DE10154629A1

DE10154629A1 - Method for transmitting signals in a radio communications system (RCS) uses a jointly used channel to transmit data packets with useful data from a base station in the RCS to a subscriber station.

Info

Publication number: DE10154629A1
Application number: DE10154629A
Authority: DE
Inventors: Axel Meiling; Marcus Purat
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-22
Also published as: CN1418038A

Abstract

Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem, bei dem in einem gemeinsam genutzten Kanal Datenpakete mit Nutzdaten von einer Basisstation des Funk-Kommunikationssystems zu zumindest einer Teilnehmerstation gesendet übertragen werden, die Teilnehmerstation anhand der empfangenen Datenpakete Messungen bezüglich zumindest eines Gütekriteriums durchführt und zu der Basisstation signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die Teilnehmerstation keine Messungen anhand von empfangenen Datenpaketen mit ihr zugeordneten Nutzdaten durchführen kann, die Basisstation zumindest ein Datenpaket ohne Nutzdaten zu der Teilnehmerstation überträgt, und die Teilnehmerstation anhand des Datenpakets ohne Nutzdaten Messungen bezüglich des Gütekriteriums durchführt.Method for signal transmission in a radio communication system, in which data packets with user data are transmitted in a shared channel from a base station of the radio communication system to at least one subscriber station, the subscriber station uses the received data packets to carry out measurements relating to at least one quality criterion and to the base station signaled, characterized in that in the event that the subscriber station cannot carry out measurements based on received data packets with its associated user data, the base station transmits at least one data packet without user data to the subscriber station, and the subscriber station uses the data packet without user data to make measurements relating to the quality criterion performs.

Description

In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Funkstation (Basisstation bzw. Mobilstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Mobilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA-Übertragungsverfahren über die Funkschnittstelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen. Frequenzmultiplex (FDMA), Zeitlagenmultiplex (TDMA) oder ein als Codemultiplex (CDMA) bekanntes Verfahren dienen dabei der Unterscheidung der Signalquellen. In radio communication systems, information (e.g. voice, image information or other data) with Help of electromagnetic waves over a Radio interface between sending and receiving radio station (Base station or mobile station). The blasting of the electromagnetic waves occur with Carrier frequencies that are intended for the respective system Frequency band. For future mobile radio systems with CDMA or TD / CDMA transmission method over the Radio interface, for example the UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) or other 3rd generation systems Frequencies in the frequency band of approximately 2000 MHz are provided. Frequency division multiplexing (FDMA), time slot multiplexing (TDMA) or an as Code multiplex (CDMA) known method serve the Differentiation of the signal sources.

Bei paketorientierter Datenübertragung werden Übertragungsressourcen eines gemeinsamen (engl. shared) Datenkanals kurzfristig durch einen Scheduling-Algorithmus in der MAC-Schicht (engl. Medium Access Control) einzelnen Mobilstationen bzw. Nutzern zugeordnet. Die Nutzer greifen also im Zeitmultiplex auf den gemeinsamen Datenkanal zu. Durch eine mit dem Datenkanal assoziierte Signalisierung wird den Nutzern jeweils angezeigt, ob sie auf dem Datenkanal Daten erhalten oder nicht. Diese Signalisierung kann außerhalb des Datenkanals erfolgen (engl. outband signalling), also in einem anderen physikalischen Kanal, beispielsweise in einem anderen Zeitschlitz eines TDMA Systems, oder in einem anderen logischen Kontrollkanal. Die Signalisierung kann aber auch innerhalb des Datenkanals erfolgen (engl. inband signalling), beispielsweise durch spezielle reservierte Bits des Datenkanals. With packet-oriented data transmission Transmission resources of a common (English) shared data channel in the short term through a scheduling algorithm in the MAC layer (English Medium Access Control) individual mobile stations or Assigned to users. The users therefore use time division multiplexing towards the common data channel. By one with the Data channel associated signaling is given to users in each case displayed whether they receive data on the data channel or Not. This signaling can be outside the data channel outband signaling, that is, in another physical channel, for example in another Time slot of a TDMA system, or in another logical one Control channel. The signaling can also be done within of the data channel (inband signaling), for example through special reserved bits of the data channel.

