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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Weg aufzuzeigen, wie in zuverlässiger und effizienter Weise
ein Soft-Handover
mindestens eines Funkkommunikationsgeräts in einem Funkkommunikationssystem
durchgeführt
werden kann, das an dieses Funkkommunikationsgerät Daten einer oder mehrerer
Gruppennachrichten im Rahmen eines Gruppenservices überträgt. Diese
Aufgabe wird mit folgendem erfindungsgemäßem Verfahren gelöst:
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Verfahren zum Soft-Handover mindestens eines
Funkkommunikationsgeräts,
das in einem Funkkommunikationssystem Mitglied mindestens eines
Gruppenservices zum Empfang gemeinsamer Gruppennachrichten ist,
indem von mindestens einer Netzwerkkomponente des Funkkommunikationssystems über mindestens
eine Luftschnittstelle funkzellenspezifische Informationen an das
Funkkommunikationsgerät
in dessen Aufenthaltsfunkzelle darüber übertragen werden, welche Funkkanäle in welchen Nachbarfunkzellen
für die Übertragung
von Daten des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices genutzt werden, und dass diese übertragenen, funkzellenspezifischen
Informationen zur Durchführung
des Soft-Handovers herangezogen werden.
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Erst dadurch, dass dem jeweiligen
Funkkommunikationsgerät,
das als Mitglied mindestens eines Gruppenservices eingeschrieben
ist, von mindestens einer Netzwerkkomponente über mindestens eine Luftschnittstelle
funkzellenspezifische Informationen darüber übertragen werden, welche Funkkanäle in welchen
Nachbarfunkzellen für
die Übertragung
von Daten des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices genutzt werden, ist in zuverlässiger und effizienter Weise
die Durchführung
des Soft-Handovers ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft weiterhin
ein Funkkommunikationsgerät,
das zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ausgebildet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung
auch ein Funkkommunikationssystem, das zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ausgebildet ist.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen
werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung ein Funkkommunikationsgerät eines
Funkkommunikationssystems in seiner momentanen Aufenthaltsfunkzelle,
wobei das Funkkommunikationsgerät
als Mitglied eines Gruppenservices zum Empfang der Daten einer oder
mehrerer Gruppennachrichten eingeschrieben ist;
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2 in
schematischer Darstellung ein funkzellenspezifisches Systeminformationssignal,
das von der Basisstation in der Aufenthaltsfunkzelle des Funkkommunikationsgeräts nach 1 an dieses übertragen
wird, um funkzellenspezifische Informationen über die für den ausgewählten Gruppenservice genutzten
Funkkanäle
in den Nachbarfunkzellen und in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
gemeinsam an das Funkkommunikationsgerät nach einer ersten Variante
des erfindungsgemäßen Soft-Handover-Verfahrens
zu übertragen,
und
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3 in
schematischer Darstellung die Verhältnisse bei der separaten Übertragung
funkzellenspezifischer Systeminformationssignale aus den Nachbarfunkzellen
und der eigenen Aufenthaltsfunkzelle des Funkkommu nikationsgeräts zum Empfang funkzellenspezifischer
Informationen über
die für
den ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanäle
der Nachbarfunkzellen und der eigenen Aufenthaltsfunkzelle nach
einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Elemente mit gleicher Funktion und
Wirkungsweise sind in den 1 mit
3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Beispielsweise im UMTS-Funkkommunikationssystem
