DE112009004585T5

DE112009004585T5 - System und Verfahren zum Optimieren von Netzdrahtloskommunikationsressourcen

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Publication number: DE112009004585T5
Application number: DE112009004585T
Authority: DE
Inventors: Hyung-Nam Choi; Christian Drewes; Dr. Mueck Markus Dominik; Thuyen Le
Original assignee: Intel Mobile Communications Technology GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2012-08-09
Also published as: KR101337731B1; EP2380374A1; WO2010083901A1; US20100182916A1; KR20110099754A; US8514790B2; CN102293024A; CN102293024B

Abstract

Ausführungsformen sind beschrieben, die Verfahren und Funknetze bereitstellen, die Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz übertragen. Die Verfahren umfassen das Verwenden von Netzkodieren, um Daten zu kodieren, und das Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine dynamische Relaisstation.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mobil-Drahtloskommunikationssysteme umfassen derzeit Basisstationen, die feste Standorte und Verbindungen mit einem Kernnetz haben, und Mobilkommunikationsvorrichtungen (auch als „Benutzergerät (User Equipment)” oder UE und/oder als „Endgeräte” bezeichnet), die sich in den von der zentralen Basisstation abgedeckten Gebieten bewegen und sich auch aus der Reichweite der zentralen Basisstationen heraus bewegen können. Wenn der Abstand zwischen Benutzergerät und Basisstationen zunimmt, nimmt die für eine fehlerfreie Kommunikation erforderliche Sendeleistung ebenfalls zu, bis die höchste Sendeleistung erreicht ist und keine weitere Zunahme möglich ist. Jenseits dieses Abstands kann keine Kommunikationsverbindung aufgebaut werden, und das Benutzergerät befindet sich außerhalb der Reichweite der Basisstation und muss möglicherweise umschalten auf eine Kommunikation mittels einer anderen Basisstation oder Zelle, sofern eine verfügbar ist. Obwohl das Erhöhen der Sendeleistung die Kommunikationsreichweite vergrößern kann, kann es auch beitragen zu Interferenz, Verringern der Signalqualität innerhalb des Abdeckungsgebiets (coverage area) einer Basisstation oder Zelle, ebenso wie in angrenzenden Abdeckungsgebieten oder Zellen.
Ähnliche Probleme können auftreten, wenn eine zunehmende Zahl von Benutzergerät-Vorrichtungen mit einer Basisstation kommuniziert, die begrenzte Kommunikationsressourcen hat. Im Falle einer hohen Verkehrslast innerhalb des Abdeckungsgebiets einer einzelnen Basisstation oder Zelle kann die Dienstgüte (Quality of Service) für Benutzer verringert sein aufgrund einer ineffizienten Ausnutzung von verfügbaren Ressourcen oder aufgrund der Beschränkungen der verfügbaren Kommunikationsressourcen. Die Kommunikationsressourcen können zum Beispiel festgelegt sein durch die Sendeleistung der Basisstation, die verfügbaren Zeit/Frequenz/Code-Kanäle in Abhängigkeit von den Mehrfachzugrifftechniken, die verwendet werden, und/oder die Interferenz, die durch eine zunehmende Zahl von Benutzern erzeugt wird.
Ein Ansatz, um die Reichweite und Kapazität eines Drahtloskommunikationssystems zu erhöhen, besteht im Hinzufügen von neuen Basisstationen. Unglücklicherweise weisen neue Basisstationen eine Reihe von Nachteilen auf, einschließlich der Schwierigkeit, geeignete Standorte auszuwählen, des Aufbaus von anhaltenden Verbindungen mit hoher Bandbreite zu einem Kernnetz und den fortwährenden Betriebskosten für das Aufrechterhalten solcher Verbindungen, und (in manchen Fällen) des anzutreffenden Widerstands von Anwohnern der Gegend, in der die neue Basisstation errichtet wird. Insgesamt können die Kosten und Schwierigkeiten des Hinzufügens von neuen Basisstationen zu einem Drahtloskommunikationssystem dies zu einer nicht wünschenswerten Lösung machen.
Ein anderer Ansatz, diese Reichweiten- und Kapazitätsprobleme anzugehen, besteht im Verwenden von Relaisstationen (relay stations) bzw. „Multi-Hop”-Netzen. In solchen Systemen bezeichnet der Ausdruck „Hop” im Allgemeinen eine Kommunikationsverbindung zwischen zwei jeweiligen Netzeinheiten, zum Beispiel zwischen einer Basisstation und einer Benutzergerät-Vorrichtung. Zum Beispiel besteht in einem Zwei-Hop-Netz die Kommunikationsverbindung zum Beispiel zwischen einer Basisstation und einer Relaisstation und zwischen der Relaisstation und dem Benutzergerät.
Im Allgemeinen sind Relaisstationen einer abgespeckten (slimmed-down) Basisstation ähnlich, die drahtlos Daten von einem Benutzergerät oder von anderen Relaisstationen empfängt und solche Daten drahtlos an andere Relaisstationen oder an eine Basisstation weiterleitet. Solche Relaisstationen sind oftmals einfacher aufzustellen als eine Basisstation – sie benötigen im Allgemeinen keine feste Verbindung zum Kernnetz und weisen geringere Betriebskasten auf.
Im Zusammenhang mit nicht-zellularen Systemen sind zahlreiche Mechanismen definiert worden für Relaisstationen, die im Rahmen eines Multi-Hop-Netzes arbeiten. Zum Beispiel definiert IEEE 802.11 einen WLAN-MESH-Ansatz, der neue Benutzergerätfunktionen einführt, so dass Benutzergeräte als Multi-Hop-Knoten oder Relaisstationen verwendet werden können. Als ein anderes Beispiel definiert IEEE 802.16j eine Erweiterung des WiMAX-Standards, so dass abgespeckte Basisstationen (d. h. Relaisstationen) in entsprechenden WiMAX-Zellen positioniert werden können. In beiden Beispielen ist ein Benutzergerät in der Lage, indirekt (d. h. über mehrere Hops) mit einer Basisstation zu kommunizieren bei relativ geringem Sendeleistungsniveau.
