DE102018218864A1

DE102018218864A1 - Teilnehmerstation für ein mobiles Kommunikationssystem und Betriebsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102018218864A1
Application number: DE102018218864.5A
Authority: DE
Inventors: Monique Duengen; Johannes Von Hoyningen-Huene; Andreas Mueller; Steven Dietrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-07
Also published as: US11770202B2; US20200145120A1; CN111148210A

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Teilnehmerstation für ein wenigstens eine Masterstation aufweisendes mobiles Kommunikationssystem mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, aufweisend die folgenden Schritte: Ermitteln eines ersten Timing-Advance Werts für eine Datenübertragung von der Teilnehmerstation zu der Masterstation in Abhängigkeit von eine Position der Teilnehmerstation charakterisierenden ersten Positionsinformationen, Senden von ersten Daten an die Masterstation unter Verwendung des ersten Timing-Advance Werts.

Description

Stand der Technik
Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Teilnehmerstation für ein wenigstens eine Masterstation aufweisendes mobiles Kommunikationssystem mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA (englisch: code division multiple access).
Die Offenbarung betrifft ferner eine derartige Teilnehmerstation.
Mobile Kommunikationssysteme wie z.B. zelluläre Mobilfunksysteme, die nach dem CDMA-Prinzip arbeiten, sind bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Teilnehmerstation für ein wenigstens eine Masterstation aufweisendes mobiles Kommunikationssystem mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, aufweisend die folgenden Schritte: Ermitteln eines ersten Timing-Advance Werts für eine Datenübertragung von der Teilnehmerstation zu der Masterstation in Abhängigkeit von eine Position der Teilnehmerstation charakterisierenden ersten Positionsinformationen, Senden von ersten Daten an die Masterstation unter Verwendung des ersten Timing-Advance Werts. Hierbei wird vorteilhaft in Form der ersten Positionsinformationen vorliegendes a-priori Wissen ausgenutzt, um den ersten Timing-Advance Wert zu erhalten, der eine Synchronisierung mit der Masterstation ermöglicht. Der erste Timing-Advance Wert charakterisiert dabei insbesondere einen Zeitversatz, um den die Teilnehmerstation - bezogen auf eine durch die Masterstation vorgegebene Zeitbasis - früher die ersten Daten aussenden kann, damit die ersten Daten unter Berücksichtung der entsprechenden Signallaufzeiten (z.B. bedingt durch die Lichtgeschwindigkeit in dem die Teilnehmerstation umgebenden Medium) mit der Zeitbasis der Masterstation synchronisiert bei der Masterstation ankommen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die ersten Positionsinformationen bereits in der Teilnehmerstation vorliegen, beispielsweise auf Applikationsebene, z.B. in Form einer Position (z.B. aufweisend GPS-(und/oder Glonass und/oder Galileo und/oder sonstige) Koordinaten bzw. Positionsinformationen, die z.B. auch mittels eines Innenraum („indoor“)-Lokalisationssystems erhaltbar sind) und/oder Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der Teilnehmerstation, insbesondere ermittelt durch entsprechende Sensorik (z.B. GPS-Modul oder ein anderes vergleichbares System, s.o. (auch Innenraumkoordinaten möglich)).