(UMTS = Universal Mobile Telecommunications System) ist ein sogenannter
Multimedia Broadcast und Multicast Service (MBMS) vorgesehen. Dies
ist ein Gruppendienst bzw. Gruppenservice, bei dem dieselben Daten
an eine Gruppe von einem oder mehreren, vorzugsweise an eine Vielzahl von
Funkkommunikationsgeräten
gleichzeitig übertragen
werden. Allgemein ausgedrückt
heißt
das, dass für
die Übertragung
der Daten einer Gruppennachricht an die Funkkommunikationsgeräte der Mitglieder
eines derartigen Gruppenservices eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragung
hergestellt wird. Dazu werden die jeweilig zu übertragenden MBMS-Daten über gemeinsame
Verbindungswege vom jeweiligen Sender zu den Empfängern des
jeweiligen Gruppenservices im Idealfall nur einmal gesendet. Bei
einem Funkkommunikationssystem, wie z.B. UMTS, ist dabei der jeweilige
Sender solcher Gruppennachrichten durch die Basisstation jeder Funkzelle
gebildet, in der sich die Funkkommunikationsgeräte der Mitglieder des jeweiligen
Gruppenservices als Empfänger
aufhalten. Durch solche Gruppenservices kann in vorteilhafter Weise
die benötigte Bandbreite
im Funkkommunikationsnetzwerk und auf der Luftschnittstelle zwischen
den Teilnehmergeräten,
die dem jeweilig ausgewählten
Gruppenservice zugeordnet sind, und der Basisstation der jeweiligen Funkzelle,
in der sich diese Teilnehmergeräte
aufhalten, reduziert werden. Gruppenservices finden beispielsweise
Anwendung zum Verbreiten von Gruppennachrichten an News Groups,
an die Teilnehmer von Videokonferenzen, Video-on-demand-Teilnehmern,
an Teilnehmer bei verteilten Anwendungen, usw.
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In der 1 hält sich
beispielsweise ein Funkkommunikationsgerät, insbesondere eine Mobilstation
MS1 wie z.B. ein Mobilfunkgerät,
in der Funkzelle FZA eines UMTS-Funkkommunikationssystems auf. Es
ist Mitglied eines Multimedia Broadcast und Multicast Services MBMS1,
dessen Daten es, ausgehend von der Basisstation BS1, über einen
Funkkanal FKA empfängt.
Die Mobilstation MS1 repräsentiert
dabei eine Vielzahl von weiteren Teilnehmergeräten am Multimedia Broadcast
und Multicast Service MBMS1, die der Übersichtlichkeit halber in
den 1 mit 3 weggelassen
worden sind.
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Befindet sich nun die Mobilstation
MS1 im sogenannten Soft-Handover-Modus
(abgekürzt Soft-HO),
so empfängt
sie Daten, die netzwerkseitig an sie gerichtet bzw. adressiert sind,
von zwei oder mehreren sendenden Basisstationen gleichzeitig. Hier
im Ausführungsbeispiel
bedeutet dies, dass die Mobilstation MS1 die für sie bestimmten Daten nicht nur
von der Basisstation BS1 in ihrer momentanen Aufenthaltsfunkzelle
FZA erhält,
sondern auch von den Basisstationen ein oder mehrerer benachbarter Funkzellen.
In der 3 erfasst beispielsweise
die Mobilstation MS1 in ihrer momentanen Aufenthaltsfunkzelle FZA
Daten von der dortigen Basisstation BS1 sowie von den Basisstationen
BS2, BS3 in den beiden benachbarten Funkzellen FZB, FZC. Durch die
Versorgung der jeweiligen Mobilstation durch mehrere Basisstationen
wird eine Makrodiversität realisiert,
bei der sich durch Kombination der gleichzeitig abgestrahlten Datensignale
der verschiedenen Basisstationen eine Verbesserung der Übertragungsqualität und eine
Verringerung von Übertragungsfehlern
erreichen lässt.
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Über
funkzellenspezifische Systeminformationssignale werden den Funkkommunikationsgeräten, insbesondere
Mobilstationen, in der jeweiligen Funkzelle Informationen mitgeteilt,
die beispielsweise die Anmeldung am Netzwerk sowie den Aufbau und
die Aufrechterhaltung von Diensten bereitstellen und ermöglichen.