Zur Steigerung der Kapazität bzw. der Auslastung des Systems kann der Scheduler Kenntnisse über die Empfangssituation an der Mobilstation nutzen. So kann er beispielsweise jeweils dem Nutzer die Ressourcen kurzfristig reservieren bzw. zuteilen, der aktuell die besten Empfangseigenschaften aufweist. Damit ist sichergestellt, dass Ressourcen möglichst wenig verschwendet werden, d. h. für Nutzer reserviert werden, bei denen sehr schlechte Empfangsbedingungen herrschen und die die Daten mit großer Wahrscheinlichkeit nicht dekodieren können. Zur Steigerung der Effizienz des Systems werden daher Kontrollkanäle, so genannte Feedback-Kanäle, von der Mobilstation zur Basisstation eingerichtet, in denen die Mobilstation Gütekriterien, d. h. ein Feedback, an die Basisstation sendet. Diese Gütekriterien können daraufhin für die Zuweisung der Ressourcen zu den Nutzern berücksichtigt werden. Darüber hinaus können diese Kriterien auch für eine Auswahl verschiedener Modulations- und Codierungslevel, beispielsweise entsprechend einer adaptiven Modulation und Codierung (engl. AMC) berücksichtigt werden. To increase the capacity or utilization of the system the scheduler can provide knowledge of the reception situation the mobile station. For example, he can reserve resources for the user at short notice or assign who currently has the best reception characteristics. This ensures that resources are minimized wasted, d. H. reserved for users at who have very poor reception conditions and who most likely will not decode the data can. Therefore, to increase the efficiency of the system Control channels, so-called feedback channels, from the Mobile station set up to the base station, in which the Mobile station quality criteria, d. H. a feedback to the base station sends. These quality criteria can then be used for Allocation of resources to users are taken into account. In addition, these criteria can also be used for a selection different modulation and coding levels, for example according to adaptive modulation and coding (English AMC) are taken into account.

Ist die Anzahl der Ressourcen begrenzt, kann nicht jedem Nutzer ein eigener Feedback-Kanal zugeordnet werden. Da die Nutzer im Zeitmultiplex auf die Datenkanäle zugreifen, ist die Anzahl der empfangsbereiten Nutzer somit in der Regel größer als die zur Verfügung stehenden Ressourcen für das Feedback. Daher wird sinnvollerweise auch das Feedback über einen gemeinsamen Kanal gesendet, den nur derjenige Nutzer belegt, der auch Daten erhält. Dieses Verfahren ist beispielsweise im referenzierten 3GPP Standardisierungsdokument [1] beschrieben. If the number of resources is limited, not everyone can Users can be assigned their own feedback channel. Since the Time multiplexing users to access the data channels is the The number of users who are ready to receive is therefore usually larger than the resources available for feedback. Therefore, the feedback about a shared channel that only the user occupies, who also receives data. This process is for example in referenced 3GPP standardization document [1] described.

Sinnvollerweise muss aber auch den Nutzern, die gerade keine Daten erhalten, die Möglichkeit gegeben werden, ein Feedback auf Anforderung senden zu können, da ansonsten die Basisstation keine Möglichkeit hätte, die Empfangsgüte am Ort dieser Mobilstationen zu bestimmen. Damit würde dem Scheduler eine wichtige Information zur Ressource-Zuweisung fehlen. However, it makes sense for users who do not have any Receive data, the opportunity to be given feedback to be able to send on request, otherwise the Base station would have no way of receiving quality at that location To determine mobile stations. This would give the scheduler a important information about resource allocation is missing.

Das technische Problem besteht darin, in dem o. a. System ohne großen Signalisierungsaufwand einen nicht aktiven Nutzer zum Senden eines sinnvollen Feedbacks aufzufordern, welches im Scheduler zur Ressource-Zuweisung und/oder zur Bestimmung eines AMC-Levels verwendet werden kann. The technical problem is that the above. System without large signaling effort for a non-active user To send a meaningful feedback, which is in the Scheduler for resource allocation and / or for determination of an AMC level can be used.