Eine Schwierigkeit dieser Ansätze besteht jedoch darin, dass sie im Allgemeinen auf der Annahme basieren, dass sowohl das Benutzergerät als auch die Basisstation und Relaisstationen größtenteils bewegungslos sind. Unglücklicherweise trifft diese Annahme in vielen Fällen nicht zu. Zum Beispiel kann sich ein Benutzergerät sehr schnell bewegen, wenn sich der Benutzer in einem Auto oder Zug befindet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der Erfindung stellen Verfahren und Funknetze bereit, die Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz übertragen. Die Verfahren umfassen auf das Verwenden von Netzkodieren (network coding), um Daten zu kodieren, und das Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Netz durch eine dynamische Relaisstation (dynamic relay station).
Ausführungsformen stellen ferner ein Verfahren zum Auswählen von Relaisstationen, die sich in Drahtloskommunikation mit einer Mobilkommunikationsvorrichtung befinden sollen, bereit. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, dass ein Dienstgüte(Quality of Service)-Parameter einer ersten Kommunikationsverbindung eine Mindestdienstgüte unterschritten hat, das Auswählen einer Relaisstation (relay station) aus einer Relaisgruppe (relay group), die eine statische Relaisstation (static relay station) und eine dynamische Relaisstation (dynamic relay station) aufweist, und das Aufbauen einer zweiten Kommunikationsverbindung mit der ausgewählten Relaisstation, wobei die zweite Kommunikationsverbindung Daten parallel zu der ersten Kommunikationsverbindung überträgt.
Ausführungsformen stellen ferner ein Drahtlosnetz zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereit, das Funknetz aufweisend eine Basisstation, die Mobilkommunikationsvorrichtung und eine dynamische Relaisstation, die eingerichtet ist, eine netzkodierte Teilmenge der Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und der Basisstation zu übertragen.
Ausführungsformen stellen ferner eine autonome Relaisstation zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereit, wobei die autonome Relaisstation einen Prozessor, ein Funkmodul, ein Steuermodul, einen Bewegungstreiber und einen Speicher aufweist, der Speicher aufweisend einen Befehlssatz, der, wenn von dem Prozessor ausgeführt, die autonome Relaisstationvorrichtung dazu veranlasst, netzkodierte Daten (network encoded data) weiterzuleiten.
Ausführungsformen stellen ferner eine opportunistische Relaisstation zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereit, wobei die opportunistische Relaisstation einen Prozessor, ein Funkmodul und einen Speicher aufweist, der Speicher aufweisend einen Befehlssatz, der, wenn von dem Prozessor ausgeführt, die opportunistische Relaisstationvorrichtung dazu veranlasst, netzkodierte Daten weiterzuleiten.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Verwenden von Netzkodieren, um die Daten zu kodieren; und Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Netz durch eine dynamische Relaisstation.
Das Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine dynamische Relaisstation weist zum Beispiel das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine autonome Relaisstation auf.
Das Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine dynamische Relaisstation weist zum Beispiel das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine opportunistische Relaisstation auf.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine statische Relaisstation.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Dekodieren der Teilmenge von kodierten Daten mittels der dynamischen Relaisstation.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine Basisstation.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Dekodieren der Teilmenge von kodierten Daten mittels der Basisstation.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Optimieren von Ressourcen eines Drahtlosnetzes bereitgestellt, das Verfahren aufweisend Ermitteln eines zu verbessernden Qualitätsparameters des Netzes; und Ändern der Position einer autonomen Relaisstation, wobei die Positionsänderung den Qualitätsparameter des Netzes verbessert.
Das Ermitteln des zu verbessernden Qualitätsparameters des Netzes weist zum Beispiel auf das Auswählen des Qualitätsparameters aus einer Gruppe bestehend aus Erweitern des Abdeckungsgebiets des Netzes, Minimieren der erforderlichen Sendeleistung des Netzes, Erhöhen der Datenkapazität des Netzes oder Erhöhen der Datenzuverlässigkeit des Netzes.
Das Ändern der Position der autonomen Relaisstation weist zum Beispiel auf das Ändern des physikalischen Standorts der autonomen Relaisstation.
Das Ermitteln des zu verbessernden Qualitätsparameters des Netzes weist zum Beispiel auf das Ermitteln, dass ein Dienstgüteparameter einer ersten Kommunikationsverbindung eine Mindestdienstgüte unterschritten hat.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Aufbauen einer zweiten Kommunikationsverbindung mit der autonomen Relaisstation, wobei die zweite Kommunikationsverbindung Daten parallel zu der ersten Kommunikationsverbindung überträgt.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Auswählen einer oder mehrerer statischer Relaisstationen, bis ein Mindestqualitätsniveau des Qualitätsparameters erreicht ist.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner das Weiterleiten von netzkodierten Daten durch die autonome Relaisstation auf.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Auswählen von Relaisstationen, die in Drahtloskommunikation mit einer Mobilkommunikationsvorrichtung stehen sollen, bereitgestellt, das Verfahren aufweisend Ermitteln, dass ein Dienstgüteparameter einer ersten Kommunikationsverbindung eine Mindestdienstgüte unterschritten hat; Auswählen mindestens einer Relaisstation aus einer Relaisgruppe, die eine dynamische Relaisstation aufweist; Aufbauen einer zweiten Kommunikationsverbindung mit der ausgewählten Relaisstation, wobei die zweite Kommunikationsverbindung Daten parallel zu der ersten Kommunikationsverbindung überträgt; und Übertragen von netzkodierten Daten durch die erste und/oder die zweite Kommunikationsverbindung.
Das Auswählen mindestens einer Relaisstation aus der Relaisgruppe weist zum Beispiel das Auswählen mindestens einer Relaisstation aus der Relaisgruppe, die eine statische Relaisstation, eine autonome Relaisstation oder eine opportunistische Relaisstation aufweist, auf.
Das Auswählen mindestens einer Relaisstation aus einer Relaisgruppe weist zum Beispiel auf das Auswählen der Relaisstation aus der Relaisgruppe zumindest zum Teil basierend auf einer Leistungsmessung.
