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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum richtungsabhängigen Aussenden
von Organisationsinformationen in einem systemübergreifenden Kanal, wobei
die Organisationsinformationen Funk-Kommunikationssysteme, insbesondere
Mobilfunksysteme und drahtlose Zugangssysteme, und Systembetreiber
betreffen, sowie Systemkomponenten zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Eine
stetig steigende Anzahl unterschiedlicher Funk-Kommunikationssysteme,
beispielhaft seien die Systeme nach den Standards GSM, IS-95, UMTS,
CDMA2000, WLAN (IEEE 802.11) und WiMAX (IEEE 802.16) genannt, führt dazu,
dass auch Teilnehmerendgeräte
eine immer größere Anzahl dieser
Systeme bzw. Standards unterstützen,
und hierdurch dem Teilnehmer einen Zugang zu Kommunikationsnetzen
in vielfältigster
Weise ermöglichen. Zudem
gehen Betreiber von Funk-Kommunikationssystemen zunehmend dazu über, Systeme
unterschiedlicher Standards, mit der Möglichkeit, zwischen diesen
Systemen zu Roamen, ihren Kunden zur Verfügung zu stellen.
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All
dies kann jedoch nachteilig dazu führen, dass aufgrund der großen Auswahl
verfügbarer
Systeme, die zudem in der Regel in unterschiedlichen systemspezifischen
Frequenzbändern
arbeiten, der Zeitraum für
einen Aufbau einer Verbindung durch ein Teilnehmerendgerät verlängert wird.
Möchte
der Teilnehmer beispielsweise einen hochdatenratigen Dienst nutzen,
beispielhaft sei Videostreaming genannt, so kann ein derartiger
Dienst potenziell von unterschiedlichen Systemen zur Verfügung gestellt werden.
Sofern seitens des Teilnehmers kein spezifisches System vorausgewählt wurde,
erfolgt seitens des Teilnehmerendgerätes während des Aufbaus der Verbindung
eine Kontaktaufnahme zu verschiedenen Systemen, bzw. versucht das
Teilnehmerendgerät zunächst, Signale
von verschiedenen Systemen – beispielsweise
des gleichen Betreibers – zu
empfangen und anschließend
ein für
den gewählten
Dienst geeignetes System auszuwählen.
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Insbesondere
wenn das Teilnehmerendgerät an
einem Ort in Betrieb genommen wird, an dem es zuvor keinerlei Verbindung
zu einem System unterhalten hat und somit nicht auf Erfahrungswerte
aus vorherigen Verbindungen zurückgreifen
kann, beispielsweise wenn sich der Teilnehmer nach einem Flug im
Ausland befindet, kommt zudem gegebenenfalls erschwerend bzw. die
Zugriffszeit verlängernd hinzu,
dass nicht bekannt ist, mit welchem lokalen Betreiber der heimatliche
Betreiber ein so genanntes Roamingabkommen geschlossen hat, um Kunden erniedrigte
Verbindungsgebühren
zu gewähren.
In diesem Fall wird dem Teilnehmer gegebenenfalls mehrmals ein lokales
System bzw. Betreiber vorgeschlagen, zu welchem der Teilnehmer dann
entscheiden muss, ob ein Verbindungsaufbau erfolgen soll oder nicht.
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Um
die wachsende Anzahl Systeme für
Teilnehmer bzw. Teilnehmerendgeräte übersichtlich
zu gestalten, wurde unter anderem in dem Dokument „Global
Pilot Mechanism" Tdoc
SMG2 UMTS 52/97, ETSI STC SMG2 UMTS adhoc, 8.–10. April 1997, Lulea, Schweden,
S. 1 und 2, bereits vorgeschlagen, einen weltweit einheitlichen
Pilotkanal (Global Pilot Channel) auf einem einheitlichen Frequenzkanal bzw.
in einem einheitlichen Frequenzspektrum einzuführen. Auf einem derartigen
weltweiten Pilotkanal sollten Informationen über jeweils lokal verfügbare Funkzugangstechnologien
(Radio Access Technology Indicator) sowie Verweise (Spectral Pointer)
auf deren spektrale Lage übertragen
werden, sodass ein Teilnehmerendgerät eine geeignete bzw. unterstützte Funkzugangstechnologie
auswählen
und darauf zugreifen kann. Unter Funkzugangstechnologien sind dabei
Systeme unterschiedlicher Standards, beispielsweise GSM und UMTS,
zu verstehen, welche wiederum in unterschiedlichen Frequenzbändern operieren.
Die Aussendung des Pilotkanals sollte nach obigem Dokument entweder
von den Betreibern selbst, die entsprechend auch Informationen von
konkurrieren den Betreibern aussenden müssten, oder aber von einer
nicht näher
spezifizierten nationalen Instanz, beispielsweise der Regulierungsbehörde, erfolgen.
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Ein
weltweit einheitlicher Pilotkanal weist jedoch den Nachteil auf,
dass mit steigender Anzahl unterschiedlicher Systeme und deren Ausdehnung auf
eine größere Anzahl
Frequenzbänder
die Signalisierungslast ebenfalls stetig steigen würde. Weiterhin
würde ein
Teilnehmerendgerät,
nachdem es mittels des Pilotkanals auf das Frequenzspektrum beispielsweise
des GSM-Mobilfunksystems verwiesen wurde, weiterhin eine große Anzahl
Messungen von Netzen unterschiedlicher Betreiber durchführen müssen, um
ein für
den gewünschten
Dienst oder Tarif bzw. Vertrag geeignetes Betreibernetzwerk zu ermitteln.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie Komponenten anzugeben,
welche einen effizienteren Betrieb eines derartigen übergreifenden
Pilotkanals ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.
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Erfindungsgemäß werden
Organisationsinformationen zu zumindest zwei Kommunikationssystemen
in einem Kanal über
eine Funkschnittstelle übertragen,
wobei der Kanal gerichtet ausgesendet wird und die übertragenen
Organisationsinformationen abhängig
von der Richtung der Aussendung gewählt werden.
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Die
richtungsselektive Übertragung
von Organisationsinformationen weist den Vorteil auf, dass gezielt
nur die Organisationsinformationen, welche für den Abdeckungsbereich der
gerichteten Aussendung von Bedeutung sind, übertragen werden. Hierdurch
wird die Menge Organisationsinformationen vorteilhaft reduziert,
in dessen Folge eine Auswertung der empfangenen Organisationsinformationen in
einem Teilnehmerendgerät
vorteilhaft beschleunigt und vereinfacht wird.
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Der
für die Übertragung
der Organisationsinformationen verwendete Kanal kann dabei beispielsweise
ein betreiber- und/oder
systemübergreifender Pilotkanal
sein. Dies bedeutet, dass der Kanal beispielsweise im Sinne des
einleitend beschriebenen weltweiten Pilotkanals Organisationsinformationen zu
allen in seinem funktechnischen Abdeckungsbereich befindlichen und öffentlich
verfügbaren
Kommunikationssystemen überträgt, und
diese beispielsweise betreiberspezifisch strukturiert, oder dass
der Kanal beispielsweise nur von dem jeweiligen Betreiber ausgesendet
wird, sodass sich die darin übertragenen
Organisationsinformationen ausschließlich auf die von dem Betreiber
unterstützten
Kommunikationssysteme bzw. von dessen Roamingpartnern beschränkt. Der
Kanal kann somit von einer den existierenden Kommunikationssystemen übergeordneten Station,
beispielsweise einer Rundfunksendestation eines öffentlichen oder privaten Rundfunksystems, oder
auch von Systemstationen, beispielsweise Basisstationen, der Kommunikationssysteme
des jeweiligen Betreibers ausgesendet werden.
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Vorteilhaft
kann durch das erfindungsgemäße Verfahren
eine adaptive Anpassung des Umfangs der Organisationsinformationen
an eine aktuelle Lastsituation der Kommunikationssysteme erfolgen. So
können
beispielsweise gezielt Organisationsinformationen zu einzelnen Funkzellen,
Systemen oder Betreiber zeitabhängig
ausgeblendet bzw. nicht übertragen
werden, wenn in diesen aktuell eine Überlast oder bereits sehr hohe
Last existiert. Ein den Kanal empfangendes Teilnehmerendgerät bekommt
hierdurch keine Hinweise über
diese Funkzellen, Systeme oder Betreiber für einen möglichen Zugriff, sodass sie
auch nicht auf diese zwecks eines Verbindungsaufbaus auf diese zugreifen
wird.
