DE60128132T2

DE60128132T2 - Funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE60128132T2
Application number: DE2001628132
Authority: DE
Inventors: Minoru Midori-ku Chiba-shi KOSAKA
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: US20130114475A1; US20160112999A1; US20130215880A1; DE60128132D1; EP1343340A4; CN1478366A; EP1343340A1; US8369309B2; CN1312955C; US8270390B2; US9955468B2; US20150171981A1; US8570950B2; WO2002049387A1; JPWO2002049387A1; US20180206216A1; US9025528B2; US9258074B2; JP4625611B2; US20120307692A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Funkkommunikationssystem mit einer Basisstation und Mobilstationen, insbesondere eine Verbesserung betreffend direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen in einem Funkkommunikationssystem auf Grundlage eines TDMA(Time Division Multiple Access)-Systems.
HINTERGRUNDBILDENDE TECHNIK
Ein Funkkommunikationssystem besteht aus einer Basisstation zum Liefern von Mitteilungen betreffend Zuordnungen von Bändern (Zeitbereichen für Kommunikationsvorgänge) sowie mehrere Mobilstationen auf Grundlage des TDMA-Systems (bei dem Mobilstationen bei derselben Frequenz verschiedene Zeitbereiche zugeordnet werden, um Kommunikationsvorgänge auszuführen). Für ein derartiges System wurde ein PHS-System mit direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen gemäß RCR STD-28 (second-generation cordless telephone system standard, version 1) von der ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) als Verfahren zum Ausführen direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen bei einer anderen Frequenz als der durch die Basisstation genutzten vorgeschlagen. Verbesserungen des Systems sind beispielsweise in den JP-Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 11-122663 A1(1999) und 11-341564 A1(1999) offenbart.
Die 13 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur bei einem TDMA-Funkkommunikationssystem.
Wie es in der 13(a) dargestellt ist, wird die Zeitdauer, in der dieselbe Frequenz für Kommunikationsvorgänge verwendet wird, in Rahmen 1 mit vorbestimmten Zeitintervallen unterteilt. In jedem Rahmen (in vorbestimmten Perioden), sendet die Basisstation Steuerungsinformation 2 an alle Mobilstationen in einem durch die Basisstation erzeugten Funk-LAN-Bereich. Die Steuerungsinformation 2 enthält Information, die es den mehreren Mobilstationen ermöglicht, mit der Ba sisstation synchronisiert zu werden, sowie Information, die das Band (den Zeitbereich) innerhalb des Rahmens angibt, der jeder Mobilstation zugeordnet ist.
Der Rahmen ist in die Zeitbereiche DOWN-LINK3 für das Senden von Daten von der Basisstation zu den Mobilstationen und UP-LINK4 zum Senden von Daten von den Mobilstationen zur Basisstation unterteilt. In jedem Zeitbereich sind jeder Mobilstation ein Band 5 (Band A) und ein Band 6 (Band B) zugeordnet, wie es in der 13(b) dargestellt ist, damit die Basisstation und die Mobilstationen bidirektional miteinander kommunizieren können.
Nachfolgend wird die Steuerungsinformation 2 unter Bezugnahme auf die 13(c) beschrieben.
In der physikalischen Schicht von Funksystemen wird allgemein ein digitales Signal aus einer Präambel 200 zur Rundübertragung und Nutzdaten 201 (Nutzdaten 1, ..., Nutzdaten N), bei denen es sich um Informationsdaten für den Sendevorgang handelt, in ein elektrisches Signal gewandelt. Die sich am Kopf befindende Präambel 200 kennzeichnet das von einer Funkschnittstelle empfangene Signal. Insbesondere fungiert die Präambel 200 zur Rundübertragung, wie sie hinzugefügt wird, wenn die Basisstation Rundübertragungsinformation in eine Funkzelle sendet, als Synchronisiersignal, mit dem eine Mobilstation in der Funkzelle versucht, Synchronisierung mit der Basisstation zu erzielen. Ferner enthält die Steuerungsinformation 2 derartige Steuerungsinformation, wie Rahmenstrukturinformation und Bandzuordnungsinformation.
Die 14 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels der Konfiguration eines Funk-LAN auf Grundlage des oben beschriebenen Funkkommunikationssystems.
In der 14 kennzeichnet die Zahl 7 ein WAN (Wide Area Network), und die Zahl 8 kennzeichnet ein Funk-LAN (Local Area Network). Das Funk-LAN 8 besteht aus mehreren Mobilstationen 11–13 sowie einer Basisstation 10. Die Basisstation 10 ist entweder mit einer zentralen Steuerungseinheit 9 zur zentralen Steuerung von Bandzuordnungen verbunden, oder sie ist im Inneren der zentralen Steuerungseinheit 9 vorhanden. Das Funk-LAN 8 ist über die Basisstation 10 mit dem WAN 7 verbunden.
Die Mobilstationen 11 bis 13 führen eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation gemäß der durch die Basisstation 10 mitgeteilten Bandzuordnungsinformation aus.
Die Kommunikationspfade sind als Kommunikationspfade 14–16 gekennzeichnet. Der Kommunikationspfad für direkte Kommunikation zwischen einer Mobilstation 11 (Mobilstation <1>) und einer Mobilstation 12 (Mobilstation <2>) ist durch einen Kommunikationspfad 17 gekennzeichnet.
Wenn die Mobilstation 11 (Mobilstation <1>) Daten an die Mobilstation 12 (Mobilstation <2>) sendet und die normale Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet würde, müssten dieselben Daten zweimal über die in der 14 dargestellten Kommunikationspfade 14 und 15 übertragen werden, was ineffizient ist. So ist es erforderlich, ein Verfahren zum Ausführen direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen zu verwenden, durch das Daten direkt über den Kommunikationspfad 17 zwischen den Mobilstationen übertragen werden, ohne dass die Basisstation 10 eingreifen müsste.
Die 15 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen bei einem herkömmlichen Funkkommunikationssystem.
Beim Beispiel der 15 erfolgt direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen mit einer anderen Frequenz als der von der Basisstation 10 benutzten. Eine der Mobilstationen, die die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ausführen, sendet Steuerungsinformation 19 mit der Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen. Diese Frequenz unterscheidet sich von derjenigen, mit der eine Rahmensynchronisierung erzielt wird, und Kommunikationsvorgänge werden entsprechend der von der Basisstation gesendeten Steuerungsinformation 18 ausgeführt. Die Mobilstationen, die die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ausführen, sind mit einer Basisstationsfunktion zum Synchronisieren ihrer Rahmen und zum Zuordnen von Bändern versehen.