Das Verfahren weist zum Beispiel ferner auf das Fortfahren mit dem Auswählen einer Relaisstation aus der Relaisgruppe, bis eine Mindestdienstgüte erreicht ist oder die Mobilkommunikationsvorrichtung eine Höchstzahl von Kommunikationsverbindungen erreicht.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Auswählen von Relaisstationen, die in Drahtloskommunikation mit einer Mobilkommunikationsvorrichtung stehen sollen, bereitgestellt, das Verfahren aufweisend Ermitteln, dass ein Größte-Bemühung-Dienst (best effort service) für einen Dienstgüteparamter gewünscht ist; Auswählen mindestens einer Relaisstation aus einer Relaisgruppe, die eine dynamische Relaisstation aufweist; Aufbauen einer Kommunikationsverbindung mit der ausgewählten Relaisstation; und Übertragen von netzkodierten Daten durch die Kommunikationsverbindung.
In einer Ausführungsform wird eine dynamische Relaisstation zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereitgestellt, die dynamische Relaisstation aufweisend einen Prozessor; ein Funkmodul; und einen Speicher, der Speicher aufweisend einen Befehlssatz, der, wenn von dem Prozessor ausgeführt, die dynamische Relaisstation dazu veranlasst, netzkodierte Daten weiterzuleiten.
Die dynamische Relaisstation weist zum Beispiel eine opportunistische Relaisstation auf.
Die dynamische Relaisstation weist zum Beispiel eine autonome Relaisstation auf, die autonome Relaisstation ferner aufweisend einen Bewegungstreiber, wobei der Speicher ferner Befehle aufweist, die, wenn von dem Prozessor ausgeführt, die autonome Relaisstation dazu veranlassen, den Bewegungstreiber einzuschalten, um eine Positionsänderung der autonomen Relaisstation zu erzeugen.
In einer Ausführungsform wird ein Drahtlosnetz zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereitgestellt, das Drahtlosnetz aufweisend eine Basisstation; die Mobilkommunikationsvorrichtung; und eine dynamische Relaisstation, die eingerichtet ist, eine netzkodierte Teilmenge der Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und der Basisstation zu übertragen.
Die dynamische Relaisstation weist zum Beispiel eine autonome Relaisstation auf.
Die Basisstation sendet zum Beispiel Vorkodierungsinformationen (pre-coding information) an zumindest die autonome Relaisstation.
Das Relais der autonomen Relaisstation erzeugt zum Beispiel Vorkodierungsinformationen.
Die Vorkodierungsinformationen sind zum Beispiel eingerichtet, eine verteilte MIMO-Umgebung zu erleichtern.
Die dynamische Relaisstation weist zum Beispiel eine opportunistische Relaisstation auf.
Die dynamische Relaisstation ist zum Beispiel ferner eingerichtet, MIMO-Signale weiterzuleiten.
Die dynamische Relaisstation ist zum Beispiel ferner eingerichtet, während einer Rekonfiguration in einen Ruhezeitraum einzutreten.
Die dynamische Relaisstation ist zum Beispiel ferner eingerichtet, eine Rekonfigurationsnachricht zu senden, und wobei die Mobilkommunikationsvorrichtung und/oder die Basisstation eingerichtet ist, ihre Netzkodierung anzupassen, wenn die Rekonfigurationsnachricht empfangen wird, derart dass die Mobilkommunikationsvorrichtung und/oder die Basisstation nicht beeinflusst wird während einer Rekonfiguration.
Zum Beispiel ist die dynamische Relaisstation ferner eingerichtet, die Teilmenge von netzkodierten Daten adaptiv zu ändern, so dass die Teilmenge von netzkodierten Daten keine Interferenz mit einer anderen Teilmenge von netzkodierten Daten verursacht.
Diese und andere Merkmale der Erfindung werden besser verstanden werden angesichts der nachfolgenden Zeichnungen und einer ausführlichen Beschreibung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen durchgehend dieselben Teile in den verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, die Betonung liegt stattdessen im Allgemeinen darauf, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen, in denen:
1 einen architektonischen Überblick über eine beispielhafte Netzarchitektur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2A und 2B Beispiele von Vollduplex-FDD-Kommunikationen durch ein Relais bzw. Halbduplex-Kommunikationen durch ein Relais zeigen gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
3 einen architektonischen Überblick über eine andere beispielhafte Netzarchitektur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Ermitteln einer Auswahl von Relaisstationen mittels einer Mobilkommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 ein Flussdiagramm eines anderen Prozesses zum Ermitteln einer Auswahl von Relaisstationen mittels einer Mobilkommunikationsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6A und 6B Flussdiagramme von Prozessen zum Vermeiden unerwarteter Kommunikationsunterbrechungen während einer dynamischen Rekonfiguration oder Neupositionierung einer dynamischen Relaisstation gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
7 einen architektonischen Überblick über eine weitere beispielhafte Netzarchitektur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
8A und 8B Blockdiagramme sind, die beispielhafte Architekturen für eine autonome Relaisstation und eine opportunistische Relaisstation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Vergangenheit hatten Relaisstationen in Multi-Hop-Netzen typischerweise feste Standorte und relativ konstante Abdeckungsgebiete. Jedoch ist es möglich, dass bald dynamische Relaisstationen zu vielen Mobilkommunikationsnetzen hinzugefügt werden. Allgemein sind dynamische Relaisstationen Stationen, die dynamisch ihr Relaisabdeckungsgebiet (relay coverage area) und/oder Signal verändern können, einschließlich, zum Beispiel, des Veränderns ihres Standorts, Rekonfigurierens ihrer Antennen oder Anpassens der Ausgangsleistung. Obwohl solche dynamischen Relaisstationen die Aussicht bieten, in der Lage zu sein, ein Drahtloskommunikationsnetz dynamisch zu rekonfigurieren, um die Leistungsfähigkeit des Netzes zu verbessern und an sich verändernde Anforderungen anzupassen, können sie auch zu erhöhter Komplexität führen, da Benutzergeräte und Basisstationen nicht mehr in der Lage sein werden, sich auf eine relativ stabile Drahtlosnetzkonfiguration zu verlassen und in der Tat selbst dynamische Relaisstationen sein können. In verschiedenen Ausführungsformen können sich dynamische Relaisstationen dynamisch andern, zum Beispiel, aufgrund von Befehlen, die von einer Basisstation initiiert werden, Befehlen, die von einem anderen dynamischen Relais initiiert werden, oder einer dynamischen Relaisstation, die selbst einen Befehl initiiert.