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Vorteilhaft
werden weiterhin die richtungsabhängigen Organisationsinformationen
von einer zentralen Einrichtung der den Kanal aussendenden Station
zur Verfügung
gestellt, sodass auf Veränderungen
von Systemkonfigurationen schnell reagiert werden kann. Die Organisationsinformationen
können beispiels weise
sowohl Informationen aus Netzwerkplanungen als auch stetig aktualisierte
Informationen der jeweiligen Systemverwaltungen, beispielsweise O&M-(Operation and
Maintenance) Daten der einzelnen Kommunikationssysteme sein.
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Vorteilhaft
wird mittels der gerichteten Aussendung der Organisationsinformationen
zudem eine größere Reichweite
erzielt, da die in der sendenden Station zur Verfügung stehende
Sendeleistung auf die gerichtete Aussendung konzentriert werden kann.
Weiterhin wird bei einer gerichteten Aussendung in der Regel ein
so genannter Antennengewinn (engl. antenna gain) erzielt.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung werden in dem Kanal als Organisationsinformationen zumindest
Verweise auf kommunikationssystem- und/oder betreiberspezifische
Kanäle übertragen. Hierdurch
kann zusätzlich
die Menge Organisationsinformationen vorteilhaft verringert und
mithin die Zugriffszeiten verkürzt
werden. Die Organisationsinformationen des Kanals verweisen dabei
beispielsweise auf Pilot- bzw. Rundsendekanäle (engl. Broadcast Channel)
des jeweiligen Systems bzw. des jeweiligen Betreibers, sofern dieser
beispielsweise in gleicher Weise einen seine unterstützten Systeme
umfassenden Kanal aussendet.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung wird der Kanal von zumindest
einer Funkzugangseinrichtung eines Kommunikationssystems und/oder
einer Rundfunksendestation eines öffentlichen oder privaten Rundfunksystems
ausgesendet. Insbesondere eine Nutzung von Rundfunksendestationen
bietet dabei den Vorteil, dass mittels bereits vorhandener Einrichtungen
große
geographische Bereiche mit einer Funkzelle abgedeckt werden können. Eventuell
durch die Größe der Funkzelle
bedingte große
Laufzeiten der ausgesendeten Signale wirken dabei nicht negativ,
da die Signalübertragung ausschließlich in
Abwärtsrichtung,
d.h. in Richtung der Teilnehmerendgeräte erfolgt.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung erfolgt die gerichtete Aussendung
mittels adaptiver Strahlformung, geschalteten Strahls oder Sektorisierung.
Ein geschalteter Strahl kann dabei im Sinne eines bekannten so genannten
Switched Beam konfiguriert sein. Eine adaptive Strahlformung hingegen
kann beispielsweise mittels so genannter intelligenter Antennen
bzw. Antennenarrays verwirklicht werden. Sektorantennen, beispielsweise
drei Antennen mit einem jeweiligen Raumwinkel von 120°, wiederum
sind bereits aus dem Einsatz in bekannten Funk-Kommunikationssystemen
bekannt.
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Mit
der Wahl der Breite des Strahls bzw. des Raumwinkels, den der Strahl
bzw. Sektor abdeckt, kann beispielsweise die Menge der darin übertragenen
Organisationsinformationen eingestellt werden, sodass eine für ein Teilnehmerendgerät optimal
verarbeitbare Menge Organisationsinformationen übertragen wird. Diese Wahl
der Breite des Strahl bzw. des Raumwinkels kann dabei auch adaptiv
erfolgen, beispielsweise bei einer vorstehend beschriebenen Überlastsituation
oder einer Ergänzung
um weitere Systeme. Vorzugsweise werden empfangende Teilnehmerendgeräte über eine
Periodizität
der Aussendung des Kanals in eine bestimmte Richtung informiert,
beispielsweise mittels einer speziellen Information in dem Kanal,
sodass die Teilnehmerendgeräte
nicht permanent den Kanal empfangen müssen, sondern vielmehr nur
zu den Zeitpunkten, in denen der Kanal an ihrem aktuellen Aufenthaltsort
auch empfangbar ist. In der übrigen
Zeit können
die Teilnehmerendgerät
die Empfangseinrichtungen im Sinne einer so genannten Discontinuous
Reception Prozedur abschalten und hierdurch vorteilhaft Energie sparen.
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Weiterhin
können
die Organisationsinformationen in dem Strahl bzw. dem Raumwinkel
auch zeitgesteuert übertragen
werden. Dies erfolgt beispielsweise derart, dass zu einem ersten
Zeitpunkt der Strahl in eine bestimmte Richtung zeigt bzw. ein bestimmter
Sektor aktiv ist, zu einem späteren
zweiten Zeitpunkt jedoch der Strahl in eine andere Richtung zeigt
bzw. ein anderer Sektor aktiv ist. Denkbar ist dabei eine Aussendung
im Sine eines umlaufenden Strahls, ähnlich dem Lichtstrahl eines
Leuchtturms. Vorteilhaft kann hierdurch die gegenseitige Interferenzbeeinflussung
benachbarter Funkzellen trotz Verwendung gleicher Frequenzen verringert
werden, da sich die Strahlen bzw. Sektoren benachbarter Funkzellen
zu einem Zeitpunkt nicht überlagern. Denkbar
ist dabei auch eine zeitgleiche Aussendung in zwei oder mehr Raumwinkel,
dabei jedoch ebenfalls mit dem Ziel einer verringerten Interferenzbeeinflussung
benachbarter Funkzellen. Die Breite des Strahls bzw. des Sektors
sowie der Zeitraum, in dem der Strahl bzw. der Sektor an einem Ort
empfangen werden kann, hängt
dabei von der Menge zu übertragender
Organisationsinformationen ab, wobei vorzugsweise sichergestellt
werden sollte, dass ein den Kanal empfangendes Teilnehmerendgerät die darin beispielsweise
periodisch übertragenen
Organisationsinformationen während
dieses Zeitraums vollständig
empfangen kann.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung wird der Kanal in zumindest
zwei Unterkanäle
aufgeteilt, wobei in einem ersten Unterkanal Organisationsinformationen über flächendeckend
verwirklichte Kommunikationssysteme und in einem zweiten Unterkanal
Organisationsinformationen über
lokal verwirklichte Kommunikationssysteme übertragen werden.
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Diese
Aufteilung kann dabei logisch erfolgen, beispielsweise mittels einer
zeitlichen Struktur des Kanals, bei der in einem – periodisch
wiederholt übertragenen – Übertragungsrahmen
zunächst
Organisationsinformationen zu flächendeckend
verwirklichten Kommunikationssystemen, und darauf folgend Organisationsinformationen
zu lokal verwirklichten Kommunikationssystemen übertragen werden. Hierdurch
ist es für
ein den Kanal empfangendes Teilnehmerendgerät, welches beispielsweise nur flächendeckend
verwirklichte Kommunikationssysteme wie GSM oder UMTS unterstützt, vorteilhaft
ausreichend, nur die es betreffenden Organisationsinformationen
zu empfangen und auszuwerten, um die daraus folgende Auswahl eines
geeigneten Systems und ein Zugriff auf dieses ausgewählte System
zusätzlich
zu beschleunigen.
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Jedoch
ist auch eine physikalische Aufteilung denkbar, gemäß einer
weiteren Weiterbildung beispielsweise in Form unterschiedlicher
Frequenzkanäle
für die
jeweiligen Organisationsinformationen zu flächendeckend und lokal verwirklichten
Kommunikationssystemen. Vorteilhaft kann, wie in dem vorstehend
beschriebenen Beispiel, ein lediglich flächendeckend verwirklichte Kommunikationssysteme unterstützendes
Teilnehmerendgerät
auf den Frequenzkanal mit den diese Kommunikationssysteme umfassenden
Organisationsinformationen zugreifen.
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Alternativ
oder ergänzend
ist zudem eine räumliche
Aufteilung denkbar, beispielsweise durch Aussenden der jeweiligen
Organisationsinformationen zu einem Zeitpunkt in unterschiedliche
Richtungen.
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Gemäß einer
auf den vorstehenden Weiterbildungen basierenden Ausgestaltung der
Erfindung erfolgt eine omnidirektionale Aussendung der Organisationsinformationen
zu flächendeckend
verwirklichten Kommunikationssystemen, währenddessen Organisationsinformationen
zu lokal verwirklichten Kommunikationssystemen gerichtet ausgesendet werden.