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Ermitteln des ersten Timing-Advance Werts in Abhängigkeit von den ersten Positionsinformationen und von zweiten Positionsinformationen, die eine Position der Masterstation charakterisieren, ausgeführt wird. Hiermit kann z.B. eine aktuelle Entfernung zwischen der Teilnehmerstation und der Masterstation ermittelt und daraus der erste Timing-Advance Wert abgeleitet werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die zweiten Positionsinformationen beispielsweise durch Konfiguration bzw. Parametrierung der Teilnehmerstation vorgegeben sein.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die zweiten Positionsinformationen alternativ oder ergänzend durch die Teilnehmerstation in Abhängigkeit der ersten Positionsinformationen gewählt bzw. ermittelt werden. Beispielsweise kann die Teilnehmerstation über eine Aufstellung, insbesondere Karte, von ein oder mehreren Masterstationen mit deren Position verfügen, und basierend auf den ersten Positionsinformationen kann die Teilnehmerstation aus dieser Aufstellung bzw. Karte eine räumlich nahe liegende bzw. die nächstgelegene Masterstation bzw. deren Position ermitteln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Ermitteln des ersten Timing-Advance Werts zusätzlich in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen ausgeführt wird, die einen Einfluss der Umgebung der Teilnehmerstation und/oder der Masterstation auf die Datenübertragung von der Teilnehmerstation zu der Masterstation charakterisieren. Dadurch kann eine noch präzisere Synchronisation der Datenübertragung an die Masterstation vorgenommen werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: Ermitteln, ob eine Sichtverbindung (englisch: LOS (line of sight)-condition) für die Datenübertragung von der Teilnehmerstation zu der Masterstation besteht. In diesem Fall kann bevorzugt der z.B. entfernungsabhängig (in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Positionsinformationen) ermittelte erste Timing-Advance Wert verwendet werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist demnach vorgesehen, dass der erste Timing-Advance Wert in Abhängigkeit einer Entfernung zwischen der Teilnehmerstation und der Masterstation ermittelt wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein größerer Wert als der entfernungsabhängig ermittelte erste Timing-Advance Wert für das Senden der ersten Daten verwendet wird, sofern keine Sichtverbindung besteht, da in diesen Fällen die Signallaufzeit i.d.R. größer ist als bei einer direkten Sichtverbindung.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Steuerinformationen von der Masterstation bezüglich eines für zukünftige Datenübertragungen an die Masterstation zu verwendenden zweiten Timing-Advance Werts. Die Masterstation kann dementsprechend die Steuerinformationen vorgeben, um z.B. eine Regelschleife zur Anpassung der fortan von der Teilnehmerstation zu verwendenden Timing-Advance Werte vorzugeben bzw. diese zu beeinflussen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Ermitteln des zweiten Timing-Advance Werts in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Elemente erfolgt: erster Timing-Advance Wert, erste Positionsinformationen, zweite Positionsinformationen, Umfeldinformationen, Steuerinformationen. Dadurch kann ein aktuell verwendbarer Timing-Advance Wert für Datenübertragungen an die Masterstation (uplink-Datenübertragungen) besonders präzise ermittelt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Teilnehmerstation für ein wenigstens eine Masterstation aufweisendes mobiles Kommunikationssystem mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, wobei die Teilnehmerstation zur Ausführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: Ermitteln eines ersten Timing-Advance Werts für eine Datenübertragung von der Teilnehmerstation zu der Masterstation in Abhängigkeit von eine Position der Teilnehmerstation charakterisierenden ersten Positionsinformationen, Senden von ersten Daten an die Masterstation unter Verwendung des ersten Timing-Advance Werts.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Teilnehmerstation zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen ausgebildet ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein mobiles Kommunikationssystem mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, aufweisend wenigstens eine Masterstation und wenigstens eine Teilnehmerstation gemäß den Ausführungsformen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Teilnehmerstation gemäß den Ausführungsformen und/oder des mobilen Kommunikationssystems gemäß den Ausführungsformen zur Synchronisation von Datenübertragungen von der Teilnehmerstation an die Masterstation.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:

1 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm eines mobilen Kommunikationssystems gemäß bevorzugten Ausführungsformen,
2 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß bevorzugten Ausführungsformen,
3 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
4 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Teilnehmerstation gemäß bevorzugten Ausführungsformen, und
5 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen.

1 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm eines mobilen Kommunikationssystems 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Bei dem Kommunikationssystem 100 kann es sich z.B. um ein zelluläres Mobilfunksystem handeln, bei dem mehrere Teilnehmerstationen 110a, 110b Daten mit einer Masterstation 120 („Basisstation“) austauschen. Das Kommunikationssystem verwendet ein Codemultiplex-Vielfachzugriffsverfahren (CDMA), wobei unterschiedliche Teilnehmerstationen 110a, 110b jeweils unterschiedliche, z.B. zueinander orthogonale, Codes verwenden, um zu der Masterstation 120 zu übertragende Daten voneinander zu dekorrelieren.
Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Teilnehmerstation 110a für das CDMA-Kommunikationssystem 100, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist, vgl. auch das Flussdiagramm aus 2: Ermitteln 200 eines ersten Timing-Advance (TA) Werts TA1 für eine Datenübertragung von der Teilnehmerstation 110a (1) zu der Masterstation 120 in Abhängigkeit von eine Position der Teilnehmerstation 110a charakterisierenden ersten Positionsinformationen P1, Senden 202 (2) von ersten Daten D1 (1) an die Masterstation 120 unter Verwendung des ersten Timing-Advance Werts TA1. Hierbei wird vorteilhaft in Form der ersten Positionsinformationen P1 vorliegendes a-priori Wissen ausgenutzt, um den ersten Timing-Advance Wert TA1 zu erhalten, der eine (initiale) Synchronisierung mit der Masterstation 120 ermöglicht. Der erste Timing-Advance Wert TA1 charakterisiert dabei insbesondere einen Zeitversatz, um den die Teilnehmerstation 110a - bezogen auf eine durch die Masterstation 120 vorgegebene Zeitbasis (beispielsweise signalisiert mittels eines „downlink control channels“, also eines Signalisierkanals für die Übermittlung von Steuerinformationen durch die Masterstation 120 an die Teilnehmerstationen 110a, 110b) - früher die ersten Daten D1 aussenden kann, damit die ersten Daten D1 unter Berücksichtung der entsprechenden Signallaufzeiten (z.B. bedingt durch die Lichtgeschwindigkeit in dem die Teilnehmerstation 110a umgebenden Medium) mit der Zeitbasis der Masterstation 120 synchronisiert bei der Masterstation 120 ankommen.
Nach dem Schritt des Sendens 202 (2) kann ggf. eine weitere Präzisierung bzw. Aktualisierung des TA-Werts erfolgen, vgl. den optionalen Schritt 204. Dies ist später näher beschrieben.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die ersten Positionsinformationen P1 bereits in der Teilnehmerstation 110a vorliegen, vgl. 1, beispielsweise auf Applikationsebene, z.B. in Form einer Position (z.B. aufweisend GPS-Koordinaten) und/oder Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der Teilnehmerstation 110a, insbesondere ermittelt durch entsprechende Sensorik (z.B. GPS-Modul, nicht in 1 gezeigt).
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Ermitteln 200 (2) des ersten Timing-Advance Werts TA1 in Abhängigkeit von den ersten Positionsinformationen P1 (1) und von zweiten Positionsinformationen P2, die eine Position der Masterstation 120 charakterisieren, ausgeführt wird. Hiermit kann z.B. eine aktuelle Entfernung d1 zwischen der Teilnehmerstation 110a und der Masterstation 120 ermittelt und daraus der erste Timing-Advance Wert TA1 besonders genau abgeleitet werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die zweiten Positionsinformationen P2 beispielsweise durch Konfiguration bzw. Parametrierung der Teilnehmerstation 110a vorgegeben sein.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die zweiten Positionsinformationen P2 alternativ oder ergänzend durch die Teilnehmerstation 110a in Abhängigkeit der ersten Positionsinformationen P1 gewählt bzw. ermittelt werden. Beispielsweise kann die Teilnehmerstation 110a über eine Aufstellung, insbesondere Karte, von ein oder mehreren Masterstationen 120 mit deren Position verfügen, und basierend auf den ersten Positionsinformationen P1 kann die Teilnehmerstation 110a aus dieser Aufstellung bzw. Karte eine räumlich nahe liegende bzw. die nächstgelegene Masterstation 120 bzw. deren Position ermitteln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Ermitteln 200 (2) des ersten Timing-Advance Werts TA1 zusätzlich in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen bzw. Umfeldinformationen Ul ausgeführt wird, die einen Einfluss der Umgebung U der Teilnehmerstation 110a, 110b und/oder der Masterstation 120 auf die Datenübertragung von der Teilnehmerstation 110a zu der Masterstation 120 charakterisieren. Dadurch kann eine noch präzisere Synchronisation der Datenübertragung an die Masterstation 120 vorgenommen werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die Umgebungsinformationen Ul z.B. Information über Objekte 130 in der Umgebung U umfassen, die z.B. einen Einfluss auf die Datenübertragung von der Teilnehmerstation 110a zu der Masterstation 120 haben können, beispielsweise durch Abschattung bzw. Verdeckung einer direkten Sichtverbindung zwischen der Teilnehmerstation 110a und der Masterstation 120. Dies ist in 2 beispielshaft für die weitere Teilnehmerstation 110b gezeigt. In der Sichtlinie zwischen der Teilnehmerstation 110b und der Masterstation 120 befindet sich ein die Datenübertragung von der Teilnehmerstation 110b zu der Masterstation 120 potentiell beeinflussendes Objekt 130. Dieser Sachverhalt kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen durch die Umgebungsinformationen Ul charakterisiert werden, so dass das Vorhandensein des Objekts 130 für die Ermittlung des ersten Timing-Advance Werts durch Einbeziehung der Umgebungsinformationen Ul in die Ermittlung aus Schritt 200 (2) berücksichtigt werden kann.