So wie hierin verwendet, können dynamische Relaisstationen „autonome” Relaisstationen mit einschließen, welche in der Lage sind, sich selbst dynamisch anzupassen, indem sie Eigenschaften wie zum Beispiel ihre physikalische Position, die Ausrichtung oder Konfiguration ihrer Antennen, oder andere Eigenschaften, die die Abdeckung (coverage) der Relaisstation dynamisch verändern können, steuern. Zum Beispiel kann eine autonome Relaisstation mittels Aussendens eines Kanalimpulses und Vergleichens des gesendeten Kanalimpulses mit einem empfangenen Kanalimpuls ihr Sendesignal anpassen, um beliebige durch die Sendeumgebung (broadcasting environment) verursachte Abweichungen zu kompensieren. Die autonome Relaisstation kann sich ferner selbstständig konfigurieren mittels Verwendens von Vorkodieren (pre-coding) beim Optimieren eines Dienstgüteparameters, oder um eine verteilte MIMO-Umgebung zu implementieren. Daher umfasst, so wie hierin verwendet, eine Konfigurationsänderung oder Rekonfiguration einer autonomen Relaisstation die Veränderung der physikalischen Position, der Ausrichtung oder Konfiguration deren Antennen, oder Anpassungen an ihrem gesendeten Signal, mit oder ohne Änderung der physikalischen Position oder Antennenausrichtung. Darüber hinaus umfasst eine Positionsänderung einer autonomen Relaisstation eine Änderung der physikalischen Position oder eine Änderung der Ausrichtung oder Konfiguration ihrer Antenne(n).
In einigen Fällen können autonome Relaisstationen Informationen über die Verwendung und Konfiguration des Netzes sammeln und verwenden Algorithmen innerhalb de autonomen Relaisstation, um zu ermitteln, wann und/oder wie sie sich anzupassen haben. In einigen Fällen können Informationen oder Befehle, die eine autonome Relaisstation dazu veranlassen, sich selbst zu rekonfigurieren, von einem Kernnetz empfangen werden, oder von einer oder mehreren Benutzergerät-Vorrichtungen. Im Allgemeinen wird die Konfiguration und/oder der Standort solcher autonomer Relaisstationen mittels der Relaisstation selbst oder mittels des Drahtloskommunikationssystems gesteuert und/oder geplant.
Als ein Beispiel für die Verwendung einer solchen autonomen Relaisstation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann, falls ermittelt wird, dass ein Benutzergerät in einem Teilbereich der Drahtloszelle einen schlechten Empfang hat, die autonome Relaisstation neu positioniert werden, um das Problem zu lindern. Als ein weiteres Beispiel kann eine autonome Relaisstation angepasst werden, sich einzuschalten, wenn der Gebrauch von Mobiltelefonen eine bestimmte Schwelle überschreitet, und sich zu einem optimalen Relaisstandort hin zu bewegen.
Eine andere Art von dynamischer Relaisstation ist eine „opportunistische” Relaisstation. Im Allgemeinen ist eine opportunistische Relaisstation eine Vorrichtung, die möglicherweise nicht primär dazu gedacht ist, als Relaisstation verwendet zu werden, und möglicherweise nicht unter ihrer eigenen Kontrolle oder der Kontrolle des Kommunikationssystems steht, aber nichtsdestotrotz die Fähigkeit hat (falls erforderlich und falls es die Bedingungen erlauben), Nachrichten innerhalb eines Drahtloskommunikationssystems weiterzuleiten. Beispiele für solche opportunistischen Relaisstationen umfassen ein Benutzergerät, dass in der Lage ist, freie Bandbreite (spare bandwidth) dazu zu verwenden, Daten an ein anderes und von einem anderen Benutzergerät weiterzuleiten. Da das Netzkommunikationssystem (z. B. das Kernnetz) im Allgemeinen diese opportunistischen Relais nicht kontrolliert, können sich deren Anzahlen, Konfigurationen und Bewegung willkürlich ändern. Zum Beispiel können sie in unvorhersagbarer Weise zur Nutzung dazukommen oder daraus ausscheiden (z. B., indem sie von einem Benutzer ein- oder ausgeschaltet werden), sich innerhalb des Netzes auf unvorhersagbare und/oder willkürliche Weisen bewegen (z. B., wenn sich der Benutzer bewegt), oder sich in/aus die/der Reichweite anderer Relaisstationen, Basisstationen und/oder Benutzergeräte hinein-/herausbewegen. Obwohl die Bewegung und Verfügbarkeit von opportunistischen Relaisstationen nicht so vollständig kontrolliert werden kann wie autonome Relaisstationen, können Ausführungsformen von opportunistischen Relaisstationen in der Lage sein, sich selbst als Relais zu konfigurieren, wenn sie ermitteln, dass die Bedingungen geeignet sind, oder können durch das Netz (z. B. durch das Kernnetz, eine Basisstation, andere Benutzergeräte oder andere Netzkomponenten) als Relais konfiguriert werden. Auf diese Weise können opportunistische Relaisstationen zu einer verbesserten Dienstgüte führen, insbesondere für Benutzer am Rand einer Zelle oder in Gebieten mit hoher Interferenz.
Zusätzlich zum Verwenden von dynamischen Relais können Kommunikationssysteme gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung statische Relaisstationen verwenden. Solche statischen Relaisstationen ähneln vereinfachten Basisstationen, die von einem Netzbetreiber an festen Standorten installiert werden, um die Aufgaben eines Relais zu übernehmen. Solche statischen Relais sind im Allgemeinen nicht in der Lage, ihre Position an aktuelle Anforderungen anzupassen, sondern werden von dem Netzbetreiber an bestimmten Orten innerhalb einer Zelle aufgestellt. Zum Beispiel könnte ein Netzbetreiber eine statische Relaisstation aufstellen in einem Gebiet einer Zelle, das sonst keinen Empfang hätte (d. h. einem „toten” Gebiet), oder am Rand einer Zelle, oder in einem Gebiet, von dem bekannt ist, dass es eine hohe Interferenz aufweist.
