DE10319321A1 - Verfahren zur Detektion von Funkkommunikationsendgeräten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von einem Funkkommunikationssystem zugeordneten Funkkommunikationsendgeräten, die zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgebildet sind.
Dabei werden von Funkkommunikationsendgeräten Messsignale, die am Funkkommunikationsendgerät ermittelte Funkfeldeigenschaften und/oder Empfangssituationen repräsentieren, an eine Basisstation periodisch rückgemeldet und sowohl miteinander als auch mit basisstationsseitig festgelegten Schwellwerten verglichen. Anhand der durchgeführten Vergleiche erfolgt eine Zuordnung von Funkkommunikationsendgeräten zu Gruppen, wobei einer ersten Gruppe diejenigen Funkkommunikationsendgeräte zugeordnet werden, die beim Schwellwertvergleich eine gute Empfangssituation anzeigen, während einer zweiten Gruppe alle weiteren Funkkommunikationsendgeräte zugeordnet werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von einem Funkkommunikationssystem zugeordneten Funkkommunikationsendgeräten, die zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgebildet sind.
• Es sind Interferenzunterdrückungsverfahren bekannt, die teilnehmerseitig an einem Funkkommunikationsendgerät durchgeführt werden. Derartige Verfahren wurden beispielsweise auf der Tagung 3GPP TSG GERAN #12, 18.-22. November 2002, Sophia Antipolis, Frankreich, in den Dokumenten "Single Antenna Interference Cancellation (SAIC) – proposed scenarios for evaluation and requirement specification", Ericsson, Nokia, Tdoc GP-022962, Agenda item 7.1.5.9 oder in „SAIC: discussion on standardisation and signalling", Motorola Inc., Tdoc GP-023100, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "Simulation Assumptions for GSM SAIC", Motorola, GP-023101, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "Single Antenna Interference Cancellation (SAIC): Whitening Process for adjacent interferers", Nortel Networks, GP-023102, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "On the Potential Performance Gains of Single-Antenna Interference Cancellation and Ways to Assess it", Intel Corp., TSGG#12(02)3207, Agenda Item 7.1.5.9 oder in "Draft Feasibility Study on Single Antenna Interference Cancellation (SAIC) for GSM Networks", Cingular Wireless, GP-022892, Agenda Items 6.3, 7159, vorgestellt.
• Die oben genannten Interferenzunterdrückungsverfahren sind teilweise auch an Funkkommunikationsendgeräten verwendbar, jedoch ist deren Einsatz derzeit weder vorgeschrieben noch standardisiert. Somit sind Funkkommunikationsendgeräte sowohl mit als auch ohne Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung in einer Funkzelle vorhanden.
• Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit dem Funkkommunikationsendgeräte, die zur Anwendung eines Interferenzunterdrückungsverfahren ausgebildet sind, mit einfachen Mitteln innerhalb eines Funkkommunikationssystems detektierbar sind.
• Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung werden seitens eines Netzbetreibers Funkkommunikationsendgeräte, die über Möglichkeiten für eine Interferenzunterdrückung verfügen, erkannt und besonders vorteilhaft für eine optimierte Netzwerkplanung bzw. für ein effizientes Radio-Ressource-Management verwendet. Diesen Funkkommunikationsendgeräten werden beispielsweise bevorzugt diejenigen Funkübertragungsressourcen zugeordnet, die Funkkommunikationsendgeräte ohne Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung nicht nutzen können.
• Besonders vorteilhaft ist mit Hilfe der vorliegenden Erfindung eine modifizierte, netzseitig gesteuerte Sendeleistungssteuerung und ein modifizierter Handover-Algorithmus realisierbar.
• Zusammenfassend wird mit Hilfe der vorliegenden Erfindung eine optimale Auslastung von Funkübertragungsressourcen, eine Erhöhung einer Teilnehmerdichte und eine Verbesserung der Netzqualität erreicht.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist ohne Änderung eines Funkkommunikationsstandards realisierbar und ist auch in bereits bestehenden Funkkommunikationssystemen mit geringem Aufwand realisierbar.
• Ein Austausch zusätzlicher Signalisierungen ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht nötig, so dass einerseits Funkübertragungsressourcen nicht unnötig gebunden und andererseits zusätzliche Interferenzen vermieden werden.
• Erfindungsgemäß werden seitens einer Basisstation bestimmte Schwellwerte festgelegt und mit Messsignalen verglichen, die von einem Funkkommunikationsendgerät zur Bewertung seiner Empfangssituation und zur Bewertung von Funkfeldeigenschaften an die Basisstation zurückgesendet werden.