Zu anderen Beispielen herkömmlicher Techniken zum Ausführen direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen gehören die Folgenden: ein Funk-LAN-System und ein tragbares PDC(Personal Digital Cellular)-Telefon unter Verwendung des CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)-Systems gemäß den Standards ISO/IEC (International Organization for Standardization/International Electrotechnical Comission) 8802-11 oder IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11; HiperLAN gemäß ETSI (European Telecommunications Standards Institute), wobei es sich um ein System der Generation 3.5 am Übergang in ein System der Generation 4 handelt, das um das Jahr 2010 herum folgend auf PHS (Personal Handy-phone System) und W-CDMA (Wi deband Code Division Multiple Access) standardisiert werden soll; sowie das MMAC(Multimedia Mobile Access Communication System)-Funksystem gemäß ARIB (Association of Radio Industries and Businesses).
Nachfolgend werden IEEE802.11 und HiperLAN kurz beschrieben, wobei sie jedoch keine direkte Relevanz hinsichtlich der Erfindung haben, da das erstere System kein zentral gesteuertes Funksystem mit einer zentralen Steuerungseinheit zum zentralen Steuern von Bandzuordnungen ist, und da das Letztere ein System ist, das dieselbe Frequenz wie die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet.
Die 16 ist ein Beispiel für Kommunikation gemäß dem System IEEE802.11.
In der 16 führt, unter den Mobilstationen 1 bis 4 in einem Funk-LAN-Gebiet 20, wenn es eine Mobilstation <1> wünscht, Information an eine Mobilstation <2> zu senden, die Mobilstation <1> eine Rundübertragung eines RTS(Request to Send)-Signals 21 und 24 aus. Alle Mobilstationen analysieren das RTS-Signal. Wenn es sich um keine Informationssendeanforderung handelt, die an eine spezielle Mobilstation gerichtet ist, bleibt die Mobilstation in Bereitschaft. Wenn das RTS-Signal an eine spezielle Mobilstation gesendet ist, sendet die Mobilstation (Mobilstation <2>) ein CTS(Clear to Send)-Signal 22 und 25, um anzuzeigen, dass sie zum Empfang bereit ist. Daraufhin sendet die Mobilstation <1> Information über ein MAC-Signal 23 und 26 an die Mobilstation <2>. Während dieser Prozesse sehen die anderen Mobilstationen für eine bestimmte Zeitperiode von Sendevorgängen ab, um eine Kollision von Sendesignalen zu vermeiden.
Die 17 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur im HiperLAN-System. Teile oder Elemente, die denen ähnlich sind, wie sie in der 13 dargestellt sind, sind mit ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Im HiperLAN-System ist in einem TDMA-Rahmen 27 zum Ausführen direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen ein Band 28 vorhanden. In diesem Band 28 stellt die Basisstation Sendevorgänge ein, um es den Mobilstationen zu ermöglichen, zueinander zu senden, was es ermöglicht, dass Mobilstation-Kommunikation und direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf einer einzelnen Frequenz erfolgen.
Bei einem herkömmlichen Funkkommunikationssystem sind die Rahmen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen sowie diejenigen für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation nicht synchronisiert, wie es in der 15 dargestellt ist. Demgemäß werden, um Steuerungsinformation zum Synchronisieren der jeweiligen Rahmen zu erzielen, die Kommunikationsmodi umgeschaltet. Dies ist ein Prozess, bei dem eine Mobilstation ihre Verbindung mit der Basisstation für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation beendet, und dann mit der Mobilstation, die über die Basisstationsfunktion verfügt, eine Verbindung aufbaut, um direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auszuführen. Durch die JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-122663 A1(1999) wurde beispielsweise ein verbessertes Verfahren zum Erhalten von Rundübertragungsinformation von einer Basisstation vorgeschlagen, wobei das Umschalten intermittierend ausgeführt wird.
Jedoch zeigt die in der obigen Veröffentlichung offenbarte Vorrichtung das Problem, dass die Mobilstation 11 (Mobilstation <1>) nicht gleichzeitig eine Datenkommunikation mit der Mobilstation 12 (Mobilstation <2>) und der Basisstation 10 ausführen kann, wie es in der 10 dargestellt ist. Bei jüngeren Kommunikationssystemen existiert eine fortlaufende Verschiebung von Sprachkommunikation über Telefon zu Datenkommunikation. So bedeutet das obige Problem, dass, in Zusammenhang mit dem Aufbau eines Funk-LAN, die Mobilstationen intermittierend vom Netzwerk abgetrennt werden, was zu weiteren Problemen führt. Beispielsweise ist es möglich, dass die Basisstation keine von einem angeschlossenen WAN (wie dem Internet) empfangene Daten an eine Ziel-Mobilstation im Funk-LAN senden kann, oder dass die Basisstation noch nicht einmal das Vorhandensein einer Mobilstation erkennt, da eine Verbindung mit dieser fehlt.
Die obige Erörterung beruht auf der Annahme, dass beispielsweise ein Funk-LAN zu Hause (Heimnetzwerk) aufgebaut wird, das aus einer Gatewayeinheit mit einer mit dem Internet außerhalb verbundenen Basisstation und Mobilstationen besteht, zu denen Haushaltsinformationsgeräte gehören (wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Mikrowellenherd, ein Fernseher, ein Videoserver oder eine Set-Top-Box). In diesem Fall wäre es problematisch, wenn das externe Netzwerk keine Videoinformation an den Videoserver senden könnte, wenn dieser drahtlos Videoinformation an den Fernseher überträgt, oder wenn, wenn eine Klimaanlage von außen betrieben werden sollte, das Vorhandensein der Klimaanlage aufgrund der Beendigung ihrer Verbindung mit der Basisstation im Netzwerk nicht festgestellt werden könnte.
Ferner besteht, um eine direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen zu realisieren, das zusätzliche Problem, dass die Basisstationsfunktion zu einer der Mobilstationen hinzuzufügen wäre, die als Basisstation wirken soll.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein effizientes Funkkommunikationssystem zu schaffen, das eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation selbst dann ermöglicht, wenn direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen bei einer anderen Frequenz als der der Basisstation ausgeführt wird, wobei die Belastung von Mobilstationen dadurch verringert werden kann, dass dafür gesorgt wird, dass die Basisstation direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen steuert, und das es ermöglicht, mehrere Frequenzen gleichzeitig durch eine einzelne Basisstation zu verwenden.
US 5,903,618 offenbart ein in mehreren Modi arbeitendes Funkkommunikationssystem, das indirekte Terminal-Terminal-Kommunikation über eine Basisstation sowie direkte Peer-to-Peer-Kommunikation ausführen kann. Im letzteren Modus werden die Zeitschlitze für Kommunikationsvorgänge mit einem Synchronisiersignal von der Basisstation synchronisiert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung ist, gemäß einer Erscheinungsform, Folgendes geschaffen: ein Funkkommunikationssystem mit einer Basisstation und Mobilstationen, die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können und wobei das System ferner über eine Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren der direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, wobei für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und wobei das System über eine Zuordnungseinrichtung verfügt, die in der Basisstation angeordnet ist, um die zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen, die von der für die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, auf eine Anfrage von der Mobilstation hin zuzuordnen.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform ist durch die Erfindung Folgendes geschaffen: eine Basisstation in einem Funkkommunikationssystem mit dieser Basisstation und drahtlos mit ihr verbundenen Mobilstationen, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren und die Basisstation ferner über eine Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, wobei für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und wobei das System über eine Zuordnungseinrichtung verfügt, die in der Basisstation angeordnet ist, um die zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen, die von der für die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, auf eine Anfrage von der Mobilstation hin zuzuordnen.