In der Spezifikation 3GPP TS 25.331 V3.11.0 „Radio Resource Control (RRC), "Protocol
Specification", Release 1999 ist insbesondere angegeben, dass in
der Systeminformation Block 11 (SIB11) im Informationselement "Cell
Info" mitgeteilt wird, welche Nachbarfunkzellen vorhanden sind,
und auf welchen Funkkanälen
dort Messungen ausgeführt
werden können.
In der 1 erhält die Mobilstation
MS1 in ihrer Aufenthaltsfunkzelle FZA solche funkzellenspezifischen
Informationen SIA, indem die dortige Basisstation BS1 mindestens
ein Systeminformationssignal FIA über mindestens einen Funkkanal
abstrahlt, der den sich dort etwaig aufhaltenden Funkkommunikationsgeräten gemeinsam
zugeordnet ist.
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Um nun auch jeweils für ein Funkkommunikationsgerät, das Mitglied
eines bestimmten Gruppenservices ist, bei der Versendung von Daten
des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices einen derartigen Soft-Handover-Modus zur Verfügung zu
stellen, werden allgemein ausgedrückt von mindestens einer Netzwerkkomponente
des Funkkommunikationssystems über
mindestens eine Luftschnittstelle funkzellenspezifische Informationen
an das Funkkommunikationsgerät
in dessen Aufenthaltsfunkzelle darüber übertragen, welche Funkkanäle in welchen
Nachbarfunkzellen für
die Übertragung
von Daten des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices genutzt werden. Diese übertragenen, funkzellenspezifischen
Informationen werden dann zur Durchführung des Soft-Handovers herangezogen.
Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein,
von mindestens einer Netzwerkkomponente über mindestens eine Luftschnittstelle
an das jeweilige Funkkommunikationsgerät, das Mitglied des jeweilig
ausgewählten
Gruppenservices ist, funkzellenspezifische Informationen zusätzlich darüber zu übertragen,
welcher Funkkanal in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle dieses Funkkommunikationsgeräts für die Übertragung
von Daten des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices genutzt wird.
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Hier im Ausführungsbeispiel wird konkret
der Mobilstation MS1 von der Basisstation BS1 bereits allein mit
Hilfe des Systeminformationssignals FIA die funkzellenspezifischen
Informati onen SIA* über den
für den
ausgewählten
Gruppenservice MBMS1 genutzten Funkkanal FKA in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
FZA sowie über
die für
den ausgewählten
Gruppenservice MBMS1 genutzten Funkkanäle FKB, FKC in den Nachbarfunkzellen
FZB, FZC (vgl. 3) mitgeteilt.
Die funkzellenspezifischen Informationen SIA* über die drei, für den ausgewählten Gruppenservice
MBMS1 genutzten Funkkanäle
FKA, FKB, FKC der eigenen Aufenthaltsfunkzelle FZA sowie der beiden
benachbarten Funkzellen FZB, FZC werden also bereits vollständig, d.h.
gemeinsam in dem funkzellenspezifischen Systeminformationssignal
FIA von der Basisstation BS1 zur Mobilstation MS1 übertragen.
Diese funkzellenspezifischen Informationen SIA* über die für den ausgewählten Gruppenservice
MBMS1 genutzten Kanäle
FKA, FKB, FKC der eigenen Aufenthaltsfunkzelle FZA sowie der beiden
Nachbarfunkzellen FZB, FZC sind als Teilinhalt des Systeminformationssignals
FIA in der 2 schematisch
in Form einer Tabelle dargestellt. Auf diese Weise werden dem jeweiligen,
zum ausgewählten
Gruppenservice MBMS1 zugehörigen
Funkkommunikationsgerät
im selben Systeminformationssignal neben den funkspezifischen Informationen über den
für den
ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanal der eigenen Aufenthaltsfunkzelle gleichzeitig,
d.h. gemeinsam, auch die funkzellenspezifischen Informationen über die
für den
ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanäle
einer oder mehrerer Nachbarfunkzellen übermittelt. Dies lässt sich
in der Praxis in vorteilhafter Weise dadurch realisieren, dass das
schon vorhandene Systeminformationssignal, das von der Basisstation
der Aufenthaltsfunkzelle sowieso abgestrahlt wird, um die funkzellenspezifischen
Informationen, wie z.B. SIA* über die
für den
ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanäle
wie z.B. FKA, FKB, FKC entsprechend ergänzt bzw. erweitert wird. Das
jeweilige, bereits vorhandene, funkzellenspezifische Systeminformationssignal
wird vorzugsweise um folgende Informationselemente bzw. Parameter
ergänzt:
- – MBMS
Service-Identität
(MBMS ID)
- – Funkzellenidentität (Funkzellen
ID)
- – Genutzter
Funkkanal (Funkkanal ID).