• Dazu werden beispielsweise Messsignale verwendet, die zur Bewertung eines Empfangspegels RXLEV und einer Empfangsqualität RXQUAL dienen, wobei in einer bevorzugten Ausgestaltung auch Messsignale zusätzlich verwendet werden, die zur Bewertung einer Bitfehlerrate BER und/oder eines Bitfehlerwahrscheinlichkeit BEP und/oder eines Träger-Interferenzabstandes C/I dienen.
• Beispielsweise werden oben genannte Messsignale in einem GSM-Mobilfunknetzwerk für einen durchzuführenden Handover oder für eine sogenannte „Link-Adaption" oder für eine seitens der Basisstation durchzuführende Sendeleistungsanpassung ohnehin ermittelt und stehen somit für das erfindungsgemäße Verfahren ohne Mehraufwand jederzeit zur Verfügung.
• Der erfindungsgemäß durchgeführte Schwellwertvergleich ordnet Funkkommunikationsendgeräte mindestens zwei Gruppen zu.
• Diejenigen Funkkommunikationsendgeräte, die beim Schwellwertvergleich einen guten Empfang anzeigen, werden einer ersten Gruppe zugeordnet. Da Funkkommunikationsendgeräte mit Interferenzunterdrückungsverfahren im allgemeinen einen guten Empfang aufweisen, werden diese somit der ersten Gruppe bevorzugt zugeordnet. Eine weitere Unterteilung der ersten Gruppe ist abhängig vom Empfang, bzw. abhängig von einer durchgeführten qualitativen Bewertung der Interferenzunterdrückungsverfahren, optional durchführbar.
• Besonders vorteilhaft werden bei der Gruppenzuordnung netzseitig sowohl eine Systemlast als auch ein Frequenzwiederholungsfaktor (Frequency-Reuse) von zugeordneten Sende-Empfangseinrichtungen (Transceivern) der Basisstation berücksichtigt.
• Funkkommunikationsendgeräte, die über keine Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung verfügen, werden im allgemeinen einer zweiten Gruppe zugeordnet, da diese im Vergleich zur ersten Gruppe beim Schwellwertvergleich einen schlechteren Empfang anzeigen.
• Die Gruppenzuordnung erfolgt besonders vorteilhaft unter einer zusätzlichen Verwendung einer netzseitig gesteuerte Sendeleistungsreduktion. Diese Sendeleistungsreduktion wird bei einem Funkkommunikationsendgerät, das über Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung verfügt, größer sein als bei einem Funkkommunikationsendgerät, das über keine Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung verfügt.
• Die Interferenzunterdrückungsmöglichkeiten eines Funkkommunikationsendgeräts sind netzseitig auch bestimmbar, indem bei einer ausbalancierten Uplink/Downlink-Verbindung netzseitig empfangene Sprach- bzw. Datenrahmen einmal mit einer Interferenzunterdrückung und einmal ohne Interferenzunterdrückung decodiert werden. Durch Vergleich von Teilnehmer-Messdaten mit Basisstations-Messdaten bei beiden Decodierungen wird eine Klassifizierung unter Berücksichtigung eines bekannten Verhaltens eines Basisstations-Empfängers ermöglicht.
• Durch den periodisch durchgeführten Schwellwertvergleich und durch einen Vergleich der Messsignale unterschiedlicher Funkkommunikationsendgeräte untereinander wird zeitlich gemittelt eine deutliche Trennung der ersten und der zweiten Gruppe erzielt.
• Bei einer räumlich kleinen Funkzelle des Funkkommunikationssystems werden Messsignale wie Empfangspegel RXLEV und Empfangsqualität RXQUAL der verschiedenen Funkkommunikationsendgeräte nur geringfügig voneinander abweichen. Basierend auf diesem Wissen wird seitens der Basisstation ein Algorithmus eingeführt, mit dessen Hilfe ein Verhältnis RXLEV zu RXQUAL berechnet wird.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zusätzlich zum genannten Verhältnis RXLEV zu RXQUAL noch weitere Verhältnisse und Abhängigkeiten berücksichtigt. Bei einem gleichem Träger-Interferenzabstand (C/I) besteht eine Abhängigkeit einer am Funkkommunikationsendgerät bestimmten Bitfehlerrate BER vom Empfangspegel RXLEV. Mit Hilfe der Interferenzunterdrückungsverfahren am Funkkommunikationsendgerät werden bei einem konstanten Träger Interferenzen reduziert. Mit Hilfe einer netzseitig gesteuerten Sendeleistungsregelung wird der Träger derart nachgeregelt, dass ein Zielwert für den Träger-Interferenzabstand bzw. ein Zielwert für die Bitfehlerrate BER eingehalten wird. Eine gleichzeitige Berech nung eines Verhältnisses der Bitfehlerrate BER zur Sendeleistungsreduzierung bzw. der Empfangsqualität RXQUAL zur Sendeleistungsreduzierung wird bevorzugt gleichzeitig mit der Berechnung des Verhältnisses RXLEV zu RXQUAL durchgeführt.
