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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren zur Suche einer Funkzelle und mobile Endgeräte.
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Hintergrund
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Ein mobiles Endgerät muss üblicherweise nach einer Funkzelle suchen, um nach dem Einschalten auf ihr zu verweilen (zu campen), und es kann beispielsweise auch notwendig sein, dass es für eine Übergabe im Betrieb nach passenden Funkzellen sucht. Da es wünschenswert ist, dass ein Benutzer nach dem Einschalten des mobilen Endgeräts möglichst schnell erreichbar ist und da es weiterhin wünschenswert ist, dass die Bauteile des mobilen Endgeräts möglichst wenig durch die Funkzellsuche belastet werden, sind effiziente Verfahren zur Suche nach einer Funkzelle wünschenswert.
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Zusammenfassung
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Es wird ein Verfahren zur Suche nach einer Funkzelle bereitgestellt, das für jede einer Vielzahl von Frequenzen die Ermittlung eines Empfangsstärkewerts, der auf die Empfangsstärke innerhalb einer ersten Bandbreite um die Frequenz hinweist, worin die erste Bandbreite kleiner als eine zweite Bandbreite ist, mit der eine zu suchende Funkzelle betrieben wird; die Ermittlung auf Grundlage der ermittelten Empfangsstärkewerte einer Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll; und die Durchführung einer Zellsuche bei der ermittelten Spektralposition umfasst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugsziffern allgemein auf dieselben Teile in allen unterschiedlichen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht und stattdessen sollen die Grundsätze der Erfindung allgemein veranschaulicht werden. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Aspekte mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Kommunikationssystem.
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2 ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zur Suchen nach einer Funkzelle veranschaulicht.
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3 ein mobiles Endgerät, das zur Durchführung einer Zellsuche konfiguriert ist.
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4 ein Signalstärkendiagramm und ein Diagramm mit Abfrageergebnissen, das einem beispielhaften Funkzellenszenario entspricht.
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5 ein Fließdiagramm, das ein Verfahren zur Identifizierung und Einordnung von Spektralpositionen für eine Zellsuche zeigt.
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Beschreibung
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Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die zur Veranschaulichung bestimmte Details und Aspekte dieser Offenbarung zeigen, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Diese Aspekte dieser Offenbarung werden ausreichend ausführlich beschrieben, damit der Fachmann die Erfindung in die Praxis umsetzen kann. Andere Aspekte dieser Offenbarung können verwendet werden und strukturelle, logische und elektrische Veränderungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Aspekte dieser Offenbaruing schließen sich nicht notwendigerweise gegenseitig aus, denn einige Aspekte dieser Offenbarung können mit einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung zur Bildung neuer Aspekte kombiniert werden.
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1 zeigt ein Kommunikationssystem 100.
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Das Kommunikationssystem 100 kann entsprechend der Netzwerkarchitektur eines beliebigen oder einer beliebigen Kombination der folgenden Systeme konfiguriert sein: LTE (Long Term Evolution) Zellkommunikationssysteme, WLAN (Wireless Local Area Network), WiFi, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), GSM (Global System for Mobile Communications), Bluetooth, CDMA2000 (CDMA: Code Division Multiple Access) Zellkommunikationssystem, usw.
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Ein mobiles Endgerät 102, wie beispielsweise nach UMTS, ein Endgerät mit SIM (Subscriber Identity Module) und UICC (Universal Integrated Circuit Card) Karte, kann sich innerhalb des Abdeckungsbereichs eines mobilen Kommunikationsnetzes 104 befinden, wie beispielsweise PLMN (Public Land Mobile Network). Der Abdeckungsbereich des mobilen Kommunikationsnetzes 104 kann das kumulierte Ergebnis der Abdeckung zumindest einer Basisstation sein, die zu dem mobilen Kommunikationsnetz 104 gehört, wie beispielsweise eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder noch mehr Basisstationen, die zu dem mobilen Kommunikationsnetz 104 gehören, wie beispielsweise Dutzende oder Hunderte von Basisstationen, die zu dem mobilen Kommunikationsnetz 104 gehören. Beispielsweise kann der Abdeckungsbereich des mobilen Kommunikationsnetzes 104 aus 1 zumindest das kumulierte Ergebnis der Abdeckung der Basisstationen 106a, 106b und 106c und anderer sein, die zu dem mobilen Kommunikationsnetz 104 gehören (andere Basisstationen sind in 1 nicht gezeigt).