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Im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel entsprechend
den 1 und 2 weist das Systeminformationssignal
FIA diese Ergänzungsparameter
tabellarisch mit folgendem Inhalt auf:
- – MBMS Service-Identität = MBMS1
- – Funkzellenidentität = FZA,
FZB, FZC
- – Zugehöriger, genutzter
Funkkanal für
den ausgewählten
Gruppenservice MBMS1: FKA, FKB, FKC.
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Zwischen diesen Parametern gibt es
somit eine feste Zuordnung. Im Einzelnen werden somit der Mobilstation
MS1 von 1 mit Hilfe
des Systeminformationssignals FIR und der darin enthaltenen, funkzellenspezifischen
Informationen SIA* mitgeteilt, dass der MBMS-Gruppenservice MBMS1
in der Funkzelle FZA auf dem Funkkanal FKA, in der Funkzelle FZB
auf dem Funkkanal FKB sowie in der Funkzelle FZC auf dem Funkkanal
FKC übertragen
wird.
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Nach dieser ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es also zweckmäßig, die funkzellenspezifischen
Informationen über
die für den
ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanäle
der Nachbarfunkzellen im jeweiligen Systeminformationssignal der
eigenen Aufenthaltsfunkzelle mit unterzubringen, so dass das jeweilige
Funkkommunikationsgerät
zum Empfang des jeweiligen Gruppenservices lediglich auf das Systeminformationssignal
der eigenen Aufenthaltsfunkzelle zu hören braucht und nicht auf die
Systeminformationssignale der Nachbarfunkzellen, um zu erfahren,
auf welchen Funkkanälen
der Nachbarfunkzellen der ausgewählte
Gruppenservice übertragen
wird. Um ein Soft-Handover auszuführen, reicht es somit bereits aus,
wenn das jeweilige Funkkommunikationsgerät ein oder mehrere erfindungsgemäß erweiterte
Systeminformationssignale der eigenen Aufenthaltsfunkzelle erfasst
und ausliest. Sie hat daraufhin alle Informationen, um auf die Funkkanäle der Nachbarfunkzellen
zu hören,
auf denen ein bestimmter, ausgewählter
Gruppenservice übertragen
wird.
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Nachdem die funkzellenspezifischen
Informationen über
die Funkkanalauswahl zum Aussenden der Gruppenservice-Daten in der
eigenen Aufenthaltsfunkzelle sowie in ein oder mehreren Nachbarfunkzellen
aus dem jeweiligen Systeminformationssignal der Basisstation der
eigenen Aufenthaltsfunkzelle ausgelesen und ausgewertet worden ist, wird
das jeweilige, am ausgewählten
Gruppenservice beteiligte Funkkommunikationsgerät intern derart konfiguriert,
dass es daraufhin auf die Funkkanäle der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
und der Nachbarfunkzellen für
den Empfang der Daten des jeweilig ausgewählten Gruppenservices hört.