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. das Flussdiagramm aus 3, ist vorgesehen, dass das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: Ermitteln 210, ob eine Sichtverbindung (englisch: LOS (line of sight)-condition) für die Datenübertragung von der Teilnehmerstation 110a zu der Masterstation 120 besteht. In diesem Fall kann bevorzugt der z.B. entfernungsabhängig (in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Positionsinformationen P1, P2) ermittelte erste Timing-Advance Wert TA1 (2) verwendet werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist demnach vorgesehen, dass der erste Timing-Advance Wert TA1 in Abhängigkeit der Entfernung d1 zwischen der Teilnehmerstation 110a und der Masterstation 120 ermittelt wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein größerer Wert als der entfernungsabhängig ermittelte erste Timing-Advance Wert TA1 für das Senden der ersten Daten D1 (1) verwendet wird, sofern keine Sichtverbindung besteht, da in diesen Fällen die Signallaufzeit i.d.R. größer ist als bei einer direkten Sichtverbindung. Dies ist durch Schritt 212 aus 3 angedeutet und kommt beispielsweise für die Teilnehmerstation 110b (1) in Betracht, deren direkte Sichtverbindung zur Masterstation 120 durch das Objekt 130, bei dem es sich z.B. um ein Gebäude oder eine Geländeformation handeln kann, beeinträchtigt ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Steuerinformationen SI (2) von der Masterstation 120 bezüglich eines für zukünftige Datenübertragungen an die Masterstation 120 zu verwendenden zweiten Timing-Advance Werts TA2. Die Masterstation 120 kann dementsprechend die Steuerinformationen SI vorgeben, um eine Regelschleife zur Anpassung der fortan von der Teilnehmerstation zu verwendenden Timing-Advance Werten vorzugeben bzw. diese zu beeinflussen. Dies kann beispielsweise in dem optionalen Schritt 204 des Flussdiagramms aus 2 erfolgen, also z.B. im Anschluss an die vorstehend bereits beschriebenen Schritte 200, 202. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Schritt 204 auch, vorzugsweise periodisch, wiederholt werden, um den zweiten Timing-Advance Wert TA2 an aktuelle Gegebenheiten wie z.B. eine sich ändernde Position der Teilnehmerstation 110a, 110b und/oder sich ändernde Umgebungsbedingungen (mobiles Objekt 130) und/oder Ausbreitungsbedingungen für die Datenübertragung anzupassen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Ermitteln 204 des zweiten Timing-Advance Werts TA2 in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Elemente erfolgt: erster Timing-Advance Wert TA1, erste Positionsinformationen P1, zweite Positionsinformationen P2, Umfeldinformationen Ul, Steuerinformationen Sl. Dadurch kann ein aktuell verwendbarer Timing-Advance Wert für Datenübertragungen an die Masterstation 120 (uplink-Datenübertragungen) besonders präzise ermittelt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Teilnehmerstation 110a, 110b (1) für ein wenigstens eine Masterstation 120 aufweisendes mobiles Kommunikationssystem 100 mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, wobei die Teilnehmerstation 110a, 110b zur Ausführung des vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 2, 3 beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein mobiles Kommunikationssystem 100 mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, aufweisend wenigstens eine Masterstation 120 und wenigstens eine Teilnehmerstation 110a, 110b gemäß den Ausführungsformen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Teilnehmerstation 110a, 110b gemäß den Ausführungsformen und/oder des mobilen Kommunikationssystems 100 gemäß den Ausführungsformen zur Synchronisation von Datenübertragungen von der Teilnehmerstation 110a, 110b an die Masterstation 120. Dadurch können vorteilhaft sog. Multi-Access-Interferenzen vermindert bzw. vermieden werden, die ansonsten aufgrund mangelnder Synchronisation von mehreren Teilnehmerstationen 110a, 110b untereinander auftreten. Zwar ist unter Anwendung des CDMA-Prinzips bei manchen Systemen insbesondere für die uplink-Datenübertragungen eine derartige Synchronisation nicht zwingend erforderlich, sie ermöglicht vorteilhaft jedoch eine verbesserte Übertragung durch eine höhere Übertragungskapazität und eine einfachere Demodulation beim Empfänger (z.B. Masterstation 120).