Die Verwendung von statischen Relaisstationen erzielt einen hohen Grad an Stabilität, da bestehende Verbindungen mit statischen Relaisstationen nicht unterbrochen werden durch ungünstige Positionsänderungen der Relaisstation, wie sie bei dynamischen Relaisstationen auftreten können. Statische Relaisstationen sind jedoch nicht in der Lage, sich an einen veränderlichen Kontext anzupassen, und können daher eine niedrigere Dienstgüte erzielen als ein Netz, das dynamische Relaisstationen einsetzt. Umgekehrt sind dynamische Relaisstationen in der Lage, eine höhere Dienstgüte und eine größere Effizienz über größere Gebiete zu erzielen als statische Relaisstationen, aber eine Positionsänderung könnte bestehende Kommunikationsverbindungen plötzlich und unerwartet unterbrechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können dynamische und statische Relaisstationen parallel verwendet werden, wobei Nachrichten in dem Netz auf intelligente Weise übermittelt werden, um ein brauchbares Gleichgewicht zwischen Stabilität und Anpassungsfähigkeit bei einem Drahtloskommunikationsnetz zu erreichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können ungenutzte Ressourcen von opportunistischen Relaisstationen und autonomen Relaisstationen dazu verwendet werden, weiter entfernte Benutzergeräte zu erreichen, die erforderliche Sendeleistung einer Basisstation oder des Netzes als Ganzes zu minimieren oder andere Verbesserungen beim Betrieb, der Reichweite, Zuverlässigkeit und/oder Kapazität eines Drahtloskommunikationssystems zu erreichen, ohne das Erfordernis, zusätzliche kostspielige feste Infrastruktur zu installieren. Ausführungsformen der Erfindung verwenden zahlreiche Relaisstationen, einschließlich dynamischen Relaisstationen mit unterschiedlichen Mobilitätseigenschaften und (in einigen Ausführungsformen) statischen Relaisstationen, parallel und auf intelligente Weise (z. B., wie zum Beispiel durch Verwenden von Netzkodieren), um den Betrieb eines Multi-Hop-Drahtloskommunikationssystems zu verbessern. Im Falle von autonomen Relaisstationen kann dies zur Folge haben, dass man die autonomen Relaisstationen ihren Kontext analysieren und sich selbst so (z. B. durch eine Positionsänderung, Rotation, Rekonfiguration von Antennen, etc.) konfigurieren lässt, dass Kommunikationen mit Benutzergeräten dynamisch verbessert werden.
Ausführungsformen der Erfindung stellen Arten und Weisen bereit, auf welche ein Benutzergerät und/oder eine Basisstation die „Hops” über mehrere Relaisstationen auf eine solche Weise auswählen kann, dass statische und dynamische Relaisstationen auf intelligente Weise verlinkt und parallel verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen kann die Verwendung dieser Techniken zu erhöhten Dienstgüteeigenschaften und der Vermeidung von Problemen bei solchen dynamischen Systemen, wie zum Beispiel plötzliche Unterbrechung der Kommunikation aufgrund einer ungünstigen Neupositionierung einer autonomen Relaisstation, führen.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine vereinfachte beispielhafte Drahtlosnetzkonfiguration beschrieben. Das Netz 100 weist eine Basisstation 102, ein erstes Benutzergerät 101 und ein zweites Benutzergerät 106 auf. Das zweite Benutzergerät 106 ist als eine dynamische (in diesem Fall eine „opportunistische”) Relaisstation eingerichtet. Das erste Benutzergerät 104 befindet sich in Kommunikation mit der Basisstation via Downlink 108 und Uplink 110. Das zweite Benutzergerät 106, welches als eine Relaisstation fungiert, empfängt auch die Daten, die via Downlink 108 und Uplink 110 übertragen werden, und sendet diese erneut – möglicherweise in einer modifizierten Form – auf der Kommunikationsverbindung 112 (welche Daten vom Uplink 110 überträgt, möglicherweise in einer modifizierten Form) und der Kommunikationsverbindung 114 (welche Daten vom Downlink 112 überträgt, möglicherweise in einer modifizierten Form), Beide Datenströme – d. h. Uplink 110 und Kommunikationsverbindung 112 an der Basisstation 102, und Downlink 108 und Kommunikationsverbindung 114 am ersten Benutzergerät 104 – können von ihren jeweiligen Empfängern kombiniert und dekodiert werden.
Es sollte angemerkt werden, dass die Daten auf der Kommunikationsverbindung 114 nicht mit den Daten auf dem Downlink 108 identisch sein müssen und die Daten auf der Kommunikationsverbindung 112 nicht mit den Daten auf dem Uplink 110 identisch sein müssen. Zum Beispiel können die Daten auf den Kommunikationsverbindungen 112 und/oder 114 zeitversetzt, differentiell kodiert (z. B. für Redundanz ähnlich wie Incremental Redundancy Hybrid Automatic Repeat-Request (HARQ)) oder auf irgendeine andere Weise transformiert oder kodiert sein, derart, dass der Empfänger in der Lage ist, das Signal zu verwenden, um die ursprünglichen Daten zurückzugewinnen.
So wie hierin verwendet, wird ein Relais, das, anstelle die Daten, die es empfängt, lediglich zu wiederholen, die Daten transformiert oder die Daten mit anderen empfangenen Daten kombiniert, bevor es sie wieder sendet, bezeichnet als „Netzkodieren (network coding)” verwendend. Ebenso wie herkömmliche Netzkodiertechniken wie zum Beispiel lineares Netzkodieren können andere Netzkodiertechniken verwendet werden bei dynamischen Relaisstationen, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben ist. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung können solche Netzkodiertechniken in den Relaisstationen, der Basisstation oder den Benutzergerät-Vorrichtungen verwendet werden. Im Allgemeinen können Vorrichtungen, die Netzkodieren einsetzen, Daten kodieren oder dekodieren und können Teilmengen der netzkodierten Daten (unter Umständen die gesamten netzkodierten Daten enthaltend) an andere Vorrichtungen in dem Netz senden. Wenn sie netzkodierte Daten empfängt, kann eine Vorrichtung von mehreren verschiedenen Quellen empfangene Teilmengen von Daten zusammensetzen, um die Daten zu dekodieren.