Dies ermöglicht
einem Teilnehmerendgerät einen
permanenten Zugriff auf die Organisationsinformationen zu flächendeckend
verwirklichten Kommunikationssystemen, welches wiederum eine Beschleunigung
der Auswahl und des Zugriffs auf ein ausgewähltes System ermöglicht.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung werden in dem systemübergreifenden
Kanal zusätzlich
Informationen über
eine Richtung der Aussendung übertragen.
Vorteilhaft kann diese Information von einem empfangenden Teilnehmerendgerät beispielsweise
dazu verwendet werden, eine Positionsbestimmung durchzuführen. Hierzu
ist beispielsweise der Empfang von Informationen – beispielsweise
in Form eines relativen oder absoluten Winkels – von zwei oder drei derartigen
Kanälen
unterschiedlicher Stationen sowie eine Kenntnis deren Positionen erforderlich,
um hieraus eine absolute oder relative Po sition des Teilnehmerendgerätes zu berechnen. Diese
Information kann dabei Teil einer Identifikationsinformation des
Kanals sein, beispielsweise indem die Identifikationsinformation
richtungsabhängig gewählt bzw.
verändert
wird. Weiterhin kann die Information beispielsweise dazu verwendet
werden, Feedbackinformationen seitens eines Teilnehmerendgerätes zu generieren
und unter Angabe dieser Information oder einer berechneten Position
des Teilnehmerendgerätes
bereitzustellen, wie es nachfolgend beschrieben wird.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung werden in dem systemübergreifenden
Kanal Informationen bezüglich
geographischer Anordnungen der Funk-Kommunikationssysteme übertragen. Derartige
Informationen bezüglich
geographischer Anordnungen können
dabei beispielsweise geographische Koordinaten, welche die geographische
Ausdehnung des Abdeckungsbereiches definieren, sein. Auch sind Angaben
zu Standorten von Systemstationen möglich, anhand derer das Teilnehmerendgerät abschätzen kann,
ob es sich potenziell in dem Abdeckungsbereich einer Systemstation
befindet.
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Diese
erfindungsgemäße Weiterbildung
ermöglicht
einem Teilnehmerendgerät
vorteilhaft eine gezielte Auswahl und Zugriff auf ein System, welches am
aktuellen Ort des Teilnehmerendgerätes auch verfügbar ist.
Dies ist unter anderem bezüglich
lediglich lokal verfügbarer
Systeme sinnvoll, welche unter Umständen nur einen zum Abdeckungsbereich
der gerichteten Aussendung kleinen Abdeckungsbereich aufweisen.
Beispielhaft sei ein lokales WLAN-System bestehend aus einer geringen
Anzahl Netzzugangspunkten (engl. Access Point) mit einem Gesamtversorgungsbereich
von wenigen Quadratkilometern, zu welchem in einem Kanal mit einer
Reichweite von 50 Kilometern Organisationsinformationen ausgesendet
werden, angenommen. In einem derartigen Fall kann das Teilnehmerendgerät anhand
der Informationen zur geographischen Anordnung des WLAN-Systems
prüfen,
ob es sich aktuell in dessen Abdeckungsbereich befindet und, sofern
dies der Fall ist, zu diesem weitergehende Messungen durchführen und
schließlich
darauf zugreifen. So fern es sich jedoch aktuell nicht in dem Abdeckungsbereich
befindet, kann es dieses System für einen möglichen Zugriff ausschließen und
stattdessen ein lokal verfügbares
System auswählen.
Dies wiederum beschleunigt vorteilhaft den Zugriff des Teilnehmerendgerät auf ein verfügbares System,
da Fehlversuche bei einem Zugriff auf ein nicht verfügbares System
vermieden werden.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung werden von einem den systemübergreifenden
Kanal empfangenden Teilnehmerendgerät die Organisationsinformationen
in dem systemübergreifenden
Kanal mit von dem Teilnehmerendgerät durchgeführten Messungen verglichen.
Anschließend
werden ermittelte Abweichungen von dem Teilnehmerendgerät zu der
den systemübergreifenden Kanal
aussendenden Station und/oder mit dem Teilnehmerendgerät in Funkverbindung
stehenden Station eines Kommunikationssystems signalisiert.
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Die
von dem Teilnehmerendgerät
durchgeführten
Messungen können
dabei beispielsweise Feldstärkemessungen
von Kanälen
von Systemstationen sein, welche am aktuellen Aufenthaltsort des Teilnehmerendgerätes nach
den Organisationsinformationen verfügbar sein sollen. Stellt das
Teilnehmerendgerät
fest, dass beispielsweise eine Angabe über einen geographischen Abdeckungsbereich
eines Systems bzw. einer Station des Systems nicht korrekt ist,
d.h. das Teilnehmerendgerät
Signale des Systems nicht oder nicht mit hinreichender Qualität empfangen
kann, obwohl dies nach den Organisationsinformationen der Fall sein
sollte, so signalisiert es diese Feststellungen als Feedbackinformationen, welche
in der die Organisationsinformationen verwaltenden Instanz entsprechend
bei zukünftigen
Aussendungen der Organisationsinformationen berücksichtigt werden können.
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Hierzu
ist es sinnvoll, dass das Teilnehmerendgerät gemeinsam mit den Feedbackinformationen
Angaben bezüglich
seiner aktuellen Position signalisiert. Dies können absolute Angaben, beispielsweise
mittels Satellitenpositionierungsverfahren wie GPS oder Galileo
berechnete geographische Koordinaten, aber auch relative Angaben
sein, beispielsweise Angaben zu Zeitpunkten, zu denen ein oder mehrere
systemübergreifende
Kanäle
empfangen wurden, oder zu Kanalidentifikationen, aus denen Richtungen
bestimmt und systemseitig der Aufenthaltsortes des Teilnehmerendgerätes berechnet
werden kann, welcher nachfolgend den Feedbackinformationen zugeordnet
wird. Eine entsprechende Information über eine Richtung kann alternativ
auch systemseitig bestimmt werden, beispielsweise indem die vorstehend
beschriebene zusätzliche
Information über
die Richtung der Aussendung mittels einer absoluten oder relativen
Zeitangabe verwirklicht ist. Empfängt das Teilnehmerendgerät den systemübergreifenden
Kanal mitsamt einer Kanalidentifikation sowie einer derartigen Zeitangabe,
so kann anhand dieser Daten netzseitig ermittelt werden, in welche Richtung
zum Zeitpunkt des Empfangs durch das Teilnehmerendgerät der Kanal
ausgesendet wurde.
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Beispielsweise
abhängig
davon, wie der systemübergreifende
Kanal ausgesendet wird, werden die Feedbackinformationen von dem
Teilnehmerendgerät
zu unterschiedlichen Stationen signalisiert. Wird der Kanal beispielsweise
von einer Rundfunksendestation mit einer großen Sendereichweite in Abwärtsrichtung
ausgesendet, so wird ein Teilnehmerendgerät meist nicht in der Lage sein,
zu dieser Rundfunksendestation in Aufwärtsrichtung Feedbackinformationen
zu übertragen,
da seine Sendereichweite aufgrund der begrenzten Sendeleistung deutlich
geringer ist. Zudem weisen Rundfunksendestationen in der Regel auch
keine Empfangseinrichtungen auf, sondern senden Signale ausschließlich in Abwärtsrichtung.
In diesem Fall kann das Teilnehmerendgerät die Feedbackinformationen
beispielsweise nach Aufbau einer Verbindung zu einer Station eines ausgewählten Systems
zu dieser übertragen,
von wo es zu der die Organisationsinformationen verwaltenden Instanz
weitergeleitet wird.
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Alternativ
zur Generierung von Feedbackinformationen durch ein Teilnehmerendgerät kann dies auch
durch Systemstationen erfolgen. Hierzu sind Systemstationen mit
systemspezifischen Empfängern,
beispielsweise auch per Software auf unterschiedliche Systemstandards
konfigurierbare Empfänger,
so genannte Software-Radio, auszustatten, mittels denen eine Verfügbarkeit
von benachbarten Systemen am jeweiligen Ort der Systemstation ermittelt
werden kann, und entsprechende Feedbackinformationen zu der zentralen
Instanz weitergereicht werden können.
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Erfindungsgemäße Komponenten
weisen jeweils Einrichtungen auf, welche eine Realisierung der vorstehend
beschriebenen Verfahrensschritte und deren Ausgestaltungen ermöglichen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt.