4 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Teilnehmerstation 110a' gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen. Beispielsweise können die Teilnehmerstationen 110a, 110b aus 1 die in 4 abgebildete Konfiguration 110a' aufweisen. Die Teilnehmerstation 110a' weist eine Recheneinheit 10 (z.B. Mikroprozessor und/oder Mikrocontroller und/oder programmierbarer Logikbaustein, insbesondere FPGA, und/oder anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis, ASIC, und/oder digitaler Signalprozessor, DSP, und/oder eine Kombination hieraus) und eine Speichereinheit 12 auf. Die Speichereinheit 12 weist einen flüchtigen Speicher 12a, insbesondere Arbeitsspeicher (RAM), und einen nichtflüchtigen Speicher 12b, z.B. ein Flash-EEPROM, auf. In dem nichtflüchtigen Speicher 12b ist wenigstens ein Computerprogramm PRG für die Recheneinheit 10 gespeichert, das die Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder einen sonstigen Betrieb der Teilnehmerstation 110a' steuert. Optional ist eine Sende-Empfängereinrichtung (Transceiver) 14 vorgesehen zum Senden von Daten D1 (1) an die Masterstation 120 (uplink-Richtung) und Empfangen von durch die Masterstation 120 gesendeten Daten (downlink-Richtung). Weiter optional ist ein GPS (global positioning system)-Modul 16 zur Ermittlung der ersten Positionsinformationen P1 (1) vorgesehen.
5 zeigt schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. In Schritt 220 wird durch die Teilnehmerstation 110a (1) ein initialer Timing-Advance Wert TA1 aus den ersten und zweiten Positionsinformationen P1, P2 ermittelt, der beispielsweise für eine erste uplink-Datenübertragung D1 von der Teilnehmerstation 110a an die Masterstation 120 nutzbar ist. Insbesondere kann diese erste uplink-Datenübertragung von der Teilnehmerstation 110a an die Masterstation 120 ein RACH (random access channel)-Verfahren umfassen.
In Schritt 222, der z.B. einer laufenden Datenübertragung (also z.B. nach einer erfolgreichen ersten uplink-Datenübertragung) entspricht, wird, vorzugsweise unter Nutzung höherer Verarbeitungsschichten, eine relative Position und/oder Geschwindigkeit zwischen der Teilnehmerstation 110a und der Masterstation 120 ermittelt, und/oder eine Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten 130 in der Umgebung (entpsrechend den Umgebungsinformationen UI).
In Schritt 224 können mit den in den vorangehenden Schritten 222, 224 ermittelten Informationen weitere Timing-Advance Werte für zukünftige uplink-Datenübertragungen an die Masterstation 120 ermittelt werden. Insbesondere können dabei die aus den vorangehenden Schritten 222, 224 ermittelten Informationen zuzammengeführt werden.
Weiter können gemäß Schritt 226 unter Verwendung von Testsignalen ebenfalls Informationen über mögliche Timing-Advance Werte ermittelt werden. Dies kann beispielsweise in einer Signalverarbeitungsschicht der Komponenten 110a, 110b, 120 des Systems 120 erfolgen. Die in Schritt 226 ermittelten Informationen können ebenso vorteilhaft in Schritt 224 mit einbezogen werden. Ferner kann in Schritt 224 eine Optimierung und/oder Plausibilisierung von Timing-Advance Werten erfolgen, insbesondere auf der Basis der in den Schritten 220, 222, 226 erhaltenen Informationen.
Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann vorteilhaft zur, insbesondere initialen, Schätzung von Timing-Advance (auch bezeichnet als Time Advance) Werten für uplink-Übertragungen bei CDMA-Systemen 100 verwendet werden. Die Timing-Advance Werte sind vorteilhaft dazu verwendbar, Entfernungsunterschiede verschiedener Teilnehmerstationen 110a, 110b zu der Masterstation 120 auszugleichen, um einen möglichst gleichzeitigen Empfang aller uplink-Signale der Teilnehmerstationen 110a, 110b bei der Masterstation 120 zu ermöglichen.