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In 1 kann jede Basisstation 106a, 106b und 106c zur Übertragung eines Abwärtsstreckensignals (DL-Signal) mit einer bestimmten Energie konfiguriert sein, um ein bestimmtes geografisches Gebiet abzudecken. Beispielsweise kann die Basisstation 106a zur Übertragung von DL-Signalen 108a konfiguriert sein; die Basisstation 106b kann zur Übertragung von DL-Signalen 108b konfiguriert sein; und die Basisstation 106c kann zur Übertragung von DL-Signalen 108c konfiguriert sein. Das geografische Gebiet, das von einer bestimmten Basisstation 106a, 106b oder 106c abgedeckt wird, kann im Wesentlichen (d. h. ungefähr) durch eine Zelle repräsentiert werden. Beispielsweise kann der Abdeckungsbereich der Basisstation 106a im Wesentlichen durch die Zelle 105a repräsentiert werden; der Abdeckungsbereich der Basisstation 106b kann im Wesentlichen durch die Zelle 105b repräsentiert werden; und der Abdeckungsbereich der Basisstation 106c kann im Wesentlichen durch die Zelle 105c repräsentiert werden. Dementsprechend kann der Abdeckungsbereich des mobilen Kommunikationsnetzes 104 das Ergebnis zumindest einer Zelle oder das Ergebnis einer Tessellierung einer Vielzahl von Zellen sein, worin jede Zelle eine Annäherung des Abdeckungsbereichs einer bestimmten Basisstation ist. Beispielsweise kann der Abdeckungsbereich des mobilen Kommunikationsnetzes 104 das Ergebnis der Tessellierung von Zellen 105a, 105b und 105c sein, worin jede Zelle eine Annäherung des Abdeckungsbereich der Basisstationen 106a, 106b bzw. 106c ist.
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Jede Zelle 105a, 105b und 105c kann eine Annäherung des Abdeckungsbereichs einer bestimmten Basisstation 106a, 106b, 106c sein. Nichtsdestotrotz kann es geografische Gebiete geben, die von mehr als einer Basisstation versorgt werden kann. Beispielsweise kann die geografische Region, die auf beiden Seiten der Grenze zwischen den Punkten 1A und 1B in 1 geformt ist, von zumindest einer der Basisstationen 106a und 106b versorgt werden; die geografische Region, die auf beiden Seiten der Grenze zwischen den Punkten 1B und 1C geformt ist, kann von zumindest einer der Basisstationen 106a und 106c versorgt werden; und die geografische Region, die auf beiden Seiten der Grenze zwischen den Punkten 1B und 1D geformt ist, kann von zumindest einer der Basisstationen 106b und 106c versorgt werden.
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Wenn das mobile Endgerät 102 zunächst ausgeschaltet wird, besteht keine Verbindung zwischen dem mobilen Endgerät 102 und einer der Basisstationen 106a, 106b und 106c innerhalb des Abdeckungsbereichs des mobilen Kommunikationsnetzes 104. Dementsprechend weist ein ausgeschaltetes mobiles Endgerät 102 keine Konnektivität mit Kommunikationsdiensten des mobilen Kommunikationsnetzes 104 auf. Wenn das mobile Endgerät 102 innerhalb des Abdeckungsbereichs des mobilen Kommunikationsnetzes 104 eingeschaltet wird, muss das mobile Endgerät 102 unter Umständen eine Basisstation, die zu dem mobilen Kommunikationsnetz 104 gehört, suchen und identifizieren, um eine anfängliche Kommunikationsverbindung mit dem mobilen Kommunikationsnetz 104 herzustellen. Beispielsweise muss das mobile Endgerät 102 eventuell nach einer beliebigen oder einer beliebigen Kombination der Basisstationen 106a, 106b und 106c suchen, um mit dem mobilen Kommunikationsnetz 104 verbunden zu werden. Das mobile Endgerät kann eine beliebige oder eine beliebige Kombination der Basisstationen 106a, 106b und 106c suchen und identifizieren, indem es die DL-Signale 108a, 108b und 108c der Basisstationen 106a, 106b und 106c empfängt und aufbereitet.
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Da der Abdeckungsbereich jeder Basisstation als Zelle dargestellt werden kann, kann die Suche und Identifizierung einer Basisstation als Suche und Identifizierung einer Zelle zum Andocken betrachtet werden. Wie hierin verwendet kann sich Andocken auf das beginnende Verweilen des mobilen Endgeräts 102 auf einer Zelle beziehen, das beispielsweise beinhalten kann, dass das mobile Endgerät 102 zumindest einen Kommunikationskanal mit der die Zelle versorgenden Basisstation herstellt (z. B. es hört einem Übertragungskanal und/oder einem Suchrufkanal (Paging Channel) der Zelle zu). Beispielsweise kann das mobile Endgerät 102 an eine Basisstation 106b andocken, um zumindest einen Kommunikationskanal in dem mobilen Kommunikationsnetz 104 herzustellen.
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Ein mobiles Endgerät 102, das anfänglich eingeschaltet wird, kann eine Zelle zum Andocken suchen und identifizieren, indem es zumindest eine der folgenden Aktionen durchführt: Identifizierung der Frequenz (z. B. vorgegeben durch UARFCN (UMTS Terrestrial Radio Access Absolute Radio Frequency Channel Number)), bei der die Funkzelle betrieben wird, Synchronisierung der Zeitschlitz- und Rahmengrenzen zwischen dem mobilen Endgerät 102 und der die Zelle, in welcher sich das mobile Endgerät 102 befindet, versorgenden Basisstation; Identifizierung der Codegruppe und des Verwürfelungscodes der Basisstation (und somit der Codegruppe und des Verwürfelungscodes der von der Basisstation versorgten Zelle); und Erfassung der Frequenz oder Frequenzen der Basisstation (und somit der Frequenz oder Frequenzen der von der Basisstation versorgten Zelle). In diesem Beispiel kann das mobile Endgerät 102, das in 1 anfänglich eingeschaltet wird, die von der Basisstation 106b versorgte Zelle 105b identifizieren.