Dabei zeigen
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1 Abdeckungsbereiche
verschiedener Systeme und Kanäle,
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2 die
Struktur eines Rahmens eines systemübergreifenden Kanals,
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3a, 3b eine
Rahmenstruktur von physikalisch oder logisch aufgeteilten systemübergreifenden
Kanälen,
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4 eine
koordinierte Aussendung von systemübergreifenden Kanälen durch
benachbarte Stationen,
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5 eine
alternative koordinierte Aussendung von systemübergreifenden Kanälen, und
-
6 eine
Anordnung von Systemkomponenten.
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In 1 ist
beispielhaft der Abdeckungsbereich eines systemübergreifenden Kanals CPC dargestellt.
Es sei angenommen, dass mittels des systemübergreifenden Kanal CPC (Common
Pilot Channel) im Sinne eines einleitend genannten weltweit einheitlichen
Pilotkanals auf dem Staatsgebiets eines Landes, beispielsweise der
Bundesrepublik Deutschland, Organisationsinformationen über die
in dem Staatsgebiet operierenden Betreiber und Funk-Kommunikationssysteme
ausgesendet werden. Dieser systemübergreifende Kanal CPC wird
beispielsweise von öffentlichen
oder privaten Rundfunksendestationen RFS ausge strahlt, um eine möglichst
flächendeckende
landesweite Empfangbarkeit zu gewährleisten. Dies kann entsprechend
einem zellularen System erfolgen, d.h. mittels einer Vielzahl von
Rundfunksendestationen RFS, welche ein jeweiliges Teilgebiet versorgen,
wobei bei Nutzung eines landesweit gleichen Frequenzbandes eine
Trennung zwischen den einzelnen Funkzellen beispielsweise mittels
einer CDMA-Trennung (Code Division Multiple Access) erfolgt. Bekannte
Prinzipien von so genannten Gleichwellensystemen sind in gleicher
Weise anwendbar.
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Entsprechend
dem einleitend beschriebenen Vorschlag zur Realisierung eines weltweiten
Pilotkanals ist ein derartiger systemübergreifender Kanal CPC vorzugsweise
gemäß einer
weltweit einheitlichen Struktur organisiert, d.h. er wird in einem
einheitlichen Frequenzband bzw. in einer begrenzten Anzahl möglicher
Frequenzbänder
ausgestrahlt, und nutzt eine einheitlich konfigurierte Funkschnittstelle, d.h.
eine einheitliche Kodierung, Modulation etc. Hierdurch wird vorteilhaft
ein schneller und sicherer Zugriff von Teilnehmerendgeräten auf
diesen Kanal ermöglicht.
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Auf
dem Gebiet eines Staates betreibt in der Regel eine Vielzahl von
Betreibern Funk-Kommunikationssysteme, welche jeweils auch mehrere
unterschiedliche Systemstandards unterstützen. Stellvertretend für das Versorgungsgebiet
eines ersten Betreibers OP1 sind in 1 beispielhaft
Funkzellen eines Mobilfunksystems nach dem GSM-Standard sowie Funkzellen
eines lokalen drahtlosen Anschlussnetzes nach dem WLAN-Standard
(IEEE 802.11) dargestellt. Bei einem landesweit operierenden Betreiber
entspräche
dessen Funkversorgungsbereich des GSM-Systems nahezu dem von Rundfunksendestationen
RFS, sodass alternativ zu der dargestellten Ausstrahlung mittels
Rundfunksendestationen RFS eine Aussendung des systemübergreifenden Kanals
CPC durch Systemstationen der Betreiber selbst erfolgen kann.
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Neben
dem landesweit operierenden ersten Betreiber OP1 ist in der 1 beispielhaft
noch der Versorgungsbereich eines zweiten, lokal operierenden Betreibers
OP2 mit Funkzellen eines drahtlosen Anschlusssystems nach dem so
genannten WiMAX-Standard
(IEEE 802.16) dargestellt.
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Beispielhaft
ist weiterhin ein Teilnehmerendgerät UE (User Equipment) dargestellt,
welches sich in dem Funkversorgungsbereich sowohl des systemübergreifenden Kanals CPC als auch in einer Funkzelle
des GSM-Systems des ersten Betreibers OP1 befindet. Es sei für nachfolgende
Erläuterungen
angenommen, dass das Teilnehmerendgerät UE technisch zur Unterstützung der
drei beispielhaft genannten Standards ausgebildet ist, wobei das
Verfahren in gleicher Weise für
Teilnehmerendgeräte,
welche eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Standards unterstützen, durchführbar ist.
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In
der beispielhaften Situation der 1 sei ferner
angenommen, dass das Teilnehmerendgerät UE erstmals eingeschaltet
bzw. in Betrieb genommen wird. Dies tritt beispielsweise nach Kauf
des Endgerätes
durch den Teilnehmer oder nach Ankunft auf dem Flughafen nach einer
Reise aus einem anderen Land bzw. einer längeren Außerbetriebnahme des Teilnehmerendgerätes. Für eine erste
Kontaktaufnahme zu einem am aktuellen Aufenthaltsort der Teilnehmerendgerätes UE verfügbaren System
wird sich das Teilnehmerendgerät
UE zunächst
auf das Frequenzband des systemübergreifenden
Kanals CPC abstimmen, diesen empfangen und darin enthaltene Organisationsinformationen
zu verfügbaren Betreibern
und Systemen auswerten, sowie nachfolgend einen geeigneten oder,
beispielsweise aufgrund von auf der SIM-Karte gespeicherten Betreiberinformationen
oder Roamingabkommen von Betreibern, vorgegebenen Betreiber sowie
ein von diesem unterstütztes
System auswählen.
Das Frequenzband sowie die Zugangstechnologie des systemübergreifenden
Kanals CPC ist dem Teilnehmerendgerät UE dabei, wie vorstehend
erwähnt,
vorzugsweise per se bekannt, sodass ein gezielter und schneller
Zugriff auf diesen Kanal CPC erfolgen kann.
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Eine
vorstehend beschriebene zellulare Struktur des systemübergreifenden
Kanals CPC ermöglicht
vorteilhaft, regionale bzw. örtliche
Besonderheiten zu berücksichtigen,
und hierdurch die in dem Kanal zu übertragende Informationsmenge
zu begrenzen. So können
beispielsweise für
den Fall, dass ein Betreiber bzw. System örtlich begrenzt und somit ausschließlich in
einer bestimmten der Vielzahl Zellen des systemübergreifenden Kanals CPC operiert,
Organisationsinformationen in dieser Zelle ausgesendet werden, währenddessen
in allen weiteren Zellen des systemübergreifenden Kanals CPC, in
denen dieser Betreiber bzw. dieses System nicht operiert, keinerlei
Organisationsinformationen zu diesem Betreiber bzw. System ausgesendet
werden. Entsprechendes würde
gelten, wenn ein Betreiber beispielsweise ausschließlich in
Stadtgebieten drahtlose Anschlussnetze betreibt. In diesem Fall
wäre es ausreichend,
dass lediglich die Zellen des systemübergreifenden Kanals CPC, welche
die betroffenen Stadtgebieten umfassen, Organisationsinformationen über diesen
Betreiber und dessen drahtloses Anschlussnetz aussenden.
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Auf
das ausgewählte
System wird das Teilnehmerendgerät
UE vorzugsweise wiederum mittels eines in den Organisationsinformationen
des systemübergreifenden
Kanals CPC enthaltenen Verweises auf einen systemspezifischen Pilotkanal,
Synchronisationskanal oder Steuerkanal verwiesen. Der Begriff Pilotkanal
wird nachfolgend als Synonym für
solche systemspezifischen Kanäle
verwendet.
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Für eine vereinfachte
Beschreibung der Erfindung sind in der 1 nur Funkzellen
von drei Systemen und zwei Betreibern dargestellt. Es ist jedoch
klar, dass weitere flächendeckend
oder lokal realisierte Systeme der gleichen oder weiterer Betreiber
in der Realität
existieren können,
sodass sich örtliche Überschneidungen
verschiedener Systeme ergeben, diese jedoch meist durch Nutzung
unterschiedlicher Frequenzbänder
getrennt werden.