Insbesondere für eine hochratige Datenübertragung mehrerer bzw. aller Teilnehmerstationen 110a, 110b in dem Uplink des CDMA-Systems 100 ist eine Synchronisation der einzelnen Teilnehmerstationen 110a, 110b untereinander bzw. bezüglich der Masterstation 120 vorteilhaft, um dafür zu sorgen, dass die uplink-Signale dieser Teilnehmerstationen i.w. gleichzeitig an der Masterstation 120 ankommen, wodurch vorteilhaft Multi-Access-Interferenzen vermindert bzw. vermieden werden. Besonders vorteilhaft können dem Prinzip gemäß den Ausführungsformen folgend die Timing-Advance Werte für die Synchronisation inital bestimmt (erster Timing-Advance Wert TA1) sowie kontinuierlich an z.B. eine veränderte Entfernung d1 (1) zwischen Masterstation 120 und Teilnehmerstation 110a angepasst werden (zweiter Timing-Advance Wert TA2), wenn sich die Teilnehmerstationen 110a, 110b und/oder die Masterstation 120 bewegen oder sich während der Übertragung die Umgebung U, 130 ändert. Die Anpassung der Timing-Advance Werte kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auf Signalverarbeitungsebene erfolgen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist, insbesondere auf Applikationsebene der Teilnehmerstationen 110a, 110b, z.B. durch eigene Sensorik 16 (4), eine Kenntnis über die Position, die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung der Teilnehmerstationen 110a, 110b vorhanden. Es besteht außerdem die Möglichkeit, dass darüber hinaus Umgebungsinformation UI zur Verfügung steht, welche einen Rückschluss auf die Beeinflussung der Kommunikation durch die Umgebung U (z. B. Gegenstände 130) ermöglicht.
Basierend auf der Position P1, P2 und der Umgebungsinformation UI (oder auch nur basierend auf Position P1/P2) wird bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine Initalschätzung der Timing-Advance Werte mancher, bevorzugt aller, Teilnehmerstationen 110a, 110b gemacht, welche ggf. später durch eine Feinjustierung auf Signalverarbeitungsebene optimiert wird. Die Anpassung kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch prädiktiv erfolgen, beispielsweise unter Berücksichtigung einer bekannten Relativgeschwindigkeit zwischen den Elementen 110a, 120.
Weitere besondere Vorteile des Prinzips gemäß den Ausführungsformen sind, dass für die Initialisierung keine aufwendige Berechnung der Positionsinformation nötig ist, da sich die Timing-Advance Werte der Teilnehmerstationen 110a, 110b bevorzugten Ausführungsformen zufolge direkt aus der Entfernung zu der Masterstation 120 ergeben, was Komplexität einspart.
Darüber hinaus kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen Overhead eingespart werden, wenn Testsignale durch die Einbeziehung der Positions-, Geschwindigkeits- und Umgebungsinformation P1, P2, Ul seltener gesendet werden müssen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen erfolgt der Ablauf eines Verfahrens zur Ermittelung der Timing-Advance Werte in zwei Phasen: kommen neue Teilnehmerstationen in das CDMA System 100 (1) hinzu, so ist eine Initialisierungsphase ausführbar, vgl. den ersten Timing-Advance Wert TA1. In einem laufenden Betrieb, also nach der ersten Phase bzw. Initialisierungsphase, können die Timing-Advance Werte vorteilhaft auch auf anderem Wege ermittelt werden, als in der Initialisierungsphase.