Gemäß einer weiteren Erscheinungsform ist durch die Erfindung Folgendes geschaffen: ein Funkkommunikationsverfahren eines Funkkommunikationssystems mit einer Basisstation und Mobilstationen, die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können, und wobei das Verfahren einen Synchronisierschritt zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen enthält, wobei
wenn für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer für eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation ersten Frequenz verschieden ist, der Synchronisierschritt einen Rahmen bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit dem bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von in der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation enthaltener Steuerungsinformation synchronisiert, und wobei das Verfahren einen Zuordnungsschritt enthält, der durch die Basisstation ausgeführt wird, um die zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen, die von der für die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, auf eine Anfrage von der Mobilstation hin zuzuordnen.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform ist durch die Erfindung Folgendes geschaffen: ein Funkkommunikationssystem mit einer Basisstation und Mobilstationen, die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können und wobei das System ferner über eine Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren der direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, wobei für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und wobei das System über eine Zuordnungseinrichtung verfügt, die in der Basisstation angeordnet ist, um Bänder in einem Rahmen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage einer Anfrage von einer Mobilstation zuzuordnen.
Gemäß einer weiteren Erfindung ist durch die Erfindung Folgendes geschaffen: eine Basisstation in einem Funkkommunikationssystem mit dieser Basisstation und drahtlos mit ihr verbundenen Mobilstationen, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren und die Basisstation ferner über eine Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, wobei für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und wobei das System über eine Zuordnungseinrichtung verfügt, um Bänder in einem Rahmen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage einer Anfrage von einer Mobilstation zuzuordnen.
Gemäß noch einer weiteren Erscheinungsform ist durch die Erfindung Folgendes geschaffen: ein Funkkommunikationsverfahren eines Funkkommunikationssystems mit einer Basisstation und Mobilstationen, die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können, und wobei das Verfahren einen Synchronisierschritt zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen enthält, wobei wenn für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer für eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation ersten Frequenz verschieden ist, der Synchronisierschritt einen Rahmen bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit dem bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von in der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation enthaltener Steuerungsinformation synchronisiert, und wobei das Verfahren einen Zuordnungsschritt enthält, der durch die Basisstation ausgeführt wird, um Bänder in einem Rahmen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage einer Anfrage von einer Mobilstation zuzuordnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt Blockdiagramme von Beispielen einer Basisstation und einer Mobilstation im Funkkommunikationssystem gemäß der Erfindung.
2 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen im Funkkommunikationssystem.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Funk-LAN auf Grundlage des Funkkommunikationssystems.
4 zeigt ein Steuerungsabfolgediagramm zum Veranschaulichen des Ablaufs von Daten bei einem Beispiel für Kommunikation im Funkkommunikationssystem.
5 zeigt ein Flussdiagramm von Kommunikationsprozessen, wie sie in der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation des Funkkommunikationssystems ausgeführt werden.
6 zeigt ein Flussdiagramm von Kommunikationsprozessen, wie sie in der Mobilstation im Funkkommunikationssystem ausgeführt werden.
7 zeigt ein Steuerungsabfolgediagramm zum Veranschaulichen des Ablaufs von Daten im Funkkommunikationssystem gemäß der Erfindung.
8 zeigt ein Blockdiagramm von Bandzuordnungen im Funkkommunikationssystem.
9 zeigt ein Blockdiagramm von Rahmenzuordnungen im Funkkommunikationssystem.
10 zeigt ein Beispiel eines Kommunikationszustands zwischen der Basisstation und den Mobilstationen im Funkkommunikationssystem, und sie zeigt ein Blockdiagramm zur Rahmenzuordnung im Funkkommunikationssystem.
11 zeigt ein Flussdiagramm von Rahmenzuordnungen im Funkkommunikationssystem.
12 zeigt ein Beispiel eines Kommunikationszustands zwischen der Basisstation und den Mobilstationen im Funkkommunikationssystem.
13 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur in einem herkömmlichen TDMA-Funkkommunikationssystem.
14 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Funk-LAN auf Grundlage des herkömmlichen Funkkommunikationssystems.
15 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen beim herkömmlichen Funkkommunikationssystem.
16 zeigt ein Beispiel für Kommunikation gemäß dem IEEE802.11-System.
17 zeigt ein Beispiel der Rahmenstruktur gemäß dem HiperLAN-System.
BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
Erste Ausführungsform
Die 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Basisstation und einer Mobilstation in einem Funkkommunikationssystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Es wird auf die 1 Bezug genommen, in der die Zahl 30 eine Basisstation im Funkkommunikationssystem kennzeichnet und die Zahl 40 eine Mobilstation kenn zeichnet, die durch Funk mit der Basisstation 30 kommuniziert. Die Basisstation 30 verfügt über eine zentrale Steuerungseinheit 31.
Die Basisstation 30 verfügt über eine zentrale Steuerungseinheit 31 zum Zuordnen von Bändern in einem Rahmen einer Kommunikationsfrequenz auf eine Bandzuordnungsanfrage hin; eine Antenne 32 für Sende- und Empfangsvorgänge über Funk; eine Funkverarbeitungseinrichtung 33 zum Erkennen verfügbarer Frequenzen; eine Rahmenverarbeitungseinrichtung 34 zum Ausführen einer Rahmenverarbeitung, durch die Steuerungsinformation wie Zuordnungsinformation zu einem zugeordneten Band in Sendedaten gewandelt wird; eine Funksteuerungseinrichtung 35 zum Erzeugen von Steuerungsinformation wie eines Rahmensynchronisiersignals und Bandzuordnungsinformation betreffend Zuordnungen durch die zentrale Steuerungseinheit 31; und eine Leitungsverarbeitungseinrichtung 36 zum Liefern von Daten für externe Sendevorgänge an die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34 in einem bestimmten Format auf eine Anweisung von der Funksteuerungseinrichtung 35 hin. Die zentrale Steuerungseinheit 31 führt Berechnungen beispielsweise zur Zeitzuordnung aus, und sie kann entweder in der Basisstation 30 enthalten sein, oder sie kann sich, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, außerhalb derselben befinden.