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In
der 1 ist weiterhin eine gerichtete Abstrahlung des
systemübergreifenden
Kanals CPC beispielhaft dargestellt. Eine Strahlformung erfolgt dabei
nach bekannten Prinzipien, beispielsweise mittels so genannter intelligenter
Antennen (engl. Smart Antenne), welche eine quasi stufenlose Nachführung des
Strahls ermöglicht,
mittels eines so genannten geschalteten Strahls (engl. Switched
Beam), welcher eine Ausrichtung des Strahl in diskreten Schritten
ermöglicht,
oder mittels Sektorantennen, welche jeweils einen festen Raumwinkel
ausleuchten (beispielhaft in 5 dargestellt).
Die Breite des in der 1 dargestellten Strahls, in
dem der systemübergreifende
Kanal CPC ausgesendet wird, im Sinne einer so genannten Hauptkeule
(engl. Main Lobe) bzw. eines Hauptstrahls ist nur beispielhaft,
d.h. sie kann beispielsweise abhängig
von den physikalischen Eigenschaften der Antennen oder auch der
Menge zu übertragender
Organisationsinformationen und dem Zeitraum, in dem der Kanal CPC
in eine bestimmte Richtung von der Rundfunksendestation RFS abgestrahlt
wird, dimensioniert werden.
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In
dem Beispiel der 1 sei angenommen, dass der systemübergreifende
Kanal CPC zu einem ersten Zeitpunkt t1 in eine erste Richtung bzw.
einen ersten Raumwinkel ausgesendet wird, währenddessen er zu einem zweiten
Zeitpunkt t2 in eine zweite, von der ersten Richtung unterschiedliche
Richtung ausgesendet wird. Dies erfolgt beispielsweise im Sinne
eines umlaufenden Strahls oder nach einem bestimmten Muster, sodass
innerhalb eines bestimmten Zeitraumes die Zelle vollständig mit
dem Strahl ausgeleuchtet wird. Alternativ oder ergänzend kann
auch eine Aussendung in zumindest zwei oder auch alle Richtungen
zu einem Zeitpunkt erfolgen, beispielsweise abhängig davon, mit welchen Mitteln
einer gegenseitigen Interferenzbeeinflussung zwischen benachbarten
Zellen und Strahlen entgegengewirkt wird, wie es Bezug nehmend auf
die 4 und 5 nachfolgend noch eingehender
erläutert
wird.
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Nach
der Erfindung erfolgt eine Auswahl der in dem systemübergreifenden
Kanal CPC übertragenen
Organisationsinformationen zu Betreibern und/oder Systemen abhängig von
der Richtung der Aussendung des systemübergreifenden Kanals CPC. Nach
dem Beispiel der 1 würde der systemübergreifende
Kanal CPC zum Zeitpunkt t1 Organisationsinformationen zu dem GSM-System des ersten
Betreibers sowie des WiMAX-Systems des zweiten Betreibers übertragen,
da diese Systeme bzw. Betreiber von dem Strahl überstrichen werden. Zum Zeitpunkt
t2 hingegen würde
der systemübergreifende
Kanal CPC Organisationsinformationen zu dem GSM-System sowie dem
WLAN-System des ersten Betreibers übertragen, da nur diese Systeme bzw.
nur der erste Betreiber zu diesem Zeitpunkt von dem Strahl überstrichen
werden.
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In 2 ist
beispielhaft die Struktur eines Übertragungsrahmens
r des systemübergreifenden Kanals
CPC sowie dessen Inhalt zu den beiden beispielhaften Zeitpunkten
t1 und t2 dargestellt. Eine Erweiterung des Übertragungsrahmens r durch
andere als die dargestellten Felder oder eine unterschiedliche Struktur
sind denkbar, im Rahmen der Erfindung jedoch ohne Bedeutung. Der Übertragungsrahmen
r wird vorzugsweise periodisch wiederholt übertragen, wobei bei einer
vorstehend beschriebenen zeitlich begrenzten richtungsabhängigen Aussendung
ein Übertragungsrahmen
von einem empfangenden Teilnehmerendgerät UE vollständig empfangbar sein sollte,
um zu gewährleisten,
dass das Teilnehmerendgerät
UE alle darin übertragenen
Organisationsinformationen empfangen und auswerten kann.
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Begrenzt
wird der Übertragungsrahmen
r durch ein Start- und Ende-Feld End. Hierdurch wird gewährleistet,
dass trotz unterschiedlicher zeitlicher Längen des Kanals CPC aufgrund
der richtungsabhängigen
unterschiedlichen Menge Organisationsinformationen, wie in den beiden
Rahmen der 2 beispielhaft dargestellt,
ein empfangendes Teilnehmerendgerät UE die Länge des Übertragungsrahmens r erfassen
kann. Eine einheitliche Länge
des Übertragungsrahmens
r ist jedoch in gleicher Weise denkbar. In diesem Fall kann auf
ein Ende-Feld End verzichtet werden. Eine einheitliche Länge kann
beispielsweise mittels so genannter Füllinformation erzielt werden,
d.h. für
den Fall, dass weniger als eine Standardmenge Organisationsinformationen übertragen
werden muss, werden überzählige Felder mit Redundanzinformationen
bzw. Informationen ohne Bedeutung aufgefüllt.
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Dem
Start-Feld Start des Übertragungsrahmens
r folgt ein Feld mit Angaben beispielsweise zu einer so genannten
Länderkennung
CC (engl. Country Code) sowie einer Identifikationsinformation CPC-ID,
mittels der ein empfangendes Teilnehmerendgerät UE erkennen kann, welchen
systemübergreifenden
Kanal CPC es aktuell empfängt.
Dies ist insbesondere für
den Fall, dass sich das Teilnehmerendgerät UE in einem Abdeckungsbereich
mehrerer systemübergreifender
Kanäle
befindet und einen geeigneten dieser Kanäle auswählen muss, erforderlich. Die
Länderkennung
CC kann von dem Teilnehmerendgerät
UE beispielsweise dazu verwendet werden, einen Abgleich mit in dem
Endgerät
oder der SIM-Karte gespeicherten länderspezifischen Informationen,
beispielsweise bezüglich
Roamingabkommen mit dem Heimatbetreiber, durchzuführen, um nachfolgend
einen geeigneten Betreiber bzw. System auszuwählen.
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In
den nachfolgenden Feldern des Übertragungsrahmens
r werden Organisationsinformationen zu innerhalb des geographischen
Abdeckungsbereiches des systemübergreifenden
Kanals CPC verfügbaren
Betreibern und Systemen übertragen.
Nach dem Beispiel der 1 werden in dem Übertragungsrahmen
r zum Zeitpunkt t1 zunächst
Informationen info zu dem ersten Betreiber OP1, beispielsweise eine
spezifische Betreiberkennung bzw. -identifikationsinformation, und
nachfolgend Informationen info zu der von diesem Betreiber OP1 unterstützten Funkzugangstechnologie
RAT1 (Radio Access Technologie), in diesem Fall das GSM-System GSM übertragen.
Entsprechend wird nach einem Feld mit Informationen info zu dem
zweiten Betreiber OP2 ein Feld mit Informationen info zu der von
ihm unterstützten Funkzugangstechnologie
RAT1, in diesem Fall zu dem WiMAX-System WIMAX übertragen. Alternativ zu der
dargestellten Struktur können
diese Felder auch kombiniert werden, d.h. in jedem Feld mit Angaben
zu einem System wird beispielsweise eine Information über den
dieses System unterstützenden
Betreiber übertragen,
wie es beispielhaft in den 3 darge stellt
ist. Die Informationen info zu den Betreibern und Systemen können beispielsweise
als Verweise (engl. Pointer) auf betreiber- und systemspezifische
Kanäle
bzw. Frequenzbänder,
in denen diese ausgesendet werden, ausgestaltet sein.
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Zum
zweiten Zeitpunkt t2 werden in dem darunter dargestellten Übertragungsrahmen
r, welcher aufgrund der geringeren Menge Organisationsinformationen
kürzer
als zum Zeitpunkt t1 ist, im Unterschied zum Übertragungsrahmen r zum Zeitpunkt
t1 ausschließlich
Informationen zu dem ersten Betreiber OP1 sowie den von diesem unterstützten GSM- und
WiMAX-Systemen übertragen,
da ein System des zweiten Betreibers innerhalb des Abdeckungsbereiches
des systemübergreifenden
Kanals CPC nicht verfügbar
ist.