• Basierend auf diesen Abhängigkeiten erfolgt die Zuordnung der Funkkommunikationsendgeräte zur jeweiligen Gruppe.
• Mit Hilfe eines sogenannten „Radio-Ressource-Managements" RRM werden unter Berücksichtigung der Gruppen Funkübertragungsressourcen optimiert zugeteilt, wobei Funkkommunikationsendgeräte, die über keine Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung verfügen, entsprechend stabile Funkübertragungsressourcen bzw. Funkübertragungskanäle zugeordnet werden.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zusätzlich zu den oben genannten Verhältnissen noch eine Position eines betrachteten Funkkommunikationsendgeräts bei der Gruppenzuordnung berücksichtigt. Dies ist insbesondere für räumlich große Funkzellen vorteilhaft, da über die Positionsangabe eine Segmentierung der Funkzelle in kleinere Bereiche erreicht wird, für die wiederum die bereits oben beschriebene geringfügige Abweichung der Empfangspegel RXLEV und Empfangsqualität RXQUAL gilt.
• Die Positionsangabe ist besonders vorteilhaft und ohne Mehraufwand mittels des sogenannten Cell-ID Timing-Advance-LCS Mechanismus ermittelbar, der beispielsweise beim GSM-Mobilfunksystem angewendet wird. Zur Positionsbestimmung sind auch neben einer Vielzahl weiterer Verfahren das sogenannte E-OTD-Verfahren oder das TDOA-LCS-Verfahren bekannt.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die ermittelten Positionen und die jeweilige Gruppe in einer netzseitigen Planungsdatenbank abgelegt, in der bei derzeit installierten Funkkommunikationssystemen teilnehmerspezifische Messungen bereits abgespeichert werden.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden während einer bestehenden Verbindung zum Funkkommunikationsendgerät im Wechsel verfälschte bzw. gestörte Signale übermittelt. Zeigt das Funkkommunikationsendgerät weiterhin einen guten Empfang an, so verfügt es offensichtlich über ein Interferenzunterdrückungsverfahren und es wird der ersten Gruppe zugeordnet.
• Anstelle des gestörten Signals kann auch ein Nutzsignal bei bestimmten Rahmen in der Sendeleistung stark reduziert werden, um so die Fähigkeit des Funkkommunikationsendgeräts zur Interferenzunterdrückung zu prüfen.
• Bei einem GSM-Mobilfunksystem wird beispielsweise in bestimmten Blöcken das SACCH-Signal gestört, mit dessen Hilfe die Empfangsqualität RXQUAL bestimmt wird. Da die Empfangsqualität RXQUAL an die Basisstation zurückgemeldet wird, wird dort, bedingt durch die blockweise erfolgende Störung, ein periodisches Muster im Verhältnis der Empfangsqualität RXQUAL zur Bitfehlerrate BER bei einem betrachteten Funkkommunikationsendgeräts nur dann detektiert, wenn das Funkkommunikationsendgerät über keine Möglichkeiten zur Interferenzunterdrückung verfügt.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden während eines Verbindungsaufbaus zum Funkkommunikationsendgerät im Wechsel verfälschte bzw. gestörte Signale übermittelt. Ein Einbuchen eines Funkkommunikationsendgeräts erfolgt beispielsweise beim GSM-Mobilfunksystem mittels SDCCH-Signal, mit dessen Hilfe Informationen zu „Ciphering", „Dialled Number Information" oder „Channel Allocation" ausgetauscht werden.
• In einem ersten Schritt wird ein seitens der Basisstation gestörtes SDCCH-Signal gesendet. Diese Störung wird seitens der Basisstation derart durchgeführt, als würde eine signifikante Interferenz auf die aufzubauende Verbindung einwirken. Ist das Funkkommunikationsendgerät fähig, das SDCCH-Signal trotzdem zu dekodieren, so wird es mit dem Einbuchen fortfahren. Ein derartiges Funkkommunikationsendgerät wird dann der ersten Gruppe zugeordnet. Bricht das Funkkommunikationsendgerät das Einbuchen ab, so wird in einem zweiten Schritt seitens der Basisstation das ungestörte SDCCH-Signal erneut übertragen.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
• 1 eine Funkzelle eines Funkkommunikationssystems zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In der in 1 dargestellten Funkzelle FZ sind drei Funkkommunikationsendgeräte FKE1 bis FKE3 und eine Basisstation BTS angeordnet. Im folgenden wird davon ausgegangen, dass nur ein erstes Funkkommunikationsendgerät FKE1 zur Anwendung eines Interferenzunterdrückungsverfahrens ausgebildet ist.