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Wenn das mobile Endgerät 102 eingeschaltet wird, wird ein anfänglicher Zellsuchvorgang durchgeführt, um eine (erste/anfängliche) geeignete Funkzelle zu finden, auf der es verweilen (campen) kann. Ferner sucht das mobile Endgerät 102 auf Verlangen des Benutzers des mobilen Endgeräts 102 (manueller Modus) oder periodisch (automatischer Modus) nach allen verfügbaren PLMNs. Dazu musst das mobile Endgerät 102 auf allen möglichen Trägern in den verfügbaren Frequenzbändern suchen und die stärkste Zelle 105a, 105b, 105c, d. h. die Funkzelle 105a, 105b, 105c, deren DL-Signale mit der höchsten Signalstärke empfangen werden, finden.
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Beispielsweise kann das mobile Endgerät 102 für UMTS zu diesem Zweck eine komplette Zellsuche für alle UARFCNs, d. h. für alle Frequenzen, bei denen die Zellen betrieben werden könnten, einplanen. Da dies einen zu großen Zeitaufwand erfordern kann, kann zunächst eine Vorauswahlphase durchgeführt werden, damit sehr lange komplette Suchläufe auf allen Frequenzen (d. h. für alle UARFCNs) vermieden werden können, indem eine Teilgruppe von UARFCNs ausgewählt wird, für die eine Zellsuche durchgeführt wird. Beispielsweise kann die Vorauswahlphase die Durchführung von RSSI (Received Signal Strength Indicator) Messungen (mit verschiedenen Filterbreiten, d. h. die Ermittlung von RSSIs für verschiedene Bandbreiten) und/oder ausgewählte Stufen einer Zellsuche, wie etwa Slot-Synchronisation (SSY) einschließen.
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Üblicherweise ist es wünschenswert, dass die Zellsuche (z. B. die anfängliche Suche oder später die PLMN-Suche) möglichst schnell durchgeführt wird. Wenn die Vorauswahlphase jedoch Breitband-RSSI-Messungen einschließt, können die Vorauswahl und Zellsuche, z. B. für ein 3G (z. B. UMTS) System in Frequenzbändern, in denen sich 2G (z. B. GSM) und 3G Träger überlappen (z. B. in 3G Band VIII), durch das starke Rauschen, das durch 2G Träger verursacht wird (die dem mobilen Endgerät 102) zum Zeitpunkt der Zellsuche nicht bekannt sind) behindert werden.
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Eine schnelle und dennoch wirkungsvolle Vorauswahlphase auf RSSI-Basis kann zur Gewährleistung schneller Zellsuchen (z. B. anfängliche Suche oder spätere PLMN-Suche) in einer Frequenzregion, in der sich ein 2G-Band (d. h. ein Frequenzband, das für ein 2G-Kommunikationssystem wie GSM verwendet wird) und ein 3G-Band (z. B. ein Frequenzband, das für ein 3G-Kommunikationssystem wie UMTS verwendet wird) überlappen, vorgesehen werden, indem die Durchführung möglichst vieler vollständiger Zellsuchen für UARFCNs, für welche die Empfangsenergie hoch ist (breitbandweise), die aber nicht vom 3G-System genutzt werden, vermieden wird. Aspekte dieser Offenbarung können auch im Kontext anderer Kommunikationssysteme verwendet werden, beispielsweise LTE-Kommunikationssysteme, die auf anderen Empfangsstärkeindikatoren als RSSI und anderen Identifizierungen der Spektralposition einer Funkzelle (d. h. des Frequenzbereichs, bei dem die Funkzelle betrieben wird) als UARFCN beruhen.
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Ein Verfahren zur Suche nach einer Funkzelle ist in 2 gezeigt.
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2 zeigt ein Fließdiagramm 200.
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Das Fließdiagramm 200 zeigt ein Verfahren zur Suche nach einer Funkzelle.
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In 201 ermittelt z. B. ein mobiles Endgerät für jede einer Vielzahl von Frequenzen einen Empfangsstärkewert, der auf die Empfangsstärke innerhalb einer ersten Bandbreite um die Frequenz hinweist, worin die erste Bandbreite kleiner als eine zweite Bandbreite ist, mit der die gesuchte Funkzelle betrieben wird.
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In 202 ermittelt z. B. das mobile Endgerät auf Basis der ermittelten Empfangsstärkewerte eine Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll.
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In 203 führt z. B. das mobile Endgerät eine Zellsuche bei der ermittelten Spektralposition durch.
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Mit anderen Worten kann ein mobiles Endgerät ermittelte Schmalband-Empfangsstärkenwerte ermitteln, worin Schmalband in diesem Kontext bedeutet, dass die Bandbreite kleiner als die Bandbreite ist, in der die gesuchte Zelle betrieben wird. Auf Grundlage der Empfangsstärkewerte ermittelt das mobile Endgerät den Betriebsfrequenzbereich (mit anderen Worten die Spektralposition), bei der eine Zellsuche durchgeführt wird. Beispielsweise ermittelt das mobile Endgerät einen Frequenzbereich (oder eine Spektralposition), bei der es auf Grundlage der ermittelten Empfangsstärkewerte wahrscheinlich ist, dass sich dort eine Funkzelle befindet, und dieser Frequenzbereich wird als Kandidat für eine Zellsuche bestimmt (beispielsweise einschließlich des Versuchs, eine Übertragungskanal-Sendesysteminformation der Zelle zu lesen, was beispielsweise die Ermittlung einer Rahmendauer der Zelle einschließen kann, usw.). Die Ermittlung der Spektralposition (oder einer Vielzahl von Spektralpositionen), für die eine Zellsuche durchgeführt werden soll, kann als Vorauswahl einer Frequenz, z. B. eines Kanals, z. B. im Hinblick auf ein UARFCN, für eine Zellsuche angesehen werden.