Es sollte angemerkt werden, dass Relaisstationen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von dem für Kommunikationen verwendeten Duplexverfahren, wie zum Frequency Division Duplexing (FDD), Halbduplex-FDD oder Time Division Duplexing (TDD), eingerichtet werden können. Wie in 2A und B gezeigt, ermöglichen Halbduplex-FDD-Systeme im Prinzip im Wesentlichen dieselbe Effizienz hinsichtlich der Ausnutzung von Funkressourcen wie Vollduplex-FDD-Systeme. 2A zeigt eine Kommunikation unter Verwendung von Vollduplex-FDD von drei Datenpaketen, bezeichnet „1”, „2” und „3”, zwischen einer Basisstation 202 (über Uplink 204 und Downlink 206 kommunizierend) und einem Erdgerät (Benutzergerät) 208 (über Uplink 210 und Downlink 212 kommunizierend) über eine Relaisstation 214 (über Uplink 216 und Downlink 218 kommunizierend), welche zum Beispiel eine dynamische Relaisstation sein kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. In ähnlicher Weise zeigt 2B eine Kommunikation unter Verwendung von Halbduplex-FDD zwischen einer Basisstation 252 (über Uplink 254 und Downlink 256 kommunizierend) und einem Endgerät (Benutzergerät) 258 (über Uplink 260 und Downlink 262 kommunizierend) über eine Relaisstation 264 (über Uplink 266 und Downlink 268 kommunizierend).
Dies ist bei TDD-Systemen im Allgemeinen nicht der Fall, da die Systeme typischerweise nicht in der Lage sind, Daten von mehreren Sendern gleichzeitig zu empfangen. Es gibt jedoch Ausnahmen wie die Verwendung von Empfängern, die Interferenz auslöschen oder minimieren (z. B. ähnlich wie Downlink Advanced Receive Performance/Single Antenna Interference Cancellation (DARP/SAIC) – konforme GSM/EDGE-Empfänger), welche den gleichzeitigen Empfang von mehreren Signalen erlauben.
Nun auf 3 Bezug nehmend ist ein Beispiel eines Drahtloskommunikationsnetzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Drahtloskommunikationsnetz 300 weist ein erstes Endgerät (Benutzergerät) 302 auf, welches sich in Kommunikation mit einem Kernnetz (nicht gezeigt) befindet durch eine Basisstation 304. Zusätzlich zum in direkter Kommunikation mit der Basisstation 304 Stehen durch Up/Downlink 306 befindet sich das erste Endgerät 302 innerhalb des Abdeckungsgebiets 308 einer autonomen Relaisstation 310 und kommuniziert mit der autonomen Relaisstation 310 durch Up/Downlink 312. Die autonome Relaisstation 310 ist durch Up/Downlink 316 auch mit der Basisstation 304 in Kontakt. Die Verbindung über die autonome Relaisstation 310 bietet zusätzliche Diversität, kann jedoch versagen, wenn sich die autonome Relaisstation rekonfiguriert.
Das erste Endgerät 302 befindet sich auch innerhalb des Abdeckungsgebiets 318 eines zweiten Endgeräts 320, welches als eine opportunistische Relaisstation fungiert/eingerichtet ist. Das erste Endgerät 302 kommuniziert mit dem zweiten Endgerät 320 durch Up/Downlink 322. Das zweite Endgerät 320 kommuniziert mit der Basisstation 304 durch Up/Downlink 324. Die Verbindung über diese opportunistische Relaisstation bietet zusätzliche Diversität, kann jedoch versagen, wenn zum Beispiel das zweite Endgerät 320 aus der Reichweite heraus bewegt wird oder plötzlich von seinem Benutzer ausgeschaltet wird.
Das erste Endgerät 302 befindet sich auch in dem Abdeckungsgebiet 328 einer statischen Relaisstation 330. Das erste Endgerät 302 kommuniziert mit der statischen Relaisstation 330 durch Up/Downlink 332. Die statische Relaisstation 330 kommuniziert mit der Basisstation 304 durch Up/Downlink 334. Obwohl statische Relaisstationen nicht wie autonome Relaisstationen ihre Positionen ändern können, verbessern statische Relaisstationen die Stabilität der Kommunikation.
Zusätzlich zu diesen Relaisstationen kann das Drahtloskommunikationsnetz 300 zusätzliche Relaisstationen aufweisen, wie zum Beispiel autonome Relaisstationen 340 und 342, und zusätzliche Endgeräte oder andere Benutzergeräte, die als opportunistische Relaisstationen eingerichtet sind, wie zum Beispiel ein drittes Endgerät 344. Das Drahtloskommunikationsnetz 300 kann auch zusätzliche statische Relaisstationen, wie zum Beispiel die statische Relaisstation 346, und/oder zusätzliche Basisstationen, welche so eingerichtet sein können, dass sie als statische Relaisstationen fungieren, wie zum Beispiel Standardbasisstationrelaisstation 348, aufweisen. Diese zusätzlichen Komponenten des Netzes 300 können außerhalb der Reichweite oder außerhalb der Kommunikation des ersten Endgeräts 302 sein, oder können in Kommunikation mit dem ersten Endgerät 302 sein, so dass sie das erste Endgerät 302 durch die Basisstation 304 oder durch andere Basisstationen (nicht gezeigt) über einen oder mehrere „Hops” (nicht gezeigt) mit dem Kernnetz verbinden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können diese verschiedenen Ausführungen oder Relaisstationen auf intelligente Weise parallel genutzt werden. Die genaue Auswahl der statischen, autonomen oder opportunistischen Relaisstationen für die Kommunikation kann von der Anwendung abhängen und davon, wie sehr eine kurze und unerwartete Unterbrechung der Kommunikation die Anwendung, die auf dem ersten Endgerät 302 läuft, beeinträchtigen würde. zum Beispiel kann eine FTP-Anwendung, die auf dem ersten Endgerät 302 läuft, höhere Übertragungsraten wertschätzen auf Kosten einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von Paketverlusten. Mit einer solchen Präferenz können autonome und/oder opportunistische Relaisstationen für viele „Hops” ausgewählt werden, da die Verwendung von solchen Relaisstationen eine höhere zu erreichende Datenrate ermöglichen können und Unterbrechungen bei einer FTP-Anwendung auf einfache Weise gehandhabt werden können, falls eine ausgewählte Relaisstation aufhört, in Drahtloskommunikation zu sein. Auf der anderen Seite ist bei latenz-kritischen Anwendungen, wie zum Beispiel VoIP, gewöhnlich eine unterbrechungsfreie und stabile Kommunikation gewünscht, und somit können statische Relaisstationen, welche eine größere Signalstabilität auf Kosten einer geringeren Datenrate bieten können, bevorzugt sein. In einigen Ausführungsformen kann das erste Endgerät 302 verschiedene Konfigurationen seiner Netzkommunikationen und „Hops” anfragen in Abhängigkeit von der Anwendung, die aktuell auf dem ersten Endgerät 302 im Einsatz ist.