• An jedem Funkkommunikationsendgerät FKE1 bis FKE3 werden jeweilige Empfangspegel RXLEV1 bis RXLEV3 und Empfangsqualitäten RXQUAL1 bis RXQUAL3 bestimmt und an die Basisstation BS übermittelt. Dort werden für jedes der Funkkommunikationsendgeräte FKE1 bis FKE3 jeweils Verhältnisse RXLEV1/RXQUAL1 bzw. RXLEV2/RXQUAL2 bzw. RXLEV3/RXQUAL3 ermittelt und mit einem Schwellwert SW verglichen. Anhand des Schwellwertvergleichs erfolgt eine Zuordnung des ersten Funkkommunikationsendgeräts FKE1 zu einer ersten Gruppe G1 und eine Zuordnung der Funkkommunikationsendgeräte FKE2 und FKE3 zu einer zweiten Gruppe G2 .
• Gegebenenfalls werden bei diesem Vergleich zusätzlich Positionen POST bis POS3 der Funkkommunikationsendgeräte FKE1 bis FKE3 bei der Gruppenzuteilung berücksichtigt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Detektion von einem Funkkommunikationssystemzugeordneten Funkkommunikationsendgeräten, die zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgebildet sind, – bei dem am jeweiligen Funkkommunikationsendgerät aus ermittelten Funkfeldeigenschaften und/oder Empfangssituationen gewonnene Messsignale an eine Basisstation periodisch rückgemeldet und sowohl miteinander als auch mit basisstationsseitig festgelegten Schwellwerten verglichen werden, und – bei dem anhand der durchgeführten Vergleiche eine Zuordnung von Funkkommunikationsendgeräte zu Gruppen durchgeführt wird und einer ersten Gruppe diejenigen Funkkommunikationsendgeräte zugeordnet werden, die beim Schwellwertvergleich eine gute Empfangssituation anzeigen, während einer zweiten Gruppe alle weiteren Funkkommunikationsendgeräte zugeordnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Schwellwertvergleich Messsignale verwendet werden, die zur Bewertung eines Empfangspegels (RXLEV) und einer Empfangsqualität (RXQUAL) am Funkkommunikationsendgerät dienen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zum Schwellwertvergleich zusätzlich Messsignale verwendet werden, die zur Bewertung einer Bitfehlerrate (BER) und/oder eines Bitfehlerwahrscheinlichkeit (BEP) und/oder eines Trägerfrequenz-Interferenzabstandes (C/I) dienen.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die anhand des Schwellwertvergleichs durchgeführte Gruppenzuordnung unter zusätzlicher Berücksichtigung einer netzseitig gesteuerten Sendeleistungsreduktion durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Positionen der Funkkommunikationsendgeräte zumindest näherungsweise bestimmt und die Positionen bei der anhand des Schwellwertvergleichs durchgeführten Gruppenzuordnung zusätzlich berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Position und die jeweilige Gruppe für jedes Funkkommunikationsendgerät in einer netzseitigen Planungsdatenbank abgelegt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während einer bestehenden Verbindung seitens der Basisstation wechselweise verfälschte Signale und/oder in der Sendeleistung stark variierende Signale an ein Funkkommunikationsendgerät gesendet werden und anhand der rückgemeldeten Messsignale die Gruppenzuordnung erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem während eines Verbindungsaufbaus seitens der Basisstation wechselweise verfälschte Signale an ein Funkkommunikationsendgerät gesendet werden und anhand der rückgemeldeten Messsignale die Gruppenzuordnung erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem anhand der Gruppenzuordnung – eine gruppenindividuelle Basisstations-Sendeleistungsregelung durchgeführt wird und/oder – eine gruppenindividuelle Handover-Strategie mit gruppenindividuellen Handover-Schwellwerten verwendet wird und/oder – eine gruppenindividuelle Zuteilung von Funkübertragungsressourcen durchgeführt wird, und/oder – gruppenindividuelle Codierverfahren und/oder Link-Adaption-Schwellwerte verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Funkkommunikationssystem ein GSM-Mobilfunksystem oder ein GSM/EDGE-Mobilfunksystem oder ein GSM/GPRS/EDGE-Mobilfunksystem verwendet wird.