-
3 zeigt zu vorstehend beschriebener Struktur
alternative Strukturen von Übertragungsrahmen
bei einer Aufteilung des systemübergreifenden Kanals
CPC in physikalisch oder logisch getrennte Unterkanäle. Die
Struktur der Unterkanäle
in der 3a basiert dabei auf der Annahme,
dass der systemübergreifende
Kanal CPC in einen ersten Unterkanal CPC-o, in dem ausschließlich Organisationsinformationen
zu flächendeckend
realisierten Systemen übertragen
werden, und einen zweiten Unterkanal CPC-d, in dem ausschließlich Organisationsinformationen
zu lediglich lokal verwirklichten Systemen übertragen werden. Ferner sei
angenommen, dass die Unterkanäle
jeweils unterschiedliche Frequenzbänder f1, f2 nutzen, und dass
der erste Unterkanal CPC-o omnidirektional, der zweite Unterkanal
CPC-d hingegen gerichtet ausgestrahlt wird. Dies ist 1 beispielhaft
dargestellt. Während
der erste Unterkanal CPC-o zu dem ersten Zeitpunkt t1 in der gesamten
Zelle der Rundfunksendestation RFS ausgestrahlt wird, wird der zweite
Unterkanal CPC-d zu dem ersten Zeitpunkt t1 in die dargestellte
Richtung und zu dem zweiten Zeitpunkt t2 in eine dargestellte andere
Richtung ausgestrahlt.
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Nach
der 3a werden in dem Übertragungsrahmen r des ersten
Unterkanals CPC-o, welcher in einem ersten Frequenzband f1 ausgesendet wird,
zu den Zeitpunkten t1 und t2 somit neben einer Identifikationsinformation
CPC-ID des ersten Unterkanals CPC-o Organisationsinformationen zu
den flächendeckend
verfügbaren
Systemen nach den GSM- und UMTS-Standards des ersten OP1 und zweiten
Betreibers OP2 in der Zelle der Rundfunksendestation RFS übertragen
(Zellen des GSM-Systems des zweiten Betreibers OP2 sowie der UMTS-Systeme
in 1 nicht dargestellt). In dem gerichtet ausgestrahlten
zweiten Unterkanal CPC-d hingegen werden richtungsabhängig unterschiedliche
Organisationsinformationen zu den Zeitpunkten t1 und t2 übertragen.
So beinhaltet der Übertragungsrahmen
des zweiten Unterkanals CPC-d zum ersten Zeitpunkt t1 lediglich
Organisationsinformationen zu dem WIMAX-System des zweiten Betreibers OP2,
währenddessen
er zu dem zweiten Zeitpunkt t2 Organisationsinformationen zu dem
WLAN-System des ersten Betreiber OPC1 beinhaltet.
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Neben
einer physikalischen Trennung der Unterkanäle CPC-o, CPC-d durch Nutzung
unterschiedlicher Frequenzbänder
f1, f2, ist, wie in 3b beispielhaft dargestellt,
auch eine rein logische bzw. zeitliche Trennung der Unterkanäle denkbar.
So werden zu dem beispielhaften ersten Zeitpunkt t1 der 1 zunächst in
dem ersten Unterkanal CPC-o Organisationsinformationen zu den flächendeckend verfügbaren Systemen
nach den GSM- und UMTS-Standards des ersten OP1 und zweiten Betreibers
OP2 übertragen,
und diesen Feldern des Kanals CPC nachfolgend erst ein Feld des
zweiten Unterkanals CPC-d mit Organisationsinformationen zu dem
in dem Abdeckungsbereich des Kanals CPC verfügbaren WIMAX-System des zweiten
Betreibers OP2 übertragen.
Entsprechend ist der darunter dargestellte Übertragungsrahmen zum zweiten
Zeitpunkt t2 konfiguriert, wiederum mit dem Unterschied zum oberen
Rahmen, dass in dem Abdeckungsbereich des Kanals CPC zu diesem beispielhaften
zweiten Zeitpunkt t2 allein das WLAN-System des ersten Betreibers
OP1 verfügbar
ist. Bei einer gerichteten Aussendung des systemübergreifenden Kanals CPC entsprechend
der Darstellung in 1 besteht der Übertragungsrahmen
aus einem quasi statischen Teil, dem ersten Unterkanal CPC-o, welcher
aufgrund der aus schließlichen
Konzentration auf flächendeckend
verfügbare
Systeme keinen bzw. kaum inhaltlichen Änderungen unterliegt, und aus
einem variablen Teil, dem zweiten Unterkanal CPC-d, welcher richtungsabhängig konfigurierte
Organisationsinformationen beinhaltet.
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Ein
Teilnehmerendgerät
UE, welches beispielsweise ausschließlich flächendeckend realisierte Systeme
nach den GSM- und/oder
UMTS-Standards unterstützt,
kann sich somit auf den Empfang des Inhalts des ersten Unterkanals
CPC-o beschränken,
und somit die Zeit für
die Auswahl und einen Zugriff auf ein ausgewähltes System vorteilhaft verkürzen. Hierzu
ist es sinnvoll, dass, wie dargestellt, in einem Übertragungsrahmen
zunächst
Organisationsinformationen zu flächendeckend
realisierten Systemen und erst anschließend Organisationsinformationen
zu lediglich lokal verwirklichten Systemen übertragen werden.
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Als
gesonderte Information in dem ersten Feld eines Übertragungsrahmens oder als
Teil der Identifikationsinformation CPC-ID des gerichtet ausgesendeten
systemübergreifenden
Kanals CPC bzw. des zweiten Unterkanals CPC-d kann zusätzlich eine Information über eine
aktuelle Richtung der Aussendung dem empfangenden Teilnehmerendgerät signalisiert
werden (nicht in Figuren dargestellt). Diese Information kann dabei
beispielsweise eine Angabe eines relativen, beispielsweise im Sinne
von relativ zu einem bestimmten vorgegebenen Winkel bzw. einer bestimmten
Richtung, oder absoluten Winkels sein, wobei die Winkel vorzugsweise
abhängig
von der Breite bzw. dem Raumwinkel der gerichteten Abstrahlung in
diskrete Wertebereiche unterteilt sind. Hierdurch ist ein diese
Informationen von zwei oder drei Kanälen benachbarter Zellen empfangendes und
in Kenntnis der Positionen der diese Kanäle aussendenden Stationen befindliches
Teilnehmerendgerät
in der Lage, seine Position zu bestimmen. Ebenfalls denkbar ist,
dass das Teilnehmerendgerät
die empfangenen Richtungsinformationen nach erfolgreichem Aufbau
einer Verbindung zu einem System zu diesem signalisiert, welches
dann die Berechnung der Position des Teilnehmerendgerätes basierend auf
diesen Informationen durchführt.
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Die
Information über
die aktuelle Richtung der Aussendung kann beispielsweise mittels
einer richtungsabhängig
gewählten
bzw. veränderten
Identifikationsinformation des Kanals CPC-ID verwirklicht werden.
Wie nachfolgend noch eingehender beschrieben wird, kann eine derartige
Positionsbestimmung beispielsweise dazu verwendet werden, positionsabhängige Feedbackinformationen
für eine
Aktualisierung von Organisationsinformationen in dem systemübergreifenden
Kanal CPC zu generieren.
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Die
in den 2 und 3 beispielhaft
angegebenen Felder eines Übertragungsrahmens
r des systemübergreifenden
Kanals CPC können
weiterhin Informationen bezüglich
geographischer Anordnungen des jeweiligen Funk-Kommunikationssystems
beinhalten (nicht in Figuren dargestellt). Diese Informationen können dabei
beispielsweise geographische Koordinaten, welche die geographische
Ausdehnung des Abdeckungsbereiches definieren, sein. Auch ist, insbesondere
im Zusammenhang mit einem Übertragungsrahmen
nach 2, eine Angabe lediglich der Tatsache, dass es
sich um ein flächendeckend
oder um ein lediglich lokal realisiertes System handelt denkbar.
Alternativ oder ergänzend
sind zudem Angaben zu Standorten von Systemstationen denkbar, anhand
derer das Teilnehmerendgerät
abschätzen kann,
ob es sich potenziell in dem Abdeckungsbereich einer Systemstation
befindet.