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Beispielsweise werden schnelle Anfangssuchen und PLMN-3G-Zellsuchen in Frequenzbändern gewährleistet, in denen sich 2G- und 3G-Träger überlappen. Dies kann erzielt werden, indem ein Energieabfrageschritt (d. h. Ermittlung von Empfangsstärkewerten, z. B. RSSI-Messwerte) mit einer Ähnlichkeitsfaktor-Berechnungsstufe kombiniert wird, um die wahrscheinlichsten Kandidaten für Frequenzen, bei denen sich 3G-Zellen (spektral) befinden, vorab zu identifizieren.
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Beispielsweise ist die erste Bandbreite kleiner oder gleich 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% der zweiten Bandbreite oder kleiner oder gleich noch kleineren Bruchteilen der zweiten Bandbreite. Beispielsweise beträgt die erste Bandbreite 200 kHz und die zweite Bandbreite 5 MHz. In diesem Kontext bezieht sich die erste Bandbreite auf die Verwendung des Begriffs ”Schmalband” und die zweite Bandbreite auf die Verwendung des Begriffs ”Breitband”.
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Das Verfahren kann beispielsweise von einem mobilen Endgerät durchgeführt werden, das zur Suche nach einer Funkzelle einer bestimmten Art von Kommunikationsnetz konfiguriert ist, z. B. für eine Funkzelle eines Kommunikationsnetzes nach einem oder mehreren vorbestimmten Kommunikationsstandards. Das Verfahren ist jedoch nicht auf die Anwendung bei mobilen Kommunikationsnetzen beschränkt, sondern es kann auch auf andere Arten von Kommunikationsnetzen angewendet werden. Demnach kann das mobile Endgerät die zweite Bandbreite kennen (oder es kann einen Satz von zweiten Bandbreiten kennen, die für die zu suchende Funkzelle möglich sind). Die zweite Bandbreite (auch als Funkzellenbandbreite der zu suchenden Zelle bezeichnet) kann somit vorab festgelegt werden (oder vorbestimmt) werden, z. B. wird eine Funkzelle nach einem bestimmten Kommunikationsstandard (wie UMTS, LTE usw.) oder eine bestimmte Art von Kommunikationsnetz (z. B. 2G, 3G oder ein Kommunikationsnetz von einem oder mehreren bestimmten Betreibern, für das die Funkzellenbandbreite bekannt ist) gesucht.
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Die Spektralposition ist beispielsweise eine Frequenz (z. B. entsprechend UARFCN für UMTS), so dass eine Funkzelle mit einer bestimmten Frequenz als Spektralposition mit der zweiten Bandbreite, um die Frequenz zentriert, bedient wird.
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Der Empfangsstärkewert kann auf die Empfangsstärke innerhalb der ersten Bandbreite, zentriert um die Frequenz, hinweisen.
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Das Verfahren kann die Ermittlung, auf Basis der ermittelten Empfangsstärkewerte, einer Vielzahl von Spektralpositionen für eine Funkzelle einschließen, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll.
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Das Verfahren kann ferner die Ermittlung eines Prioritätswerts für jede Spektralposition für die Durchführung der Zellsuche einschließen. Diese Priorität wird beispielsweise auf Basis des Energieniveaus an der Spektralposition ermittelt, z. B. des Energieniveaus über der zweiten Bandbreite an der Spektralposition (d. h. über der zweiten Bandbreite, zentriert um die Frequenz, entsprechend der zentralen Position).
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Das Verfahren kann die Durchführung einer Zellsuche bei den ermittelten Spektralpositionen nach den Prioritätswerten einschließen.
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Die Zellsuche wird beispielsweise für die ermittelten Spektralpositionen in einer durch die Prioritätswerte vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt.
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Die Ermittlung der Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll, schließt beispielsweise die Korrelation der ermittelten Empfangsstärkewerte mit Empfangsstärkewerten, die für eine betriebene Funkzelle erwartet werden; und die Ermittlung der Spektralposition auf Basis des Korrelationsergebnisses ein.
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Die Ermittlung der Spektralposition auf Grundlage des Korrelationsergebnisses schließt beispielsweise die Ermittlung einer Spektralposition der Vielzahl von Spektralpositionen, für welche die Korrelation über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, als Spektralposition ein.
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Das Verfahren kann beispielsweise die Ermittlung jeder Spektralposition der Vielzahl von Spektralpositionen, für welche die Korrelation über einem vorbestimmten Schwellwert liegt, als eine Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll, und die Durchführung einer Zellsuche bei den ermittelten Spektralpositionen einschließen.