Ein bekannter Lösungsvorschlag besteht darin, den Nutzer durch eine explizite out-band-Signalisierung, beispielsweise eine so genannte Messungs-Anfrage (engl. Measurement Request), zum Senden des Feedbacks aufzufordern, wobei das Feedback ebenfalls out-band, d. h. nicht auf dem gemeinsamen Feedback-Kanal sondern in einem speziellen Messkanal von der Mobilstation zu der Basisstation gesendet wird. Hierzu sind allerdings zusätzliche Ressourcen für die out-band Signalisierung erforderlich. Ausserdem sind die Messungen der Mobilsstation unzuverlässig. Da sie zum Zeitpunkt der Mess-Anforderung keine Daten empfängt, kann sie nicht auf dem Datenkanal messen, sondern muss entweder auf einem im Mobilfunksystem üblicherweise vorhandenen Referenzkanal, beispielsweise dem Pilot oder Broadcast-Kanal, messen, oder sie misst auf dem Datenkanal, der gerade Daten für eine andere Mobilstation trägt. Bei beiden Messungen würde allerdings das jeweilige Gütekriterium, wie beispielsweise Interferenz oder Signal-zu-Interferenz-Verhältnis, stark von der realen Empfangsgüte abweichen, da der Pilot- bzw. Broadcast-Kanal normalerweise in einem anderen Zeitschlitz liegt. Bei der Messung auf den Daten eines anderen Nutzers muss weiterhin berücksichtigt werden, dass der Datenkanal gegebenenfalls einer Strahlformung (engl. beamforming) oder individuellen Sendeleistungsregelung (engl. power control) unterworfen sein kann, so dass die Signalstärke nicht der Signalstärke des eigenen Datenkanals entspräche. A known solution is the user by explicit out-band signaling, for example a so-called measurement request Request) to send feedback, the Feedback also out-band, d. H. not on the common Feedback channel but in a special measuring channel from the Mobile station is sent to the base station. For this are however additional resources for the out-band Signaling required. In addition, the measurements of the Mobile station unreliable. Since at the time of Measurement request receives no data, it cannot on the Measure data channel, but must either on an im Mobile radio system usually existing reference channel, for example the pilot or broadcast channel, measure or measure them on the data channel that is just data for another Mobile station carries. In both measurements, however, that would be the case respective quality criterion, such as interference or Signal-to-interference ratio, greatly different from the real one Reception quality deviate because of the pilot or broadcast channel is usually in a different time slot. In the Measurement on another user's data must continue be taken into account that the data channel may be a Beamforming or individual Transmit power control can, so the signal strength does not match the signal strength of the would correspond to their own data channel.

Erfindungsgemäß werden dem Nutzer, der ein Feedback senden soll, auch dann Ressourcen zugewiesen, wenn er keine Daten bekommt. Anstelle von Nutzdaten werden in diesem Fall Padding-Daten (engl. padding - Füllung) übertragen, die für die Anpassung des Datenvolumens aus den höheren Signalisierungsschichten (RLC) an die Datengröße des MAC definiert werden müssen, siehe hierzu das referenzierte 3GPP Standardisierungsdokument [3]. Die empfangende Mobilstation erkennt zwar anhand des MAC-Headers, dass keine Nutzdaten vorhanden sind, aber sie kann den nun ihr selbst zugewiesenen Datenkanal temporär für die Messung verwenden. Kurzfristig werden hierfür zwar Ressourcen reserviert, da die Anforderung der Qualitätsmessungen aber gegebenenfalls nicht regelmäßig bzw. häufig, sondern eher nach Bedarf passiert, ergibt sich aber im Vergleich zu dem vorangehend beschriebenen Verfahren ein Vorteil. Eine periodische Qualitätsmessung ist jedoch ebenfalls möglich. Die Ressourcen werden nur dann genutzt, wenn auch eine Messung angeregt wird. Außerdem kann vorteilhaft die Messung anhand des eigenen zugeordneten Datenkanals durchgeführt werden. Vorteilhaft muß keine expizite Signalisierung zur Initiierung von Qualitätsmessungen definiert werden. According to the invention, the user who send feedback should be assigned resources even if it has no data gets. In this case, instead of user data Padding data (English padding - filling) transmitted for the Adjustment of the data volume from the higher ones Signaling layers (RLC) are defined to the data size of the MAC see the referenced 3GPP Standardization document [3]. The receiving mobile station recognizes based on the MAC header that no user data is available, but it can use the data channel now assigned to itself use temporarily for the measurement. Will be short term for this resources reserved because the request of However, quality measurements may not be regular or frequent, but rather happens as required, but results in Comparison to the method described above Advantage. However, periodic quality measurement is also possible. The resources are only used when a measurement is stimulated. It can also be advantageous Measurement based on your own assigned data channel be performed. No excessive signaling is advantageous to initiate quality measurements.

