bei einer kanalvermittelten Übertragung von HSCSD-Daten und/oder ECSD-Daten einem ein­ zelnen Teilnehmer zugeordneten Anzahl an Verkehrskanalele­ menten, und/oder
durch eine gemeinsame Nutzung der bei einer paketvermittel­ ten Übertragung zugeordneten Anzahl an Verkehrskanalelemen­ ten durch mehrere Teilnehmer, wobei deren zu übertragende Daten mit Hilfe eines Multiplex-Verfahrens zusammengefasst werden.

12. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine ausgelastete Basisstation neue, zusätzlich von ihr angeforderte Übertragungen abweist und dies den benachbarten Basisstationen mitgeteilt wird, indem die ausgelastete Basis­ station in einer Zielzellen-Liste, auf die die benachbarten Basisstationen bei einem geplanten Handover und/oder bei ei­ nem geplanten Cell-Reselection-Prozess zur Ermittlung einer Zielzelle zugreifen, solange eine niedrigere Priorität er­ hält, bis ihr wieder freie Verkehrskanalelemente für die Res­ sourcenmenge zur Verfügung stehen.

13. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelnen einem Dienst zugeordneten Menge eine mittlere Anzahl an Verkehrskanalelementen zugeordnet wird.

14. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsamen Ressourcenmenge eine Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen zugeordnet wird, die nicht unter­ schritten werden kann.

15. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die einer einzelnen Menge zugeordnete Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen nicht unterschritten werden kann.

16. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Anzahl und die Mindestanzahl an Verkehrska­ nalelementen mit Hilfe eines Management-Systems jederzeit veränderbar sind.

17. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Algorithmus kontinuierlich jeweils für die einzelnen, den Diensten zugeordneten Mengen ein prozentuales Verhältnis der von der einzelnen Menge zur Übertragung gegen­ wärtig benutzten Verkehrskanalelemente zur Gesamtanzahl der ihr gegenwärtig zugeordneten Verkehrskanalelemente berechnet wird und dieses Verhältnis mit mehreren, für die jeweilige Menge gültigen Grenzwerten verglichen wird, wobei durch ein Unterschreiten eines ersten Grenzwerts bei einer betrachteten Menge ein Überschuss an freien Verkehrskanalelementen und da­ durch eine mögliche schrittweise Verringerung der Anzahl der ihr gegenwärtig zugeordneten Verkehrskanalelemente angezeigt wird und ein Erreichen eines zweiten Grenzwerts bei einer be­ trachteten Menge einen Mangel an freien Verkehrskanalelemen­ ten und dadurch eine benötigte schrittweise Erhöhung der Anzahl der ihr gegenwärtig zugeordneten Verkehrskanalelemente anzeigt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der jeweiligen Grenzwerte und der jeweiligen Mindestanzahl an zugeordneten Verkehrskanalelemen­ ten bei einem Ansteigen des Bedarfs an Verkehrskanalelementen für kanalvermittelte Übertragungen die Mengen der Kanal­ dienstmenge auf die freien Verkehrskanalelemente der gemein­ samen Ressourcenmenge zugreifen oder bei einem Absinken die­ ses Bedarfs die Mengen der Kanaldienstmenge solange freiwer­ dende Verkehrskanalelemente an die Ressourcenmenge abgeben, bis die Mengen der Kanaldienstmenge ihre jeweilige mittlere Anzahl an Verkehrskanalelementen erreicht haben oder bis die jeweiligen Mengen der Kanaldienstmenge, bedingt durch einen steigenden Bedarf an Verkehrskanalelementen für paketvermit­ telte Übertragungen bei einem gleichzeitigen Mangel an freien Verkehrskanalelementen bei der Ressourcenmenge, ihre Min­ destanzahl an Verkehrskanalelementen erreicht haben.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der jeweiligen Grenzwerte und der jeweiligen Mindestanzahl an zugeordneten Verkehrskanalelemen­ ten bei einem Ansteigen des Bedarfs an Verkehrskanalelementen für paketvermittelte Übertragungen die Mengen der Paket­ dienstmenge auf die freien Verkehrskanalelemente der gemein­ samen Ressourcenmenge zugreifen oder bei einem Absinken die­ ses Bedarfs die Mengen der Paketdienstmenge solange freiwer­ dende Verkehrskanalelemente an die Ressourcenmenge abgeben, bis die Mengen der Paketdienstmenge ihre jeweilige mittlere Anzahl an Verkehrskanalelementen erreicht haben oder bis die Mengen der Paketdienstmenge, bedingt durch einen steigenden Bedarf an Verkehrskanalelementen für kanalvermittelte Über­ tragungen bei einem gleichzeitigen Mangel an freien Verkehrskanalelementen der Ressourcenmenge, ihre Mindestanzahl an Verkehrskanalelementen erreicht haben.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Zugriff auf die Verkehrskanalelemente der Ressourcenmenge unter Berücksichtigung der vom Benutzer er­ stellten Zugriffspriorität erfolgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der Grenzwerte und der jeweiligen Mindestanzahl an zugeordneten Verkehrskanalelementen die EGPRS-Menge dann direkt auf freiwerdende Verkehrskanalelemen­ te der GPRS-Menge zugreift, wenn bei einem Mangel an Ver­ kehrskanalelementen bei der Ressourcenmenge und bei einem er­ höhten Bedarf an Verkehrskanalelementen der Kanaldienstmenge gleichzeitig der Bedarf an Verkehrskanalelementen für die Übertragung von EGPRS-Daten ansteigt.

22. Verfahren nach den einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der Grenzwerte und der jeweiligen Mindestanzahl an zugeordneten Verkehrskanalelementen die EGPRS-Menge solange freiwerdende Verkehrskanalelemente direkt an die GPRS-Menge abgibt, solange die bei der GPRS-Menge vor­ handene Anzahl an Verkehrskanalelementen unter der dortigen mittlerer Anzahl an Verkehrskanalelementen liegt und gleich­ zeitig ein Mangel an Verkehrskanalelementen bei der Ressour­ cermenge und ein erhöhter Bedarf an Verkehrskanalelementen bei der Kanaldienstmenge besteht.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei Mengen nach einer erfolgten Abgabe von Ver­ kehrskanalelementen durch die erste Menge und der Aufnahme von Verkehrskanalelementen durch die zweite Menge bei einem gleichzeitig eintretenden erhöhten Bedarf an Verkehrskanale­ lementen in beiden Mengen unter Beachtung der Grenzwerte und der jeweiligen Mindestanzahl an zugeordneten Verkehrskanale­ lementen der ersten Menge solange wieder Verkehrskanalelemen­ te der zweiten Menge zugeführt werden, bis die erste Menge wieder ihre mittlere Anzahl an Verkehrskanalelementen er­ reicht hat.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ansteigenden Bedarf an Verkehrskanalelementen bei den den Diensten zugeordneten Mengen unter Beachtung der Zugriffspriorität diesen Mengen solange Verkehrskanalelemente der gemeinsamen Ressourcenmenge zugeordnet werden, bis bei der gemeinsamen Ressourcenmenge deren Mindestanzahl erreicht wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Grenzwerte zur Realisierung einer Hysterese für die Zuordnung von Verkehrskanalelementen zu den jeweili­ gen Mengen eingeführt werden, wobei mit Hilfe der Hysterese bei einer Menge eine Abgabe bzw. Aufnahme von Verkehrskanale­ lementen innerhalb eines durch die Grenzwerte gebildeten Ent­ scheidungsbereiches stattfindet.