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Die Ermittlung der Spektralposition auf Basis des Korrelationsergebnisses schließt beispielsweise die Ermittlung der Spektralposition der Vielzahl von Spektralpositionen, für welche die Korrelation maximal ist, als Spektralposition ein.
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Die Ermittlung der Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll, schließt beispielsweise die Suche innerhalb der ermittelten Empfangsstärkewerte für ein spektrales Empfangsstärkewertmuster, das für eine betriebene Funkzelle erwartet wird, ein.
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Die Ermittlung der Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll, schließt beispielsweise die statistische Auswertung der ermittelten Empfangsstärkewerte ein.
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Beispielsweise umfasst die Ermittlung der Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll, die Eliminierung von Ausreißern der ermittelten Empfangsstärkewerte, z. B. durch Eliminierung von Empfangsstärkewerten, deren Unterschied von der mittleren Empfangsstärke über einem vorbestimmten Schwellwert liegt.
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Beispielsweise ist die zweite Bandbreite eine Funkzellenbandbreite nach einem Kommunikationsstandard, worin die Zellsuche eine Suche nach einer Funkzelle ist, die nach dem Kommunikationsstandard betrieben wird.
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Die Vielzahl von Frequenzen kann beispielsweise alle Frequenzen eines vorbestimmten Frequenzbereichs einschließen, bei denen nach dem Kommunikationsstandard eine Funkzelle betrieben werden kann.
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Die Vielzahl von Frequenzen kann alle Frequenzen eines vorbestimmten Frequenzbereichs einschließen, bei dem nach dem Kommunikationsstandard und nach den geltenden Frequenz-Lizensierungsvorschriften (z. B. die Frequenz-Lizensierungsvorschriften, die am Ort eines mobilen Endgeräts, das die Zellsuche durchführt, geltend gemacht werden können), eine Funkzelle betrieben werden kann.
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Die Vielzahl von Frequenzen ist beispielsweise ein Satz von Frequenzen, so dass, wenn die Frequenzen durch Erhöhung oder Verringerung der Größe auf eine Reihenfolge von Frequenzen geordnet werden, der Unterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Frequenzen in der Reihenfolge von Frequenzen kleiner als die zweite Bandbreite ist. Mit anderen Worten werden die Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen so gewählt, dass mehr als ein Empfangsstärkewert in die Bandbreite fällt (d. h. für eine Frequenz innerhalb der Bandbreite gewählt wird), mit der eine Funkzelle betrieben wird.
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Die erste Bandbreite ist beispielsweise gleich oder kleiner als der Mindestunterschied zwischen den Frequenzen der Vielzahl von Frequenzen. Mit anderen Worten ist der Abstand zwischen den Frequenzen höchstens die erste Bandbreite, so dass bei Ermittlung der Empfangsstärkewerte mit der ersten Bandbreite, zentriert um die Frequenzen, sich die Frequenzbereiche, für welche die Empfangsstärkewerte ermittelt werden, nicht überlappen. Es sei jedoch angemerkt, dass bei Überlappung der Frequenzbereiche trotzdem eine gute Auswahl möglich ist, obwohl die Granularität weniger fein ist. Mit anderen Worten können um die zentrale Frequenz mehr Frequenzen verwendet werden. Es sei ferner angemerkt, dass das Verfahren auch anwendbar ist, wenn der Abstand zwischen den Frequenzen größer als die erste Bandbreite ist.
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Das in 2 gezeigte Verfahren wird beispielsweise durch ein mobiles Endgerät, wie es in 3 gezeigt ist, durchgeführt.
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3 zeigt ein mobiles Endgerät 300.
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Das mobile Endgerät 300 weist einen ersten Determinator 301 auf, der zur Ermittlung für jede einer Vielzahl von Frequenzen eines Empfangsstärkewerts, der auf die Empfangsstärke innerhalb einer ersten Bandbreite um die Frequenz hinweist, konfiguriert ist, worin die erste Bandbreite kleiner als eine zweite Bandbreite ist, mit der eine zu suchende Funkzelle betrieben wird.
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Das mobile Endgerät 300 weist ferner einen zweiten Determinator 302 auf, der zur Ermittlung, auf Basis der ermittelten Empfangsstärkewerte, einer Spektralposition für eine Funkzelle, bei der eine Zellsuche durchgeführt werden soll, konfiguriert ist.
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Das mobile Endgerät 300 weist ferner einen Zellsucher 303 auf, der zur Durchführung einer Zellsuche bei der ermittelten Spektralposition konfiguriert ist.
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Die Bestandteile des mobilen Endgeräts (erster Determinator, zweiter Determinator und Zellsucher) können mittels einem oder mehreren Kreisläufen implementiert werden. Ein Kreislauf kann als jede beliebige Art von logischer Implementierungsvorrichtung verstanden werden, wobei es sich um Kreisläufe für bestimmte Zwecke oder um einen Prozessor, der in einem Speicher gespeicherte Software ausführt, um Firmware oder um eine beliebige Kombination davon handeln kann. So kann ein Kreislauf ein festverdrahteter Logikkreislauf oder ein programmierbarer Logikkreislauf sein, wie beispielsweise ein programmierbarer Prozessor, z. B. ein Mikroprozessor (z. B. ein CISC (Complex Construction Set Computer) Prozessor oder ein RISC (Reduced Instruction Set Computer) Prozessor). Ein Kreislauf kann auch ein Prozessor sein, der Software ausführt, z. B. jede beliebige Art von Computerprogramm, z. B. ein Computerprogramm, das einen virtuellen Maschinencode wie z. B. Java verwendet. Jede beliebige andere Art von Implementierung der jeweiligen Funktionen, die unten ausführlicher beschrieben werden, kann ebenfalls als Kreislauf verstanden werden.