Zusätzlich kann, indem mit mehreren Relaisstationen parallel verbunden wird, Netzkodieren verwendet werden, um die Leistungsfähigkeit weiter zu verbessern. Mittels Netzkodierens übertragen die verschiedenen Up/Downlinks nicht alle dieselben Daten sondern übertragen stattdessen verschiedene Kombinationen der Daten, so dass ein vollständiger Datenstrom in dem ersten Endgerät 302 und in der Basisstation 304 rekonstruiert oder dekodiert werden kann. Physikalische-Schicht-Netzkodierung kann ebenfalls angewendet werden. Zusätzlich können einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere dynamische Relaisstationen als ein Multiple Input Multiple Output(MIMO)-System implementieren und dadurch den Durchsatz und/oder die Robustheit des Netzes 300 erhöhen.
Weiter Verbesserungen der Leistungsfähigkeit können in einigen Ausführungsformen erreicht werden mittels eines positionsabhängigen Vorkodierens, in einigen Ausführungsformen unter Verwendung von mehreren Sendeantennen. In einigen Ausführungsformen kann Beam Shaping verwendet werden, um Energie so genau wie möglich auszustrahlen, um die Signalenergie am Empfänger zu maximieren und die Interferenzenergie für andere Empfänger zu minimieren. In einigen Ausführungsformen kann ein verteiltes MIMO-System bereitgestellt werden mittels zusätzlichen Kodierens.
In einigen Ausführungsformen können Diversitätseffekte verbessert werden, indem geographisches Wissen, einschließlich der Positionen der bei einer Kommunikation beteiligten Kommunikationseinheiten, genutzt wird. Eine Relaisstation kann mit Hilfe ihrer eigenen oder signalisierten Kanalmessungen die Umgebung erfassen und kann selbstständig Vorkodierschemata entsprechend auswählen. Alternativ können diese Vorkodierschemata von einer zentralen Einheit an die Relaisstation gesendet werden. Diese zentrale Einheit kann die geographischen Informationen auswerten und kann die Relaisstationen entsprechend dieser geographischen Informationen konfigurieren. In einigen Ausführungsformen kann diese zentrale Einheit die Basisstation oder eine andere Komponente des Drahtlosnetzes sein. Alternativ kann die zentrale Einheit ein Teil des Kernnetzes, mit dem die Basisstation kommuniziert, sein.
Die Konfiguration der autonomen und opportunistischen Relaisstationen kann aktualisiert werden in Abhängigkeit von Veränderungen in der Umgebung. Autonome Relaisstationen können ihre Konfigurationen auch selbstständig festlegen, unter Berücksichtigung der Position sowie des Vorkodierens als Parameter zum Verbessern ihrer eigenen Dienstgüte (und der Dienstgüte für Benutzergerät-Varrichtungen, die durch sie kommunizieren) und zum Verringern der Interferenz mit anderen Signalen.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses 400 zum Ermitteln einer Auswahl von Relaisstationen mittels einer Mobilkommunikationsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Prozess basiert auf einem Fall, bei dem eine direkte Kommunikation zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung, wie zum Beispiel dem ersten Endgerät 302 aus 3, und einer Basisstation, wie zum Beispiel der Basisstation 304 aus 3, besteht. Aufgrund der Mobilität der Mobilkommunikationsvorrichtung nimmt die Dienstgüte der Verbindung ab, so dass sie unter einer Mindestdienstgüte fällt. Unter der Annahme, dass die Mobilkommunikationsvorrichtung bis zu N Relaisverbindungen unterhalten kann und eine Mindestdienstgüte benötigt, um ihre Verbindungen aufrecht zu erhalten, wählt sie die Relaisstationen aus. Um die Relaisstationen auszuwählen, wählt die Mobilkommunikationsvorrichtung zunächst so viele statische Relaisverbindungen, wie nötig sind, um eine Mindestdienstgüte zu gewährleisten. Dies beruht darauf, dass die statischen Relaisstationen eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit als die anderen Relaisstationen haben, da sie sich nicht selbst rekonfigurieren oder abschalten. Sobald die Mobilkommunikationsvorrichtung ihre Mindestdienstgüte erreicht, kann sie, falls sie noch nicht N aktive Relaisverbindungen erreicht hat, weitere Relaisverbindungen aufbauen zu dynamischen (d. h. autonomen oder opportunistischen) Relaisstationen, um die aktuelle Dienstgüte zu erhöhen. Ein Prozess so wie dieser könnte geeignet sein zur Verwendung mit einer Anwendung, die die Stabilität der Verbindung (zumindest bis die Mindestdienstgüte erreicht ist) höher einschätzt als das Maximieren der Datenrate.