Nachstehend ist eine Initialisierungsphase der Kommunikation mit dem CDMA-Kommunikationssystem 100 gemäß weiteren Ausführungsformen beschrieben. Wird z.B. das CDMA-Kommunikationssystem 100 initialisiert oder kommt eine neue Teilnehmerstation 110a hinzu, so können alle Beteiligten bzw. der neue Teilnehmer 110a im Uplink erstmals initiale Timing-Advance Werte TA1 festlegen, insbesondere damit keine Multiple-Access-Interferenzen auftreten. Da bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen Positions- und Umfeldinformationen P1, P2, Ul bekannt sind, kann aus diesen Informationen die Laufzeit des Signals (ausgehend von einer Teilnehmerstation 110a) zu der Masterstation 120 berechnet werden. Bei einer Line-of-Sight (LOS) Verbindung kann die Laufzeit z.B. mithilfe der Lichtgeschwindigkeit und der Entfernung d1 berechnet werden. Bei Non-Line-of-Sight (NLOS) kann weiteren bevorzugten Ausführungsformen zufolge davon ausgegangen werden, dass sich der Timing-Advance Wert im Vergleich zur direkten Verbindung vergrößert. Dieser kann dann (NLOS-Fall) z.B. über die Umgebungsinformationen Ul abgeschätzt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ein Update, also eine Aktualisierung, während einer laufenden Übertragung vorgesehen. Während einer laufenden Übertragung können die Änderungen der Timing-Advance Werte z. B. an eine veränderte Position P1, P2 oder ein geändertes Umfeld U angepasst werden. Dies kann z.B. mit einer Closed-Ioop Regelung passieren, die mit Testsignalen (z.B. Steuerinformationen SI) arbeitet, in der als Einflusswerte aber auch z.B. die Kenntnis der Signallaufzeit eingeht, die sich aus den Positions-, Bewegungs- und Umgebungsinformationen P1, P2, Ul bestimmen lässt.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Teilnehmerstation (110a, 110b) für ein wenigstens eine Masterstation (120) aufweisendes mobiles Kommunikationssystem (100) mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, aufweisend die folgenden Schritte: Ermitteln (200) eines ersten Timing-Advance Werts (TA1) für eine Datenübertragung von der Teilnehmerstation (110a, 110b) zu der Masterstation (120) in Abhängigkeit von die Position der Teilnehmerstation (110a, 110b) charakterisierenden ersten Positionsinformationen (P1), Senden (202) von ersten Daten (D1) an die Masterstation (120) unter Verwendung des ersten Timing-Advance Werts (TA1).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln (200) des ersten Timing-Advance Werts (TA1) in Abhängigkeit von den ersten Positionsinformationen (P1) und von zweiten Positionsinformationen (P2), die eine Position der Masterstation (120) charakterisieren, ausgeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln (200) des ersten Timing-Advance Werts (TA1) zusätzlich in Abhängigkeit von Umgebungsinformationen (UI) ausgeführt wird, die einen Einfluss der Umgebung der Teilnehmerstation (110a, 110b) und/oder der Masterstation (120) auf die Datenübertragung von der Teilnehmerstation (110a, 110b) zu der Masterstation (120) charakterisieren.
Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend: Ermitteln (210), ob eine Sichtverbindung für die Datenübertragung von der Teilnehmerstation (110a, 110b) zu der Masterstation (120) besteht.
Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Timing-Advance Wert (TA1) in Abhängigkeit einer Entfernung zwischen der Teilnehmerstation (110a, 110b) und der Masterstation (120) ermittelt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, weiter aufweisend: Empfangen von Steuerinformationen von der Masterstation (120) bezüglich eines für zukünftige Datenübertragungen an die Masterstation (120) zu verwendenden zweiten Timing-Advance Werts (TA2), insbesondere Ermitteln des zweiten Timing-Advance Werts (TA2) in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Elemente: erster Timing-Advance Wert (TA1), erste Positionsinformationen (P1), zweite Positionsinformationen (P2), Umfeldinformationen (UI), Steuerinformationen (SI).
Teilnehmerstation (110a, 110b) für ein wenigstens eine Masterstation (120) aufweisendes mobiles Kommunikationssystem (100) mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, wobei die Teilnehmerstation (110a, 110b) zur Ausführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: Ermitteln (200) eines ersten Timing-Advance Werts (TA1) für eine Datenübertragung von der Teilnehmerstation (110a, 110b) zu der Masterstation (120) in Abhängigkeit von eine Position der Teilnehmerstation (110a, 110b) charakterisierenden ersten Positionsinformationen (P1), Senden (202) von ersten Daten (D1) an die Masterstation (120) unter Verwendung des ersten Timing-Advance Werts (TA1).
Teilnehmerstation (110a, 110b) nach Anspruch 7, wobei die Teilnehmerstation (110a, 110b) zur Ausführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6 ausgebildet ist.
Mobiles Kommunikationssystem (100) mit Codemultiplex-Vielfachzugriff, CDMA, aufweisend wenigstens eine Masterstation (120) und wenigstens eine Teilnehmerstation (110a, 110b) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 8.
Verwendung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder der Teilnehmerstation (110a, 110b) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 8 und/oder des mobilen Kommunikationssystems (100) nach Anspruch 9 zur Synchronisation von Datenübertragungen von der Teilnehmerstation (110a, 110b) an die Masterstation (120).