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Es sei angemerkt, dass Aspekte, die im Kontext des in 2 gezeigten Verfahrens beschrieben wurden, analog auch für das mobile Endgerät 300 gelten, und umgekehrt.
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Ein Beispiel wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
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Nachstehend wird davon ausgegangen, dass sich das mobile Endgerät 102 in einer geografischen Position befindet, in der es Signale sowohl von Basisstationen eines 3G-Kommunikationsnetzes (z. B. eines UMTS-Netzes), z. B. entsprechend dem mobilen Kommunikationsnetz 104, als auch von Basisstationen des 2G-Kommunikationsnetzes (z. B. eines GSM-Netzes) empfangen kann.
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Dieses Szenario ist in 4 gezeigt.
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4 zeigt ein Signalstärkediagramm 401 und ein Abfrageergebnisdiagramm 402.
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Im Signalstärkediagramm 401 wird davon ausgegangen, dass die Frequenz von links nach rechts zunimmt und die Signalstärke, die für eine bestimmte Frequenz am Ort des mobilen Endgeräts empfangen werden kann, wird durch die Höhe der Diagramme angezeigt, die im Signalstärkediagramm 401 bei der jeweiligen Frequenz gezeigt werden.
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In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass Signale einer ersten 3G-Funkzelle (d. h. von einer Basisstation, die eine erste Funkzelle betreibt) und einer zweiten 3G-Funkzelle empfangen werden können. Demnach weist eine erste Grafik (gezeigt durch Schraffierung der Fläche unter der Grafik) eine erste Region 403 mit hohem Wert, entsprechend der ersten 3G-Funkzelle, und eine zweite Region 404 mit hohem Wert, entsprechend der zweiten 3G-Funkzelle auf. Die Breite der ersten Region 403 mit hohem Wert und die Breite der zweiten Region 404 mit hohem Wert entspricht beispielsweise nach UMTS 5 MHz.
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Ferner wird davon ausgegangen, dass Signale einer Vielzahl von 2G-Funkzellen (d. h. von Basisstationen, die 2G-Funkzellen bedienen) empfangen werden können. Demnach weist eine zweite Grafik (gezeigt ohne Schraffierung der Fläche unter der Grafik) eine Vielzahl von Regionen 405 mit hohem Wert auf, worin jede Region mit hohem Wert einer 2G-Funkzelle entspricht. Die Breite der Regionen 405 mit hohem Wert entspricht beispielsweise nach GSM 200 kHz.
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Die 5 MHz entsprechend UMTS und die 200 kHz können als die Bandbreite angesehen werden, bei der die UMTS-Funkzellen bzw. die GSM-Zellen bedient werden.
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In einem Szenario, wie es durch das Signalstärkediagramm 401 veranschaulicht wird, können 2G-Träger (d. h. empfangene Signale der 2G-Funkzellen) einen hohen Rauschpegel verursachen und die Anfangssuche nach der 3G-Zelle und die PLMN-Suche unter Verwendung einer Breitband-RSSI-Abfrage für die Vorauswahl von guten Kandidaten für die Spektralzellpositionen zur Planung vollständiger Anfangs- und/oder PLMN-Suchen behindern. Die Verwendung eines Breitbandfilters und die Klassifizierung der Energieabfrageergebnisse liefern nicht genügend Informationen und UARFCNs, die großen Breitband-RSSI zeigen, aber wahrscheinlich keine 3G-Zellen sind, können von der Einplanung von Zellsuchvorgängen nicht immer vorab ausgeschlossen werden. Dies wird durch das Abfrageergebnisdiagramm 402 veranschaulicht.
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Frequenzzunahmen von links nach rechts im Abfrageergebnisdiagramm 402 und dieselbe horizontale Position im Signalstärkediagramm 401 sowie im Abfrageergebnisdiagramm 402 entsprechen derselben Frequenz. Eine erste Grafik 406 zeigt die mit einem Breitbandfilter ermittelten RSSI-Messwerte (z. B. mit einer Bandbreite von 5 MHz). Das bedeutet, dass für eine bestimmte Frequenz der Punkt der ersten Grafik 406 durch seine vertikale Position (worin sich weiter oben im Abfrageergebnisdiagramm befindende Punkte größeren Werten entsprechen) die Signalstärke innerhalb der Bandbreite des Filters anzeigt (z. B. 5 MHz), d. h. innerhalb der Frequenzregion mit der Bandbreite des Filters und zentriert um die Frequenz.
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Wie aus der ersten Grafik 406 zu sehen ist, kann es schwierig sein, die erste 3G-Zelle und die zweite 3G-Zelle (spektral) zu lokalisieren, weil die ermittelten RSSI-Werte auch die Stärke der Signale der 2G-Zellen einschließen.