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Nach einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann es gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, dass die funkzellenspezifischen Informationen über die
für den
ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanäle
der Nachbarfunkzellen und der eigenen Aufenthaltsfunkzelle des jeweiligen,
am ausgewählten
Gruppenservice beteiligten Funkkommunikationsgeräts jeweils in separaten, funkzellenspezifischen
Systeminformationssignalen getrennt zum Funkkommunikationsgerät übertragen werden.
Dazu werden die Systeminformationssignale, die von den Basisstationen
in ihre zugehörige Funkzellen
abgestrahlt werden, lediglich um solche Informationselemente erweitert,
aus denen ein am Gruppenservice beteiligtes Funkkommunikationsgerät ermitteln
kann, welcher Funkkanal oder welche Funkkanäle in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
und nicht in Nachbarfunkzellen für
die Übertragung
von Daten eines bestimmten, ausgewählten Gruppenservices benutzt
werden. Um ein Soft-Handover
auszuführen,
liest deshalb die jeweilige, am ausgewählten Gruppenservice beteiligte
Mobilstation neben den Systeminformationen der eigenen, aktuellen
Aufenthaltsfunkzelle auch noch die Systeminformationssignale von
erreichbaren Nachbarfunkzellen. Dieses modifizierte Soft-Handover-Konzept
ist in der 3 konkret
für die
Mobilstation MS1 veran schaulicht. Die Mobilstation MS1 erfasst das
Systeminformationssignal FIA*, das jetzt lediglich um die Systeminformation SIA*
entsprechend der Zeile Z1 der Tabelle von 2 ergänzt
ist. Das Systeminformationssignal FIA* beinhaltet also nur Zusatzinformationen über den
für den
ausgewählten
Gruppenservice MBMS1 genutzten Funkkanal FKA in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
FZA. Separat hiervon erfasst die Mobilstation MS1 auch die Systeminformation
FIB* der Nachbarfunkzelle FZB, die jetzt nur die Zusatzinformation über den
für den
ausgewählten
Gruppenservice genutzten Funkkanal FKB der Nachbarfunkzelle FZB
mit umfasst. Das Systeminformationssignal FIB* weist also die funkzellenspezifische
Information über den
für den
ausgewählten
Gruppenservice MBMS1 genutzten Funkkanal FKB in der Funkzelle FZB
entsprechend der Zeile Z2 der Tabelle von 2 auf. Weiterhin hört die Mobilstation MS1 auf
das Systeminformationssignal FIC*, das von der Basisstation BSC
der benachbarten Funkzelle FZC abgestrahlt wird. Im Systeminformationssignal
FIC* ist in entsprechender Weise lediglich bzw. nur die Zusatzinformation über den
für den
ausgewählten
Gruppenservice MBMS1 genutzten Funkkanal FKC in dieser Nachbarfunkzelle
FZC aufgenommen, während
Informationen über
die für
den Gruppenservice benutzten Funkkanäle der anderen beiden Funkzellen
FZA, FZB fehlen.
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Im Unterschied zur ersten Variante
detektiert hier die Mobilstation MS1 drei verschiedene Systeminformationssignale
FIA*, FIB*, FIC* separat voneinander (und nicht nur ein gemeinsames
Systeminformationssignal in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle). Sie
liest aus dem von jeder Basisstation BS1 mit BS3 getrennt gesandten
Systeminformationssignal FIA*, FIB*, FIC* die für jede Funkzelle FZA, FZB,
FZC enthaltene Zusatzinformation über die für den ausgewählten Gruppenservice
bereitgestellten Funkkanäle funkzellenspezifisch
aus.