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Diese
zusätzlichen
Informationen ermöglichen
einem Teilnehmerendgerät
eine gezielte Auswahl und Zugriff auf ein System, welches am aktuellen
Ort des Teilnehmerendgerätes
auch verfügbar
ist. Dies ist unter anderem bezüglich
lediglich lokal verfügbarer
Systeme sinnvoll, welche unter Umständen nur einen vergleichsweise
kleinen Abdeckungsbereich aufweisen. Ein derartiges System kann
das beispielhaft in 1 dargestellte lokales WLAN-System sein,
welches aus einer geringen Anzahl Netzzugangspunkten (engl. Access
Point) besteht und lediglich einen Gesamtversorgungsbereich von
wenigen Quadratkilometern aufweist. Es ist also wahrscheinlich,
dass ein Teilnehmerendgerät
UE, welches den systemübergreifenden
Kanal CPC mit einer beispielhaften Reichweite von 50 Kilometern
empfängt,
sich nicht in dem Abdeckungsbereich des WLAN-Systems befindet, wie
beispielhaft in 1 dargstellt, und somit auch
nicht auf dieses zugreifen kann. In diesem Fall kann das Teilnehmerendgerät UE anhand
der Informationen zur geographischen Anordnung des WLAN-Systems
in dem systemübergreifenden
Kanal CPC prüfen,
ob es sich aktuell in dessen Abdeckungsbereich befindet und, sofern
dies der Fall ist, zu diesem weitergehende Messungen durchführen und
schließlich
darauf zugreifen. Sofern es sich jedoch aktuell nicht in dessen
Abdeckungsbereich befindet, kann es dieses System für einen
möglichen
Zugriff ausschließen
und stattdessen ein am aktuellen Aufenthaltsort verfügbares System,
beispielsweise das GSM-System, auswählen.
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In
der 4 ist beispielhaft die Koordinierung der gerichteten
Abstrahlung des systemübergreifenden
Kanals CPC1, CPC2, CPC3 in benachbarten Funkzellen dargestellt.
Es sei dabei angenommen, dass die Funkzellen prinzipiell der Struktur
des Beispiels der 1 entsprechen. Um für die Aussendung
des systemübergreifenden
Kanals in benachbarten Funkzellen ein gleiches Frequenzband nutzen zu
können,
erfolgt die gerichtete Abstrahlung des Kanals von den Rundfunksendestationen
RFS1, RFS2, RFS3 beispielsweise derart, dass diese zu einen Zeitpunkt
koordiniert in eine gleiche Richtung abstrahlen. Hierdurch werden
vorteilhaft gegenseitige negative Beeinflussungen der Kanäle CPC1,
CPC2, CPC3 vermieden, und auch Teilnehmerendgeräte UE empfangen zu einem Zeitpunkt
immer nur einen systemübergreifenden
Kanal. Alternativ zu einer Abstrahlung in eine gleiche Richtung
können
auch unterschiedliche Richtungen gewählt werden. Ziel ist in jedem
Fall, dass sich die Aussendungen sich am Ort eines Teilnehmerendgerätes nicht überlagern.
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In
der 5 ist eine alternative Ausgestaltung zu der gerichteten
Abstrahlung in 4, welche beispielsweise mittels
so genannter intelligenter Antennen oder geschalteter Strahlen realisiert
wird, dargestellt. In der 5 sei angenommen,
dass die Antenneneinrichtungen der Rundfunksendestationen RFS1,
RFS2, RFS3 jeweils drei Sektorantennen aufweisen, mit denen jeweils
120°-Sektoren
abgedeckt werden. Die Abstrahlung der systemübergreifenden Kanäle CPC1,
CPC2, CPC3 erfolgt entsprechend in diesen Sektoren. Die beispielhafte
Abstrahlung des systemübergreifenden
Kanals in den drei benachbarten Funkzellen ist nach der 5 derart
koordiniert, dass die Stationen zu einem Zeitpunkt in einem gleichen
Sektor abstrahlen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Aussendungen
der benachbarten Stationen sich am Ort eines Teilnehmerendgerätes nicht überlagern
und somit keine die Empfangsqualität beeinträchtigende Interferenz hervorrufen.
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In
der 4 ist weiterhin beispielhaft dargestellt, dass
den systemübergreifenden
Kanal CPC aussendende Rundfunksendestationen RFS1, RFS2, RFS3 mit
einer zentralen Einrichtung, einem so genannten CPC-Server CPC-S
verbunden sind. Dieser CPC-Server
CPC-S stellt die in dem systemübergreifenden
Kanal zu übertragenden
richtungsabhängigen
Informationen nach obiger Beschreibung zur Verfügung. Weiterhin kann von diesem
Server auch die Steuerung der gerichteten Aussendung erfolgen, d.h.
die Koordinierung, in welche Richtung benachbarte Rundfunksendestationen
RFS1, RFS2, RFS3 zu einem Zeitpunkt senden sollen. Denkbar ist ebenfalls,
dass mehrere system- oder betreiberindividuelle CPC-Server CPC-S
vorgesehen sind, d.h. für jeden
Systemstandard und/oder Betreiber eine Datenbasis generiert wird,
in der die richtungsabhängigen
Organisationsinformationen vorgehalten und für die Aussendung des systemübergreifenden
Kanal CPC zur Verfügung
gestellt werden.
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Ergänzend ist
in der 4 auch ein so genannter Feedbackkanal FC dargestellt,
welcher von einem Teilnehmerendgerät UE für die Übertragung von Feedbackinformationen
genutzt werden kann. Der Feedbackkanal FC besteht dabei zwischen
dem Teil nehmerendgerät
UE und der Rundfunksendestation RFS1 als die den systemübergreifenden
Kanal CPC1 aussendende Station. Alternativ, wie in 5 dargestellt,
kann der Feedbackkanal FC jedoch in gleicher Weise zwischen dem
Teilnehmerendgerät UE
und einer Systemstation BS UMTS, zu der das Teilnehmerendgerät UE eine
Verbindung aufgebaut hat, bestehen. Da die Reichweite der Aussendung
einer Rundfunksendestation RFS in der Regel deutlich größer als
die Reichweite der Aussendung eines Teilnehmerendgerätes ist,
erscheint die Übertragung
die Übertragung
von Feedbackinformationen zu einer Systemstation, zu der das Teilnehmerendgerät eine Verbindungsaufbau,
dabei vorteilhafter. Zudem müssten
Rundfunksendestationen, welche üblicherweise
nicht für
den Empfang von Signalen ausgerüstet
sind, mit entsprechenden Einrichtungen zum Empfangen des Feedbackkanals
ausgestattet werden.
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Ein
Teilnehmerendgerät
generiert Feedbackinformationen mittels eines Vergleichs von in
dem systemübergreifenden
Kanal CPC empfangenen Organisationsinformationen und von ihm durchgeführten Messungen.
Die Feedbackinformationen dienen einer Aktualisierung bzw. Korrektur
der richtungsabhängigen
Organisationsinformationen, beispielsweise in dem CPC-Server. Würde nach
dem Beispiel der 1 das Teilnehmerendgerät UE Organisationsinformationen
in dem gerichtet ausgesendeten systemübergreifenden Kanal CPC-d darüber empfangen, dass
an dem aktuellen Aufenthaltsort ein WLAN-System verfügbar ist,
so würden
Messungen, beispielsweise Empfangsstärkemessungen, von Pilotkanälen dieses
Systems zu dem Ergebnis führen,
dass entgegen dem Inhalt der Organisationsinformationen tatsächlich kein
WLAN-System verfügbar
ist. Gemeinsam mit Informationen über die aktuelle Position würde das
Teilnehmerendgerät
diese Feststellung zu der Rundfunksendestation RFS oder einer Systemstation
signalisieren, wobei die Ortsinformation auch nach einem vorstehend
beschriebenen Verfahren ermittelt werden kann.
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Zusätzlich oder
alternativ zu einer Generierung von Feedbackinformationen durch
Teilnehmerendgeräte
können
diese auch von Systemstationen selbst generiert werden. Hierzu sind
in den Systemstationen Empfangseinrichtungen zum Empfangen des systemübergreifenden
Kanals CPC sowie von systemspezifischen Kanälen wie beispielsweise Pilotkanälen vorzusehen.
Eine Konfiguration der Empfangseinrichtungen auf unterschiedliche
Systemstandards kann dabei beispielsweise gemäß den Prinzipien des so genannten
Software-Radios, d.h. mittels Softwaremodul individuell konfigurierbare
Empfangseinrichtungen, erfolgen. Die von den Systemstationen generierten
Feedbackinformationen werden dann beispielsweise zu der den systemübergreifenden
Kanal CPC aussendenden Rundfunksendestation RFS in einem Feedbackkanal
FC oder auch direkt zu dem CPC-Server CPC-S signalisiert.