Eine generelle Struktur der Signalisierung ist in den referenzierten Dokumenten [1] und [2] zu finden. Ein Beispiel für die Verwendung von Padding-Blöcken ist in [3] zu finden. Der MAC würde sinnvollerweise die Möglichkeit bekommen, genau soviel Ressourcen für einen Nutzer zu reservieren, das ein Transportblock hineinpaßt. Wenn der Scheduler im MAC Informationen über die Empfangsgüte eines bestimmten Nutzers benötigt, weist er diesem Nutzer diese Minimal-Ressourcen zu, auch wenn keine Daten für diesen Nutzer in der Sende-Warteschlange stehen. Er setzt das Padding Bit und teilt in dem Feld "Transport Block Number Indication" mit, dass keine Transportblöcke mit Nutzdaten gesendet werden. Da der Empfänger aber die Minimal-Ressourcen zugewiesen bekommen hat, wird er genau einen Transport Block dekodieren und an den MAC übergeben. Nach Auswertung das MAC-Headers verwirft der MAC im Empfänger den empfangenen Block. Der Physical Layer kann auf den Minimal-Ressourcen eine Messung durchführen und das Messergebnis im Feedback-Kanal (HICH) an die Basisstation senden. Referenzen [1] 3GPP TSG-RAN Working Group1 AdHoc an Re15, TSGR1 AdHoc an Re15, R1-01-0707, Korpilampi, Finnland, June 26.-28.2001, Siemens AG, "HSDPA Two Step Signalling Concept for TDD"
[2] 3GPP Joint TSG-RAN WG1 and WG2 meeting on HSDPA, Tdoc 12A010053, Sophia-Antipolis, France, 5.11.2001, Siemens AG, "Signalling Channel Structures for TDD HSDPA"
[3] 3GPP TSG RAN WG2 #24 R2A010026, New York, USA, 22-26 October 2001, Siemens AG, "Application of Padding blocks for HSDPA" A general structure of the signaling can be found in the referenced documents [1] and [2]. An example of the use of padding blocks can be found in [3]. The MAC would usefully be able to reserve exactly as many resources for a user that fit a transport block. If the scheduler in the MAC requires information about the reception quality of a particular user, it assigns these minimal resources to this user, even if there is no data in the send queue for this user. It sets the padding bit and notifies in the "Transport Block Number Indication" field that no transport blocks with user data are sent. However, since the recipient has been allocated the minimum resources, he will decode exactly one transport block and transfer it to the MAC. After evaluating the MAC header, the MAC discards the block received in the receiver. The physical layer can carry out a measurement on the minimal resources and send the measurement result in the feedback channel (HICH) to the base station. References [1] 3GPP TSG RAN Working Group1 AdHoc to RE15, RE15 TSGR1 AdHoc to, R1-01-0707, Korpilampi, Finland, June 26th-28.2001, Siemens AG, "Two Step HSDPA Signaling Concept for TDD"
[2] 3GPP Joint TSG-RAN WG1 and WG2 meeting on HSDPA, Tdoc 12A010053, Sophia-Antipolis, France, November 5, 2001, Siemens AG, "Signaling Channel Structures for TDD HSDPA"
[3] 3GPP TSG RAN WG2 # 24 R2A010026, New York, USA, October 22-26, 2001 , Siemens AG, "Application of Padding blocks for HSDPA"

Claims

1. Method for signal transmission in a radio communication system, in which data packets with user data are transmitted in a shared channel from a base station of the radio communication system to at least one subscriber station, the subscriber station carries out measurements relating to at least one quality criterion on the basis of the received data packets signals the base station, characterized in that in the event that the subscriber station cannot carry out measurements on the basis of received data packets with its associated user data, the base station transmits at least one data packet without user data to the subscriber station, and the subscriber station uses the data packet without user data to carry out measurements relating to of the quality criterion.

2. The method according to claim 1, wherein the signaling of the quality criterion also in one shared channel is done.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the measurements regarding the quality criterion are demand-driven or be carried out periodically.