Die Mobilstation 40 verfügt eine Antenne 42 für Sende- und Empfangsvorgänge über Funk; eine Funkverarbeitungseinrichtung zum Empfangen von Kommunikationsdaten und zum Liefern derselben an die Rahmenverarbeitungseinrichtung 44; eine Rahmenverarbeitungseinrichtung 44 zum Erzielen von Rahmensynchronisation auf Grundlage eines von der Basisstation 30 empfangenen Steuerungssignals und zum Aufteilen der Kommunikationsdaten in Steuerungsinformation und Empfangsdaten; eine Funksteuerungseinrichtung 45 zum Decodieren der Bandzuordnungsinformation und dergleichen und zum Aufbewahren derselben als Steuerungsinformation zur Verwendung bei der Sende-/Empfangsverarbeitung von Kommunikationsdaten; und eine Leitungsverarbeitungseinrichtung 46 zum Liefern von Daten für externes Senden an die Rahmenverarbeitungseinrichtung 94 in einem bestimmten Format entsprechend einer Anweisung von der Funksteuerungseinrichtung 45.
Die Funksteuerung-Verarbeitungseinrichtung 45 informiert die Funkverarbeitungseinrichtung 43 über den Start eines Sende-/Empfangsvorgangs, wenn sie auf ein zugeordnetes Band (Zeit) in einem Rahmen trifft. Bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen informiert die Funksteuerungs- Verarbeitungseinrichtung 45 die Funkverarbeitungseinrichtung 43 über eine Änderung der Frequenz, die für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen zu verwenden ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform verfügt das Funkkommunikationssystem über eine Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren, wenn eine zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen zu verwenden ist, die von einer für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, von Rahmen zwischen der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und der direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation. Das Funkkommunikationssystem verfügt auch über eine Zuordnungseinrichtung zum Zuordnen von Bändern und einer Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen entsprechend einer Zuordnungsanfrage von der Basisstation 30 oder der Mobilstation 40. Die Basisstation 30 und die Mobilstation 40 verfügen jeweils über eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung zum Senden und Empfangen von Zuordnungsanfragen und Zuordnungsmitteilungsinformation zwischen einander. Die Mobilstation 40 verfügt ferner über eine Steuerungseinrichtung zum Ändern der Funkfrequenz entsprechend einer Zuordnung. Demgemäß kann eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation gleichzeitig mit einer direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen ausgeführt werden. Die Basisstation 30 führt auch eine Trägererfassung bei mehreren verfügbaren Frequenzen aus, und sie verfügt über eine Einrichtung zum Transportieren verfügbarer Frequenzen, die nicht die durch die Basisstation 30 verwendeten sind.
Die 2 zeigt ein Beispiel einer Rahmenstruktur bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen beim vorliegenden Funkkommunikationssystem, wobei Beispiele der Rahmenstruktur und der Bandzuordnung dargestellt sind. Die Rahmenstrukturen entsprechen denen des in der 15 dargestellten herkömmlichen Beispiels.
Gemäß den 2(a) und 2(b) ist die Rahmenstruktur in Zeitbereiche unterteilt, die aus Steuerungsinformation 50, einem Kommunikationsband DOWN-LINK 51 und einem Kommunikationsband UP-LINK 52 besteht. Die Steuerungsinformation 50 enthält Information für mehrere Mobilstationen 40, um Synchronisierung zwischen einer Basisstation 30 in jedem Rahmen (mit vorbestimmten Perioden) zu erzielen, und Information, die ein Band (einen Zeitbereich) in einem Rahmen, wie jeder Mobilstation zugeordnet, angibt. Das DOWN-LINK 51 dient zum Liefern von Daten der Basisstation 30 zu den Mobilstationen 40. Das UP-LINK 52 dient zum Liefern von Daten von den Mobilstation 40 zur Basisstation 30. Die Steuerungsinformation 50 enthält eine Präambel 200 für Rundübertragung sowie Nutzdaten 201, wie es unter Bezugnahme auf die 13(c) beschrieben wurde. Die Präambel 200 für Rundübertragung enthält ein Synchronisiersignal für die Mobilstationen in einer Funkzelle, um Synchronisierung mit der Basisstation zu erzielen, sowie Steuerungsinformation wie Rahmenstrukturinformation und Bandzuordnunqsinformation.
Gemäß der 2(b) führt eine Mobilstation direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen mit einer Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen aus, die von der Frequenz verschieden ist, mit der eine Rahmensynchronisierung erzielt wird, und Kommunikationsvorgänge werden auf Grundlage der durch die Basisstation 30 gesendeten Steuerungsinformation 50 ausgeführt. Die Mobilstation synchronisiert Rahmen zwischen Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen unter Verwendung der Steuerungsinformation 50 für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation anstelle der Steuerungsinformation 53 für herkömmliche direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen. Die Zahl 54 kennzeichnet ein Band für direkte Kommunikation.
Die 2(c) zeigt ein Beispiel zur Bandzuordnung bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation. Die Zahl 55 kennzeichnet Steuerungsinformation, der die Steuerungsinformation 50 zugeordnet ist. Die Zahl 56 kennzeichnet ein Band D1, dem das DOWN-LINK 51 zugeordnet ist. Die Zahl 57 kennzeichnet ein Band U1, dem das UP-LINK 52 zugeordnet ist.
Die 2(d) zeigt ein Beispiel zur Bandzuordnung bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen. Wie oben beschrieben, wird die Steuerungsinformation (Steuerungsinformation 53) für herkömmliche direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen nicht verwendet, da die Steuerungsinformation 50 für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation auch für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen verwendet wird. Die Zahl 58 kennzeichnet ein Band Dil, dem das Band 54 für direkte Kommunikation zugeordnet ist.
So wird es durch Synchronisieren von Rahmen zwischen der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und der direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen möglich, das Kommunikationsband DOWN-LINK 51 von der Basisstation 30 zu den Mobilstationen 40, das Kommunikationsband UP-LINK 52 von den Mobilstationen 40 zur Basisstation 30 sowie das Band 54 für direkte Kommunikation von einer Mobilstation 40 zu einer anderen Mobilstation 40 parallel zu verarbeiten.
Nachfolgend wird der Betrieb des auf die obige Weise konfigurierten Funkkommunikationssystems beschrieben.
Die 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Funk-LAN auf Grundlage des vorliegenden Funkkommunikationssystems. Teile oder Elemente, die denen ähnlich sind, wie sie in der 14 dargestellt sind, sind mit ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In der 3 besteht ein Funk-LAN 8 aus mehreren Mobilstationen 40a bis 40c und einer Basisstation 30 mit einer in sie eingebauten zentralen Steuerungseinheit 31. Das Funk-LAN 8 ist über die Basisstation 30 mit einem WAN 7 verbunden.