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In
der 6 sind schließlich
Komponenten verschiedener Systeme sowie darin realisierte Einrichtungen
dargestellt. Es sei wiederum die beispielhafte Situation der 1 angenommen.
Ein Teilnehmerendgerät
UE befindet sich in einem Abdeckungs- bzw. Funkversorgungsbereich
sowohl einer Rundfunksendestation RFS als auch einer Basisstation
BS eines GSM-Mobilfunksystems. Der Funkversorgungsbereich, auch
Funkzelle genannt, bestimmt sich in der Regel nach einer vorgegebenen
Empfangsqualität
oder einem Empfangspegel, mit dem ein ausgesendeter Kanal empfangen
werden kann. Ein solcher Kanal ist gemäß dem GSM-Standard der so genannte
Rundsendekanal BCCH (Broadcast Control Channel), nach dem WLAN-Standard
beispielsweise ein so genannter Pilotkanal PCH (Pilot Channel).
Für den
dargestellten Fall einer Aussendung des systemübergreifenden Kanals CPC durch eine
Rundfunksendestation RFS wäre
dies entsprechend der systemübergreifende
Kanal CPC.
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Neben
einer Antenneneinrichtung A, welche beispielsweise als eine oder
mehrere intelligente Antennen, als eine oder mehrere Antennen für geschaltete
Strahlen, als ein so genanntes Antennenarray, oder als Sektorantennen
ausgebildet sind, und welche beispielhaft als auf einem Mast verwirklicht
dargestellt ist, weist die Rundfunksendestation RFS zumindest eine
Sendeeinrichtung SE zum gerichteten Aussenden des systemüber greifenden
Kanals CPC auf. Die Sendeeinrichtung SE umfasst dabei beispielsweise
einen oder mehrere Leistungsverstärker, Einrichtungen zur Wandlung
von Basisbandsignalen in ein oder mehrere verwendete Funkfrequenzbänder sowie
bekannte Einrichtungen zum Steuern der gerichteten Abstrahlung des
systemübergreifenden Kanals
CPC. Eine Steuereinrichtung ST der Rundfunksendestation RFS steuert
eine Auswahl der zu übertragenden
Organisationsinformationen nach der Richtung der Aussendung, sodass
bei Aussendung des systemübergreifenden
Kanals CPC in eine bestimmte Richtung nur die für diese Richtung relevanten
Organisationsinformationen bereitgestellt werden. Weiterhin weist
die Rundfunksendstation RFS eine Schnittstelleneinrichtung IS für einen
Austausch von Organisations- und Steuerungsinformationen mit einem
zentralen Server CPC-S auf.
-
Der
beispielhaft dargestellte zentrale Server CPC-S, weist ebenfalls
eine Schnittstelleneinrichtung IS zur Kommunikation mit Rundfunksendestationen RFS
auf. Über
die Schnittstelleneinrichtung IS überträgt der Server CPC-S Organisationsinformationen zu
der Rundfunksendestation RFS und empfängt beispielsweise vorstehend
beschriebene Feedbackinformationen von der Rundfunksendestation
RFS und/oder Systemstationen, beispielsweise der dargestellten Basisstation
BS oder dem Netzzugangspunkt AP, welche in diesem Fall ebenfalls
entsprechende Schnittstelleneinrichtungen IS aufweisen müssen (nicht
dargestellt). Weiterhin weist der Server CPC-S eine Datenbank DB
auf, in welcher Organisationsinformationen verknüpft mit jeweiligen Ortsinformationen
gespeichert werden. Eine Steuereinrichtung ST des Servers CPC-S
steuert beispielsweise die Übertragung
und den Empfang von Organisationsinformationen über die Schnittstelleneinrichtung
IS sowie eine Aktualisierung von Organisationsinformationen basierend
auf Feedbackinformationen oder Informationen sonstiger Quellen,
beispielsweise von Betreibern zur Verfügung gestellte Informationen über eine Netzplanung,
insbesondere über
einen Auf- und Abbau von Systemstationen. Mittels einer Steuerung der Übertragung
von Organisationsinformationen zu der den systemübergreifen den Kanal CPC aussendenden
Station kann beispielsweise auch gezielt eine Steuerung der Lastverteilung
durchgeführt
werden. Signalisiert beispielsweise das WLAN-System der 1,
dass aktuell eine Überlastsituation
in den Funkzellen des Systems existiert, so kann eine Aussendung
von Organisationsinformationen zu diesem System gezielt unterdrückt werden,
bis das System einen Aufbau neuer Verbindungen wieder unterstützen kann.
Hierdurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass Teilnehmerendgeräte Zugriffsversuche
auf ein bereits überlastetes
System durchführen
und somit zusätzlich
die Systemlast erhöhen.
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Systemstationen,
wie die beispielhaft dargestellte Basisstation BS eines GSM-Systems
und die Netzzugangspunktes AP, weisen jeweils Sende-SE und Empfangseinrichtungen
EE für
eine Kommunikation über
die Funkschnittstelle mit Teilnehmerendgeräten UE auf. Mittels der Sendeeinrichtung
SE sowie einer Antenneneinrichtung werden beispielsweise der Rundsendekanal
BCCH und der Pilotkanal PCH von diesen Stationen nach dem unterstützten Systemstandard
GSM bzw. WLAN ausgesendet. Denkbar ist nach vorstehender Beschreibung
auch die Aussendung des systemübergreifenden
Kanals CPC durch die Systemstationen BS, AP. Die Empfangseinrichtungen
EE können
nach vorstehend beschriebenen Beispielen neben den bekannten standardkonformen
Kanälen
auch Feedbackinformationen des Teilnehmerendgerätes UE in einem Feedbackkanal FC
empfangen, welche die Stationen anschließend direkt oder über die
Rundfunksendestation RFS zu dem Server CPC-S übertragen. Die Systemstationen BS,
AP können
auch selbst Einrichtungen zum Generieren von Feedbackinformationen
aufweisen. So kann die Basisstation BS beispielsweise eine Empfangseinrichtung
zum Empfangen sowohl des systemübergreifenden
Kanals CPC als auch des Pilotkanals PCH des Netzzugangspunktes AP
aufweisen. Nach einem Vergleich der in dem systemübergreifenden
Kanal CPC übertragenen
Organisationsinformationen zu einer potenziellen Verfügbarkeit
des WLAN-Systems am Ort der Basisstation BS mit durchgeführten Messungen
bezüglich
einer tatsächlichen
Empfangbarkeit des Pilotkanals PCH in einer Auswerteeinrichtung
AW der Basissta tion BS wird eine entsprechende Feedbackinformation
generiert und zu dem Server CPC-S signalisiert. Der Netzzugangspunkt
AP kann in gleicher Weise mit derartigen Empfangs- und Auswerteeinrichtungen
ausgestattet sein.
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Das
Teilnehmerendgerät
UE weist in gleicher Weise wie die Systemstationen BS, AP Sende-SE und
Empfangseinrichtungen EE zum Senden und Empfangen von Signalen über die
Funkschnittstelle auf. Insbesondere ist die Empfangseinrichtung
EE ausgestaltet zum Empfangen des systemübergreifenden Kanals CPC sowie
Signalen nach den von der Basisstation BS sowie dem Netzzugangspunkt
AP unterstützten
Standards GSM und WLAN. Die Sendeeinrichtung SE ist in gleicher
Weise für
eine Kommunikation mit den Systemstationen BS, AP nach den unterstützten Standards
GSM und WLAN, sowie für
eine Übertragung
von Feedbackinformationen in einem Feedbackkanal FC zu einer Systemstation
BS oder der Rundfunksendestation RFS ausgestaltet. Die Generierung
von Feedbackinformationen erfolgt entsprechend vorstehender Beschreibung
in einer Auswerteeinrichtung AW des Teilnehmerendgerätes UE,
welche vorzugsweise auch zur Auswertung der empfangenen Organisationsinformationen
sowie zur Auswahl eines geeigneten Systems bzw. einer geeigneten
Station für
den Aufbau einer Kommunikationsverbindung ausgestaltet ist.
-
Alle
für die
Beschreibung der Figuren verwendeten Namen und Bezeichnungen von
Funkstandards und Systemkomponenten sind nicht als eine Beschränkung der
Erfindung auf diese Standards zu verstehen. Vielmehr ist die Erfindung
nach vorstehender Beschreibung in unterschiedlichsten Systemen und
Konfigurationen von Systemen einsetzbar.