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Ein Beispiel nutzt beispielsweise die Tatsache, dass in echten Szenarien die Energieniveaus von 2G-Zellen viel stärker schwanken als die von Schmalband-RSSI-Werten (z. B. ermittelt für eine Bandbreite von 200 kHz) in einer 3G-Zelle. Insbesondere können Schmalband-RSSI-Werte für alle Bänder (z. B. für Bänder mit 200 kHz mit einer Stufe von 200 kHz zwischen den Mittenfrequenzen der Bänder) gesammelt werden. Dies wird durch eine zweite Grafik 407 veranschaulicht, die ähnlich wie die erste Grafik 406 ermittelte RSSI-Werte zeigt, aber nicht auf der Verwendung eines Breitbandfilters (5 MHz), sondern auf einem Schmalbandfilter (200 kHz) basiert.
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In diesem Beispiel wird ein (Schmalband) RRSI-Wert für jedes UARFCN (und somit in Schritten von 200 kHz) ermittelt.
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Aus den Schmalband-RSSI-Werten wird für jedes UARFCN ein Ähnlichkeitsfaktor (z. B. Korrelationskoeffizient) zu der erwarteten Messung einer idealen 3G-Zelle (bedient bei der Frequenz, die dem UARFCN entspricht) errechnet. Schließlich erhalten die UARFCNs mit einem Ähnlichkeitsfaktor, der niedriger als ein oder mehrere Schwellwerte ist, eine niedrigere Priorität für die Planung der folgenden Zellsuchvorgänge, d. h. eine Zellsuche bei einer dieser UARFCNs erhält niedrige Priorität. In einigen Szenarien kann somit die Anfangssuche und die PLMN-Zellsuche bis um mehr als das 10-fache beschleunigt werden (nur bezüglich Breitbandstrategien, z. B. auf Basis einer RSSI-Ermittlung wie durch die erste Grafik 406 veranschaulicht).
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Ein Beispiel für einen Zellsuchvorgang ist in 5 gezeigt.
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5 zeigt ein Fließdiagramm 500.
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In 501 sammelt ein mobiles Endgerät Schmalband-RSSI-Abfrageergebnisse (d. h. RSSI-Messwerte) auf allen unterstützten Bändern (z. B. in den Frequenzbereichen, in denen eine Zelle gesucht werden sollte oder kann).
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In 502 berechnet das mobile Endgerät für jedes UARFCN einen Ähnlichkeitsfaktor (z. B. einen Korrelationskoeffizienten) zu den erwarteten RSSI-Messungen einer idealen 3G-Zelle.
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Ein Korrelationskoeffizient kann beispielsweise wie folgt errechnet werden. Es sei X eine Reihe von Schmalband-RSSI-Messungen (x
i), x
i 1, ...n, um ein UARFCN, d. h. um eine Frequenz des UARFCN (z. B. symmetrisch um das UARFCN mit einem bestimmten Frequenzschritt, z. B. alle 200 kHz) und es sei Y eine Reihe der entsprechenden erwarteten Messungen (y
i), i = 1, ..., n, einer idealen 3G-Zelle. Der Korrelationskoeffizient (oder Kreuzkorrelationskoeffizient) r kann beispieisweise wie folgt errechnet werden:
worin
x der Durchschnittswert von x
i und
y der Durchschnittswert von y
i ist.
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In 503 klassifiziert das mobile Endgerät die UARFCNs in Prioritätslisten auf Basis ihres Ähnlichkeitsfaktors. Beispielsweise klassifiziert das mobile Endgerät die UARFCNs mit niedrigen Ähnlichkeitsfaktoren (z. B. unter einem oder mehreren vorbestimmten Schwellwerten) in Listen mit niedrigen Prioritäten – z. B. unabhängig von ihrer geschätzten/gemessenen Breitbandenergieniveaus. Mit anderen Worten sind solche UARFCNs für die Zellsuche maskiert.
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Beispielsweise wird der Korrelationskoeffizient r wie oben nach Durchführung der Schmalband-RSSI-Messungen und Sammlung aller Ergebnisse für alle UARFCNs berechnet. Wenn r niedriger als ein oder mehrere vorbestimmte Schwellwerte ist, werden jene UARFCNs maskiert und/oder in Zellsuchlisten mit niedriger Priorität eingestuft und können entweder von der Zellsuche ausgeschlossen werden oder als Suchen mit niedriger Priorität eingestuft werden. Da lange Zellsuchen mit niedriger Priorität überflüssig werden, können erfolglose lange Anfangssuchen und PLMN-Zellsuchen folglich vermieden werden.