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Nach dem Auslesen der funkzellenspezifischen
Informationen über
die für
den ausgewählten Gruppenservice
genutzten Funkkanäle
in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle sowie in ein oder mehreren Nachbarfunkzellen
wird das jeweilige, am ausgewählten
Gruppenservice beteiligte Funkkommunikationsgerät intern derart konfiguriert,
dass es daraufhin auf die Funkkanäle der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
und der Nachbarfunkzellen für
den Empfang der Daten des jeweilig ausgewählten Gruppenservices hört. Für die zweite
Ausführungsvariante
entsprechend der 3 werden
nach dem Lesen der Systeminformationen aus den Systeminformationssignalen
FIA*, FIB*, FIC* in der Mobilstation MS1 Konfigurationen vorgenommen,
um Daten des gewählten Gruppenservices
MBMS1 auf dem Funkkanal FKA in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle
FZA, auf dem Funkkanal FKB der Nachbarfunkzelle FZB, und auf dem
Funkkanal FKC der Nachbarfunkzelle FZC gleichzeitig zu empfangen
und miteinander kombinieren zu können.
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Bei beiden Ausführungsvarianten kann somit für ein Funkkommunikationsgerät, das an
einem bestimmten, ausgewählten
Gruppenservice beteiligt ist, in einfacher und effizienter Weise
Information darüber
bereitgestellt werden, welche Funkkanäle in welchen Nachbarfunkzellen
sowie gegebenenfalls zusätzlich
welcher Funkkanal in der eigenen Aufenthaltsfunkzelle für die Übertragung
von Daten des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices benutzt werden. Dies ermöglicht den gleichzeitigen Empfang
und die Kombination der Daten des jeweilig ausgewählten Gruppenservices
von verschiedenen Basisstationen, wodurch sich eine Verbesserung
der Übertragungsqualität und eine
Verringerung von Übertragungsfehlern
auf der Luftschnittstelle erreichen lässt.
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In einem UMTS-Funkkommunikationssystem
wird das jeweilige Systeminformationssignal, wie z.B. FIA oder FIA*
vorzugsweise auf dem P-CCPCH-Funkkanal (Primary Common Control Physical
Channel) in der jeweiligen Aufenthaltsfunkzelle des zum ausgewählten Gruppenservice
zugehörigen
Funkkommunikationsgeräts
und der jeweilig betroffenen Nachbarfunkzelle gesendet.
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Zusammenfassend betrachtet ist es
also bei modernen Funkkommunikationssystemen, wie z.B. nach dem
UMTS- oder GPRS-Standard
(GPRS = General Package Radio Service) vorteilhaft, die bereits
von der jeweiligen Basisstation abgestrahlten Systeminformationen
durch zusätzliche
Informationselemente zu erweitern, aus denen eine zu dem ausgewählten Gruppenservice
zugehörige
Mobilstation erfährt
bzw. mitgeteilt bekommt, welche Funkkanäle in Nachbarfunkzellen sowie
ggf. zusätzlich
in der eigenen Funkzelle für
die Übertragung
von Daten des bestimmten, ausgewählten
Gruppenservices genutzt werden. Dabei ist es zweckmäßig, als
Funkkanal für die Übertragung
der Daten des jeweilig ausgewählten
Gruppenservices in der jeweilig beteiligen Nachbarfunkzelle und
gegebenenfalls zusätzlich
in der jeweiligen Aufenthaltsfunkzelle des zu dem ausgewählten Gruppenservice
zugehörigen
Funkkommunikationsgeräts
mindestens einen Funkkanal zu verwenden, der den dortigen Mitgliedern
des ausgewählten
Gruppenservices gemeinsam zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere
wird als Funkkanal für
die Übertragung
der Daten des jeweilig ausgewählten Gruppenservices
wie z.B. MBMS1 in der jeweilig beteiligten Nachbarfunkzelle wie
z.B. FZB, FZC und/oder in der jeweiligen Aufenthaltsfunkzelle, wie z.B.
FZA der sogenannte S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel)
im UMTS-Funkkommunikationssystem verwendet.
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Ggf. kann es für das Soft-Handover eines Funkkommunikationsgeräts ausreichend
sein, lediglich Systeminformationen über die in den Nachbarfunkzellen
benutzten Gruppenservice-Funkkanäle und die
auf diesen Funkkanälen
transportierten Daten des ausgewählten
Gruppenservices auszuwerten.