Die Mobilstationen 40A bis 40C verfügen über eine ähnliche Struktur wie die in der 1 dargestellten Mobilstationen 40, und sie führen Basisstation-Mobilstation-Kommunikation entsprechend Bandzuordnungsinformation aus, wie sie von der Basisstation 30 mitgeteilt wird. Die Kommunikationspfade sind als Kommunikationspfade 14 bis 16 angegeben. Ein Kommunikationspfad für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen zwischen der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) ist durch einen Kommunikationspfad 17 gekennzeichnet.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 2 ein Beispiel zur Bandzuordnung für die Basisstation 30 und die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>), die mit der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) kommunizieren möchte, beschrieben.
In den 2 und 3 empfängt die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) eine Rahmensynchronisierung und Bandzuordnung auf Grundlage der Steuerungsinformation 55 von der Basisstation 30. Ein Band 56 (Band D1) ist ein Kommunikationsband von der Basisstation 30 zur Mobilstation 40A (Mobilstation <1>). Ein Band 57 (Band U1) ist ein Kommunikationsband von der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) zur Basisstation 30. Ein Band 58 (Band Dil) ist ein Kommunikationsband von der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) zur Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) durch Ausführen von Kommunikationsvorgängen entsprechend diesen Zuordnungen kann die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) Datenkommunikation gleichzeitig mit der Mo bilstation 40B (Mobilstation <2>) und der Basisstation 30 ausführen, ohne ihre Verbindung mit der Basisstation 30 zu unterbrechen.
Die 4 zeigt ein Steuerungsabfolgediagramm zum Veranschaulichen des Ablaufs von Daten beim obigen Kommunikationsbeispiel. Die Zahlen in der Zeichnung geben die einzelnen Verarbeitungsschritte an.
In der 4 ist angenommen, dass die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) ihren Verbindungsaufbau mit der Basisstation 30 abgeschlossen haben und Kommunikation mit ihr gestartet haben (60). Zunächst sendet die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) eine Anfrage (61) und eine weitere Anfrage (62) in einem zugeordneten Band des UP-LINK 52 an die Basisstation 30. Die Anfrage (61) fordert zur Zuordnung eines Bands für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf, um Daten an die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) zu senden. Die Anfrage (62) fordert zur Zuordnung eines Bands für normale Basisstation-Mobilstation-Kommunikation auf.
Die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) sendet auch eine Anfrage (63) in einem zugeordneten Band des UP-LINK 52 an die Basisstation 30, das zur Zuordnung eines Bands für normale Basisstation-Mobilstation-Kommunikation auffordert.
Dann sendet die Basisstation 30 eine Zuordnungsanfrage (64) an die zentrale Steuerungseinheit 31, die die Bandzuordnungsanfrageinformationen von allen Mobilstationen sowie die Bandzuordnungsanfrage von der Basisstation 30 an die Mobilstation bündelt.
Die zentrale Steuerungseinheit 31 informiert, auf die Bandzuordnungsanfrage (69) hin die Basisstation 30 über die Zuordnungen von Bändern im nächsten Rahmen bei der Frequenz für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und der Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen (65).
Die Basisstation 30 sendet, im Steuerungsinformationsband im nächsten Rahmen, Information zur Band- und Frequenzzuordnung für direkte Kommunikation von der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) zur Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) (66), sowie Bandzuordnungsinformation für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation (67, 68) an die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>). Jede Mobilstation führt eine Empfangsverarbeitung im Steuerungsinformationsband aus.
Die Basisstation 30 sendet, in einem zugeordneten Band im DOWN-LINK 51 bei der Frequenz für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation, Daten für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation (69, 70) an die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>). Alle Mobilstationen führen eine Empfangsverarbeitung in einem zugeordneten Band aus.
Die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) sendet Daten für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen (71) in einem zugeordneten Band für direkte Kommunikation bei der Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen an die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>). Die Mobilstation 90B (Mobilstation <2>) führt in einem zugeordneten Band eine Empfangsverarbeitung aus.
Die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) senden Daten für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation (72, 73) in einem zugeordneten Band im UP-LINK 52 an die Basisstation 30. Die Basisstation 30 führt in einem zugeordneten Band eine Empfangsverarbeitung aus.
Die 5 zeigt ein Flussdiagramm der Kommunikationsverarbeitung in der Basisstation 30. S kennzeichnet zugehörige Schritte.
Zunächst werden, in einem Trägererfassungsprozess in einem Schritt S11, verfügbare Frequenzen durch die Funkverarbeitungseinrichtung 33 (1) der Basisstation 30 erfasst. Von den erfassten Frequenzen wird die von der Basisstation 30 verwendete ausgewählt, und es erfolgen Vorbereitungen für Sende- und Empfangsvorgänge. Gleichzeitig erfolgt an die zentrale Steuerungseinheit 31 eine Mitteilung zu Frequenzen, die für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügbar sind. Gleichzeitig wird an die zentrale Steuerungseinheit 31 eine Mitteilung zu verfügbaren Frequenzen geliefert, die nicht die von der Basisstation 30 verwendeten sind.
Beim Prozess zum Senden eines Steuerungssignals in einem Schritt S12 erzeugt die Funksteuerungseinrichtung 35 Steuerungsinformation, die ein Signal zur Rahmensynchronisierung sowie Bandzuordnungsinformation, wie der zentralen Steuerungseinheit 31 zugeordnet, enthält. Die Steuerungsinformation wird durch die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34 in Sendedaten gewandelt und dann über die Funkverarbeitungseinrichtung 33 und die Antenne 32 gesendet.
Beim Prozess zum Senden der Kommunikationsdaten im Schritt S13 sendet die Leitungsverarbeitungseinrichtung 36 externe Sendedaten entsprechend Anweisungen von der Funksteuerungseinrichtung 35 an die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34. Die Daten werden durch die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34 in Sendedaten gewandelt und dann über die Funkverarbeitungseinrichtung 33 und die Antenne 32 gesendet.
Beim Prozess zum Empfangen der Kommunikationsdaten in einem Schritt S14 wird das Funksignal durch die Antenne 32 und die Funkverarbeitungseinrichtung 33 empfangen. Die empfangenen Daten werden durch die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34 in Steuerungsinformation und Empfangsdaten aufgeteilt. Die Steuerungsinformation, wie eine Bandzuordnungsanfrage, wird durch die Funksteuerungseinrichtung 35 verarbeitet und erforderliche Information wird an die zentrale Steuerungseinheit 31 gesendet, wo sie verarbeitet wird. Die Empfangsdaten werden durch die Leitungsverarbeitungseinrichtung 36 nach außen gesendet, nachdem sie in ein externes Format gebracht wurden.
In einem Schritt S15 wird ermittelt, ob die Kommunikation beendet ist oder nicht. Falls nicht, wird der Prozess ab dem Schritt S11 wieder aufgenommen, und die oben beschriebenen Schritte werden wiederholt. Wenn die Kommunikation beendet ist, gelangt der aktuelle Prozess zum Ende.
Die 6 zeigt ein Flussdiagramm der in der Mobilstation ausgeführten Kommunikationsverarbeitung.