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In 504 klassifiziert das mobile Endgerät die UARFCN-Prioritätslisten auf Basis ihres Breitbandenergieniveaus. Beispielsweise klassifiziert (z. B. ordnet) das mobile Endgerät die UARFCNs in den Prioritätslisten auf Basis ihrer Breitbandenergieniveaus. Mit anderen Worten werden Teilgruppen der UARFCNs (d. h. von allen UARFCNs, die Frequenzen innerhalb der unterstützten Bänder entsprechen) auf Basis der Ermittlung des Ähnlichkeitsfaktors ermittelt und in diesem Beispiel werden die UARFCNs der Teilgruppen nach ihren Breitbandenergieniveaus (z. B. die Breitbandfilterergebnisse wie sie von der ersten Grafik 406 gezeigt werden) für eine Zellsuche eingeordnet. Diese Breitbandenergieniveaus (z. B. Breitband-RSSI-Abfrageergebnisse) können in einer separaten Messung oder aus den Schmalband-RSSI-Abfrageergebnissen ermittelt werden. Es sei angemerkt, dass die UARFCNs der Teilgruppe auch auf Basis des Ähnlichkeitsfaktors oder einer Kombination des Ähnlichkeitsfaktors und des Breitbandenergieniveaus eingeordnet werden können. Das mobile Endgerät kann dann eine Zellsuche durchführen, beginnend mit den UARFCNs in der Zellsuchliste mit der höchsten Priorität und fortfahrend nach der Reihenfolge der UARFCNs in der Zellsuchliste, und wenn z. B. die Suche fortgesetzt werden sollte, z. B. weil keine Zelle gefunden wurde, fortfahrend mit der Zellsuchliste mit der nächst niedrigeren Priorität usw.
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Es sei angemerkt, dass die Kenntnis von oder über Funkzellen, auf denen das mobile Endgerät 102 zuvor verweilt hat, für die Zellsuche oder zur Ermittlung der in Frage kommenden Frequenzen, bei denen eine Zellsuche durchgeführt wird, berücksichtigt werden kann.
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Ferner können die Schmalbandabfrageergebnisse mit Geschwindigkeitsinformationen kombiniert werden (wenn diese z. B. von einem GPS-Sensor des mobilen Endgeräts 102 vorhanden sind), um Schwellwerte zu modifizieren, die weitere detaillierte Zellsuchen auslösen.
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Ein 200 kHz breiter Filter passt gut zu 2G-Systemen. Unterschiedliche Filterbandbreiten sind ebenfalls möglich, um die Genauigkeit (kleinere Bandbreite) zu erhöhen oder die Anfangssuche (größere Bandbreite) zu beschleunigen, was zu hierarchischen Abfragen führt.
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Vor Durchführung der Schmalbandabfrage kann zunächst eine Abfrage mit einer breiteren Breitbandbreite durchgeführt werden, um Trägerfrequenzkandidaten zu identifizieren, die entweder ausgeschlossen werden können (RSSI ist zu niedrig) oder die mit einem Schmalbandfilter abgefragt werden können (RSSI ist ausreichend hoch). Eine solche hierarchische Abfrage ist auch mit mehr als zwei Filterbandbreiten möglich.
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Es sei angemerkt, dass die Schmalbandabfrage in regelmäßigen Abständen im Leerlaufmodus durchgeführt werden kann, um Netze mit höherer Priorität oder RATs (Radio Access Technologies) mit höherer Priorität oder bessere Frequenzbänder zu wählen.
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Die oben genannten Aspekte, die im Kontext eines 3G-Systems beschrieben wurden, können auch auf andere Kommunikationssysteme wie LTE oder andere Funksysteme (beispielsweise eines der oben im Kontext von 1 erwähnten) angewendet werden. In einem LTE Kommunikationsnetz kann die Schmalbandabfrage zusätzlich zum Nachweis der Bandbreite des LTE Signals, d. h. der Funkzelle, verwendet werden, weil diese je nach LTE schwanken kann (zwischen 1,4 und 20 MHz).
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Neben der Zellsuche kann eine Schmalbandabfrage zum Nachweis von Interferenzen von anderen RATs auf der von der Funkzelle, auf der das mobile Endgerät 102 derzeit verweilt, verwendeten RAT verwendet werden, z. B. Interferenz von 2G-Zellen auf 3G-Zellen, die dasselbe Frequenzband wie die Funkzelle verwenden, auf der das mobile Endgerät 102 derzeit verweilt. Statt anderer RATs kann auch dieselbe RAT sich selbst stören, z. B. in einem LTE-Einsatz von Makro- und Mikrozellen, wobei die Mikrozellen zu einer geschlossenen Teilnehmergruppe gehören können, welche die Makrozelle stört, die für alle Teilnehmer eines bestimmten Betreibers offen sind und wobei die Mikrozelle eine kleinere Bandbreite als die Makrozelle aufweist. Erweiterungen auf verschiedene Mischungen von Femtozellen/Pikozellen/Mikrozellen/Makrozellen usw. mit unterschiedlichen Bandbreiten sind ebenfalls möglich.
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Eine Schmalbandabfrage könnte auch zum Nachweis von Interferenzen von benachbarten Systemen in der Frequenzdomäne verwendet werden, z. B. WLAN in einem ISM-Band, das LTE in Band 40 stört. In diesem Fall kann das Schmalbandabfrageergebnis zur Führung von im Gerät koexistierenden Mechanismen verwendet werden.
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Obwohl bestimmte Aspekte beschrieben wurden, versteht es sich für den Fachmann, dass diverse Änderungen in Form und Detail angebracht werden können, ohne vom Geist und Umfang der Aspekte dieser Offenbarung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert sind, abzuweichen. Der Umfang wird daher durch die anhängenden Ansprüche angezeigt und alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche sind daher eingeschlossen.