In einem Trägererfassungsschritt S21 werden verfügbare Frequenzen durch die Funkverarbeitungseinrichtung 43 erfasst.
Im Prozess des Empfangens des Steuerungssignals im Schritt S22 wird eine Rahmensynchronisierung auf Grundlage des Steuerungssignals ausgeführt, dass von der Basisstation 30 gesendet und von der Antenne 42 und der Funkverarbeitungseinrichtung 43 empfangen wird. Das Steuerungssignal wird durch die Rahmenverarbeitungseinrichtung 44 in Steuerungsinformation verarbeitet. Die Funksteuerungs-Verarbeitungseinrichtung 45 decodiert Bandzuordnungsinformation und dergleichen aus der Steuerungsinformation, und sie speichert sie als Steuerungsinformation zur Verwendung während des Prozesses des Sendens und Empfangens von Kommunikationsdaten.
Nachdem die Funksteuerungs-Verarbeitungseinrichtung 45 ein zugeordnetes Band (Zeit) in einem Rahmen empfangen hat, informiert sie die Funkverarbeitungseinrichtung 43 über den Start eines Sende-/Empfangsvorgangs. In einem Schritt S23 wird ermittelt, ob die Kommunikation direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird die Funkverarbeitungseinrichtung 43 in einem Schritt S24 über eine Änderung der Frequenz auf diejenige, die zur direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen verwendet wird, informiert. Dann wird die Sende-/Empfangsfrequenz geändert, und die Routine geht zu einem Schritt S25 weiter. Wenn die Kommunikation nicht die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ist, geht die Routine zum Schritt S25 weiter.
Im Prozess des Sendens und Empfangens von Kommunikationsdaten im Schritt S25 empfängt die Funkverarbeitungseinrichtung 43 die Kommunikationsdaten, und sie sendet sie an die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34, wo die Daten in Steuerungsinformation und Empfangsdaten aufgeteilt werden. Die Steuerungsinformation wird durch die Funksteuerungseinrichtung 35 verarbeitet. Die Empfangsdaten werden durch die Leitungsverarbeitungseinrichtung 36 nach außen geschickt, nachdem sie in ein externes Format gebracht wurden. Externe Sendedaten werden durch die Leitungsverarbeitungseinrichtung 36 entsprechend einer Anweisung von der Funksteuerungseinrichtung 35 an die Rahmenverarbeitungseinrichtung 34 geliefert, wo sie in Sendedaten gewandelt werden und dann durch die Funkverarbeitungseinrichtung 43 und die Antenne 42 gesendet werden.
In einem Schritt S26 wird ermittelt, ob ein Band existiert oder nicht. Wenn ein Band existiert, kehrt die Routine zum Schritt S23 zurück, um die oben beschriebenen Prozesse zu wiederholen. Falls nicht, wird in einem Schritt S27 ermittelt, ob die Kommunikation beendet ist oder nicht. Falls nicht, kehrt die Routine zum Schritt S21 zurück, um die relevanten Schritte zu wiederholen. Wenn die Kommunikation beendet ist, gelangt der aktuelle Prozess zum Ende.
Demgemäß verfügt, bei der vorliegenden Ausführungsform, das Funkkommunikationssystem über eine Synchronisiereinrichtung, um, wenn dann, wenn die zentrale Steuerungseinheit 31 für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet, die von der für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, Rahmen zwischen Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage der bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten Steuerungsinformation zu synchronisieren. Das System verfügt auch über eine Zu ordnungseinrichtung zum Zuordnen eines Bands und einer Frequenz für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen entsprechend einer Zuordnungsanfrage von der Basisstation 30 oder den Mobilstationen 40. Da beim Synchronisieren von Rahmen zwischen Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen die Steuerungsinformation 55 für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation anstelle derjenigen für normale, direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen verwendet wird, ist es möglich, das Band DOWN-LINK 51 für Kommunikation von der Basisstation 30 zu den Mobilstationen 90 parallel zu dem Band U3 für Kommunikation von den Mobilstationen 40 zur Basisstation 30 sowie das Band 54 für Kommunikation von einer Mobilstation 40 zu einer anderen Mobilstation 40 zu verwenden.
Demgemäß können direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen und Basisstation-Mobilstation-Kommunikation gleichzeitig ausgeführt werden, oder es kann direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ausgeführt werden, während die Verbindung mit der Basisstation 30 erhalten bleibt, obwohl beim Ausführen direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen eine andere Frequenz als diejenige der Basisstation 30 verwendet wird.
Ferner kann die Belastung der Mobilstationen verringert werden, da die Basisstation die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen steuert.
Zweite Ausführungsform
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Art, gemäß der Kommunikationsbänder zugeordnet werden, verändert.
Die 7 zeigt eine Steuerungsabfolge zum Veranschaulichen des Ablaufs von Daten im Funkkommunikationssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die 8 zeigt ein Blockdiagramm der Bandzuordnung beim vorliegenden Funkkommunikationssystem, und sie entspricht der 2.
Durch das vorliegende Funkkommunikationssystem kann ein Funk-LAN auf dieselbe Weise aufgebaut werden, wie sie in der 3 angegeben ist.
Gemäß der 7 ist angenommen, dass die Basisstation 30, die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>), die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) und eine Mobil station 40C (Mobilstation <3>) alle über offene Kommunikationsleitungen verfügen (80).
Die Basisstation 30 sendet eine Kommunikationsbandanfrage (81) an die Basisstation. Die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) sendet eine Kommunikationsbandanfrage (82) an die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>).
Auf diese Bandanfragen hin ordnet die zentrale Steuerungseinheit 31 ein Band 92 (Band D1) und ein Band 93 (Band U1) als Kommunikationsbänder zwischen der Basisstation 30 und der Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) zu (83). Die zentrale Steuerungseinheit 31 ordnet auch ein Band 94 (Band D2) und ein Band 95 (Band U2) als Kommunikationsbänder zwischen der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) zu (84). Die Zahl 91 kennzeichnet Steuerungsinformation. Gemäß diesen Zuordnungen kommunizieren die Basisstation 30 und die Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) miteinander (85, 87), während die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und die Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) miteinander kommunizieren (86, 88).
Beim Funkkommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform weist die Basisstation 30 an, dass direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen zwischen der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) auf einer anderen Frequenz als der der Basisstation 30 ausgeführt wird. So kann die Basisstation 30 mit der Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) kommunizieren.
Wenn direkte Kommunikation zwischen der Mobilstation 90A (Mobilstation <1>) und der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) bei derselben Frequenz wie der der Basisstation 30 ausgeführt wird, kann die Basisstation 30 keine Daten in diesem Band senden oder empfangen. Jedoch kann, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Basisstation 30 Daten in allen Bändern (Zeiten) im Rahmen senden und empfangen, da die direkte Kommunikation zwischen den Mobilstationen 40A und 40B auf einer anderen Frequenz ausgeführt wird.
Demgemäß kann ein effizientes Funkkommunikationssystem realisiert werden, bei dem eine einzelne Basisstation zur Kommunikation mehrere Frequenzen verwenden kann.
Dritte Ausführungsform
Dies ist ein Beispiel, bei dem die Weise, auf die Kommunikationsrahmenweise zugeordnet werden, geändert ist.
Die 9 zeigt ein Blockdiagramm einer Rahmenzuordnung im Funkkommunikationssystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei Beispiele von Bandzuordnungen in Rahmen für die Frequenz bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und die Frequenz bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen angegeben sind. Ein Funk-LAN kann unter Verwendung des vorliegenden Funkkommunikationssystems auf dieselbe Weise aufgebaut werden, wie es in der 3 angegeben ist.
Gemäß den 3 und 9 führt die 3 eine Rundübertragung für Rahmensynchronisierung und Bandzuordnungsvorgänge in Steuerungsinformation 100 aus. Down-Link-Phasen D1 (101), D2 (102), D3 (109) und D4 (103) werden Bändern für Sendevorgänge von der Basisstation 30 zur Mobilstation 40A (Mobilstation <1>), zur Mobilstation 40B (Mobilstation <2>), zur Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) bzw. einer Mobilstation 40D (Mobilstation <4>) (in der 3 nicht dargestellt) zugeordnet. In ähnlicher Weise werden Up-Link-Phasen U1 (107), U2 (108), U3 (106) und U4 (105) Bändern für Sendevorgänge von der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>), der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>), der Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) bzw. der Mobilstation 40D (Mobilstation <4>) zur Basisstation 30 zugeordnet. A1 (109) ist ein Zuordnungsband für direkte Kommunikation zwischen der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) und der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>). Während bei diesem Beispiel die Anzahl der Frequenzen für direkte Kommunikation 1 ist, kann mehr als eine derartige Frequenz vorhanden sein, solange sie im Funkkommunikationssystem verwendet werden können.
Die 10 zeigt ein Beispiel für Kommunikation zwischen der Basisstation und den Mobilstationen beim vorliegenden Funkkommunikationssystem, wobei der Kommunikationszustand an jedem Kommunikationsterminal mit Zuordnung gemäß der 9 dargestellt ist.
Die Basisstation 30 führt eine Rundübertragung der Steuerungsinformation (einschließlich Bandzuordnungsinformation) zur Rahmensynchronisierung aus, sie sendet in D1, D2, D3 und D4 Information an die einzelnen Mobilstationen, und sie empfängt von den einzelnen Mobilstationen in U1, U2, U3 und U4 Information. Bei diesem Beispiel sind die Kommunikationszustände in ungefähr vier Rahmen unter der Annahme dargestellt, dass keine Zuordnungsänderungen auftreten.
Die Mobilstation 90A (Mobilstation <1>) empfängt die Steuerungsinformation von der Basisstation 30, sie empfängt in D1 Information von der Basisstation 30, und sie sendet in U1 Information an die Basisstation 30. Die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) führt in einer Zuordnung A1 mit einer Frequenz, die verschieden von der für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation ist, direkte Kommunikation mit der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) aus, wie es im zweiten und dritten Rahmen vom Anfang her dargestellt ist.
Demgemäß kann die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) direkt mit der Mobilstation 40B (Mobilstation <2>) kommunizieren, während sie gleichzeitig mit der Basisstation 30 kommuniziert. Ferner kann, da die direkte Kommunikation bei einer gesonderten Frequenz ausgeführt wird, die Basisstation 30 selbst dann mit der Basisstation 30 und der Mobilstation 40D (Mobilstation <4>) kommunizieren, während die direkte Kommunikation abläuft.
Vierte Ausführungsform
Dies ist ein Beispiel, bei dem die Weise geändert ist, gemäß der Bänder in einem Kommunikationsrahmen zugeordnet werden.
Die 11 zeigt ein Blockdiagramm zur Rahmenzuordnung beim Funkkommunikationssystem gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei Beispiele von Bandzuordnungen in Rahmen mit Kommunikationen für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen dargestellt sind.
Ein Funk-LAN kann unter Verwendung des vorliegenden Funkkommunikationssystems auf dieselbe Weise aufgebaut werden, wie es in der 3 angegeben ist.
Gemäß den 3 und 11 werden für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation eine Frequenz, Steuerungsinformation (110) für Rahmensynchronisierung, Down-Link-Phasen D1 (111), D2 (112), D3 (114) und D4 (113) Bändern für Sendevorgänge von der Basisstation zur Mobilstation 40A (Mobilstation <1>), zur Mobilstation 40B (Mobilstation <2>), zur Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) bzw, einer Mobilstation 40D (Mobilstation <4> (in der 3 nicht dargestellt) zugeordnet. Up-Link-Phasen U1 (117), U2 (118), U3 (116) und U4 (115) werden Bändern für Sende vorgänge von der Mobilstation 40A (Mobilstation <1>), der Mobilstation 90B (Mobilstation <2>), der Mobilstation 40C (Mobilstation <3>) bzw. der Mobilstation 40D (Mobilstation <4>) zur Basisstation zugeordnet. A1 (121), A2 (120), A3 (123), A4 (119) und A5 (122) sind Zuordnungen für direkte Kommunikation zwischen den Mobilstationen <2> und <3>, den Mobilstationen <1> und <3>, den Mobilstationen <1> und <2>, den Mobilstationen <1> und <4> und den Mobilstationen <3> und <4>.
Die 12 zeigt ein Beispiel für Kommunikation zwischen der Basisstation und den Mobilstationen beim vorliegenden Funkkommunikationssystem, um den Kommunikationszustand an jedem in der 11 zugeordneten Kommunikationsterminal zu veranschaulichen.
Beispielsweise kann in D1, wo die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) nicht mit der Basisstation kommuniziert, die Mobilstation 40A (Mobilstation <1>) mit keiner anderen Mobilstation kommunizieren, solange sie nicht mit mehreren Einheiten für Funk-Sende-/Empfangs-Vorgänge versehen ist.
Demgemäß sorgt die zentrale Steuerungseinheit 31 (3) für Zuordnungen für direkte Kommunikation in anderen Bändern als D1, wie es in der 12 dargestellt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform berechnet die zentrale Steuerungseinheit 31 Kombinationen zum Ausführen von Basisstation-Mobilstation-Kommunikation und direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage der Bandzuordnungsanfragen von jeder Mobilstation und der Basisstation, sie sorgt für effiziente Zuordnungen, die die Funkbänder maximal nutzen, wie es in der 11 dargestellt ist, und sie informiert die Basisstation 30 und führt eine Rundübertragung an alle Mobilstationen zu ihren Zuordnungen aus. Durch eine derartige zentralisierte Steuerungsweise können Frequenzen vollständig ohne Wartezeiten zum Vermeiden einer Kollision von Signalen genutzt werden, wie es bei selbstständigen, dezentralisierten Systemen wie solchen gemäß IEEE802,11 erforderlich ist. Ferner erlaubt die zentrale Verwaltung der Anfragen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen und Basisstation-Mobilstation-Kommunikation durch die einzelne zentrale Steuerungseinheit 31 Sende- und Empfangsvorgänge ohne Kollision von Zuordnungen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Erfindung bei einem Funkkommunikationssystem mit der Basisstation 30, den über Funk mit dieser verbundenen Mobilstationen 40 und der in der Basisstation 30 vorhandenen zentralen Steuerungseinheit 31 zum Zuordnen von Bändern in Rahmen von Kommunikationsfrequenzen auf Bandzuordnungsanfragen hin angewandt. Jedoch kann die Erfindung bei jedem beliebigen System angewandt werden, solange es sich um ein Funkkommunikationssystem auf TDMA-Basis handelt. Beispielsweise kann die Erfindung bei Schnurlostelefonsystemen angewandt werden, bei denen eine Haupteinheit über Funkkommunikation mit mehreren Nebeneinheiten verbunden ist, PDAs (Personal Digital Assistants) mit Funkkommunikationsfähigkeiten sowie kleinen Notebook-PCs.
Das Funkkommunikationssystem kann auch aus mehreren identischen Funkterminals mit Funktionen sowohl als Basisstationen, d.h. Hauptstellen, die Kommunikationsvorgänge verwalten, als auch Mobilstationen, d.h. Nebenstellen, die den Anweisungen der Hauptstelle folgen, bestehen, wobei jedes Funkterminal sowohl Basisstations- als auch Mobilstationsoperationen ausführt.
GEBIET DER INDUSTRIELLEN ANWENDBARKEIT
Demgemäß erlaubt das erfindungsgemäße Funkkommunikationssystem das gleichzeitige Ausführen direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen und Basisstation-Mobilstation-Kommunikation oder direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen, während Verbindung mit einer Basisstation erhalten bleibt, wenn die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen bei einer anderen Frequenz als der der Basisstation ausgeführt wird.
Ferner kann die Belastung von Mobilstationen verringert werden, da die Basisstation die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen steuert.
Ferner kann, da direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen mit einer zweiten Frequenz ausgeführt werden kann, die verschieden von der bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz ist, die Basisstation beispielsweise Sende- oder Empfangsvorgänge für Daten selbst in Zeitbereichen ausführen, in denen direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen abläuft. So kann ein effizientes Funkkommunikationssystem realisiert werden, bei dem die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mehrere Frequenzen zur Kommunikation verwenden kann.

Claims

Funkkommunikationssystem mit einer Basisstation (30) und Mobilstationen (40), die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können und wobei das System ferner über eine Synchronisiereinrichtung (44, 45) zum Synchronisieren der direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und dass das System über eine Zuordnungseinrichtung (31) verfügt, die in der Basisstation angeordnet ist, um die zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen, die von der für die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, auf eine Anfrage von der Mobilstation hin zuzuordnen.
Basisstation in einem Funkkommunikationssystem mit dieser Basisstation (30) und drahtlos mit ihr verbundenen Mobilstationen (40), wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren und die Basisstation ferner über eine Synchronisiereinrichtung (44, 45) zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und dass das System über eine Zuordnungseinrichtung (31) verfügt, die in der Basisstation angeordnet ist, um die zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen, die von der für die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, auf eine Anfrage von der Mobilstation hin zuzuordnen.
Basisstation nach Anspruch 2, ferner mit einer Transporteinrichtung (33) zum Ausführen einer Trägererfassung bei mehreren verfügbaren Frequenzen und zum Transportieren verfügbarer Frequenzen, die nicht der durch die Basisstation verwendeten Frequenzen entsprechen.
Funkkommunikationsverfahren eines Funkkommunikationssystems mit einer Basisstation (30) und Mobilstationen (40), die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können, und wobei das Verfahren einen Synchronisierschritt (22) zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass wenn für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer für eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation ersten Frequenz verschieden ist, der Synchronisierschritt (S22) einen Rahmen bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit dem bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von in der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation enthaltener Steuerungsinformation synchronisiert, und dass das Verfahren einen Zuordnungsschritt (65) enthält, der durch die Basisstation ausgeführt wird, um die zweite Frequenz für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen, die von der für die Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeten ersten Frequenz verschieden ist, auf eine Anforderung von der Mobilstation hin zuzuordnen.
Funkkommunikationssystem mit einer Basisstation (30) und Mobilstationen (40), die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können und wobei das System ferner über eine Synchronisiereinrichtung (44, 45) zum Synchronisieren der direkten Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und dass das System über eine Zuordnungseinrichtung (31) verfügt, die in der Basisstation angeordnet ist, um Bänder in einem Rahmen für direkte Kommuni kation zwischen Mobilstationen auf Grundlage einer Anforderung von einer Mobilstation zuzuordnen.
Basisstation in einem Funkkommunikationssystem mit dieser Basisstation (30) und drahtlos mit ihr verbundenen Mobilstationen (40), wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren und die Basisstation ferner über eine Synchronisiereinrichtung (44, 45) zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass für die direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer ersten Frequenz verschieden ist, die für Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendet wird, die Synchronisiereinrichtung einen Rahmen bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit demjenigen bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von bei der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation verwendeter Steuerungsinformation synchronisiert, und dass das System über eine Zuordnungseinrichtung (31) verfügt, um Bänder in einem Rahmen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage einer Anforderung von einer Mobilstation zuzuordnen.
Basisstation nach Anspruch 6, der die Bandzuordnungseinrichtung die der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation zugeordnete erste Frequenz auswählt und sie die einem Terminal, das direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ausführt, zugeordnete zweite Frequenz entsprechend der Kombination der direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen ausführenden Terminals auswählt.
Funkkommunikationsverfahren eines Funkkommunikationssystems mit einer Basisstation (30) und Mobilstationen (40), die drahtlos mit der Basisstation verbunden sind, wobei die Mobilstationen ohne Eingreifen der Basisstation miteinander kommunizieren können, und wobei das Verfahren einen Synchronisierschritt (22) zum Synchronisieren direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass wenn für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen eine zweite Frequenz verwendet wird, die von einer für eine Basisstation-Mobilstation-Kommunikation ersten Frequenz verschieden ist, der Synchronisierschritt (S22) einen Rahmen bei Basisstation-Mobilstation-Kommunikation mit dem bei direkter Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage von in der Basisstation-Mobilstation-Kommunikation enthaltener Steuerungsinformation synchronisiert, und dass das Verfahren einen Zuordnungsschritt (65) enthält, der durch die Basisstation ausgeführt wird, um Bänder in einem Rahmen für direkte Kommunikation zwischen Mobilstationen auf Grundlage einer Anforderung von einer Mobilstation zuzuordnen.