Bei 402 kann der Prozess 400 von der Mobilkommunikationsvorrichtung gestartet werden, wenn ein Dienstgüteparameter unter eine bestimmte Schwelle fällt. In einer alternativen Ausführungsform kann in diesem Schritt ein Dienstgüteparameter eines Drahtlosnetzes ausgewählt werden. Bei 403 wird n auf Eins gesetzt, wobei n die Anzahl von statischen Relaisstationen, mit denen die Mobilkommunikationsvorrichtung in drahtloser Kommunikation steht, darstellt. Jedoch wird n bei 403 auf Eins gesetzt, da der Prozess annimmt, dass die Drahtloskommunikationsvorrichtung normalerweise in direkter Drahtloskommunikation mit einer Basisstation steht. Der Prozess 400 wählt statische Relaisstationen vor dynamischen Relaisstationen aus, was erwünscht sein kann, falls Niedrige-Latenz- und ähnliche Dienstgüte-Parameter gewünscht sind.
Bei 404 ermittelt der Prozess 400, ob die Kommunikationsverbindung zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung, oder allgemeiner ausgedrückt UE, und der Basisstation plus der Verbindungen zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und den statischen Relaisstationen einen Mindestdienstgüte(QoS)-Parameter gewährleistet. In einer alternativen Ausführungsform können die statischen Relaisstationen eine Mindestqualität eines Qualitätsparameters eines Drahtlosnetzes gewährleisten.
QoS-Parameter umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Garantien eines bestimmten Leistungsniveaus des Datenflusses, einschließlich Bitrate, Verzögerung, Jitter, Paketverlustwahrscheinlichkeit und/oder Bitfehlerrate. Qualitätsparameter umfassen Abdeckungsgebiet, Datenzuverlässigkeit, Datenkapazität eines Drahtloskommunikationssystems und Sendeleistung einer Basisstation oder des Netzes als Ganzes. Bei 404 können ein oder mehrere QoS-Parameter berücksichtigt werden. In einer alternativen Ausführungsform können ein oder mehrere Qualitätsparameter berücksichtigt werden. Falls eine Mindest-QoS-Parameter-Leistungsfähigkeit nicht garantiert ist, wählt der Prozess bei Block 406 eine n-te statische Relaisstation aus. Das Ermitteln, welche statische Relaisstation auszuwählen ist, kann zum Beispiel basieren auf einer Leistungsmessung, der Anzahl an UEs, die bereits mit einem Relais in Kommunikation stehen, einem Basisstationbefehl oder einer vorgegebenen festen Präferenzreihenfolge.
Bei 408 wird n um Eins erhöht, um widerzuspiegeln, dass die Mobilkommunikationsvorrichtung mit einer weiteren statischen Relaisstation drahtlos kommunizieren soll. Folglich nimmt der Prozess 400 im Allgemeinen an, dass die Mobilkommunikationsvorrichtung mit mehr als einer Station (d. h. Basisstation oder Relaisstation) in drahtloser Kommunikation stehen kann.
Bei 410 ermittelt der Prozess 400, ob die maximale Anzahl an Stationen, mit denen die Mobilkommunikationsvorrichtung drahtlos kommunizieren kann, erreicht worden ist, wobei N die maximale Anzahl darstellt. Falls n gleich N ist, wird der Prozess bei 420 beendet, falls jedoch n kleiner als N ist, wird der Prozess in einer Schleife zurück zu 404 geführt. Falls ein Mindest-QoS-Parameter gewährleistet ist, wird m bei 412 auf Eins gesetzt, wobei m die Anzahl an dynamischen Relaisstationen, mit denen die Mobilkommunikationsvorrichtung in drahtloser Kommunikation stehen kann, darstellt.
Bei 414 überprüft der Prozess 400, ob die maximale Anzahl an Stationen, mit denen die Mobilkommunikationsvorrichtung drahtlos kommunizieren kann, erreicht worden ist. Falls n + m – 1 gleich N ist, wird der Prozess bei 420 beendet, falls jedoch n + m – 1 kleiner als N ist, so fährt der Prozess 400 mit 416 fort. Bei 416 wählt der Prozess 400 eine m-te dynamische Relaisstation aus. Bei 418 wird m um Eins erhöht, um widerzuspiegeln, dass die Mobilkommunikationsvorrichtung mit einer weiteren dynamischen Relaisstation drahtlos kommunizieren soll, und in einer Schleife zurück zu 414 geführt.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines alternativen Prozesses 500, um eine Auswahl von Relaisstationen mittels einer Mobilkommunikationsvorrichtung zu ermitteln, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Größte-Bemühung-Lieferung (best effort delivery) eines Dienstgüteparameters verwendet. Bei einer Größte-Bemühung-Lieferung erhält ein Benutzer einen Größte-Bemühung-Dienst (best effort service), was bedeutet, dass sich Dienstgüteparameter in Abhängigkeit von der vorliegenden Verkehrslast verändern. Für eine Größte-Bemühung-Lieferung ist es nicht erforderlich, zwischen statischen, opportunistischen oder autonomen Relaisstationen zu unterscheiden. Es ist möglich, dass allein die Relaisstation, welche die beste Dienstgüte bietet, ausgewählt wird. Der Prozess 500 kann in Fällen geeignet sein, wo das anwendbare Dienstgütemaß der Datenrate den Vorzug vor Zuverlässigkeit gibt, zum Beispiel eine FTP-Anwendung, die auf einem Benutzergerät läuft.
Bei 502 kann der Prozess 500 von der Mobilkommunikationsvorrichtung gestartet werden, wenn ein Größte-Bemühung-Dienst erwünscht ist für einen Dienstgüteparameter (wie zum Beispiel Datenrate in diesem Fall). Optional wird in einigen Ausführungsformen bei 503 n gleich m gesetzt, was die Anzahl von Relaisstationen ist, mit denen eine Mobilkommunikationsvorrichtung in drahtloser Kommunikation steht, bevor der Prozess 500 gestartet wurde. Der Prozess 500 wählt eine n-te Relaisstation aus bei Block 504. Das Ermitteln, welche Relaisstation auszuwählen ist, kann zum Beispiel basieren auf einer Leistungsmessung, der Anzahl an UEs, die bereits mit einem Relais in Kommunikation stehen, einem Basisstationbefehl oder einer vorgegebenen festen Präferenzreihenfolge.
Optional erfolgt in einigen Ausführungsformen bei 506 eine Überprüfung, um zu sehen, ob die neu ausgewählte Relaisstation eine autonome Relaisstation ist. Falls ja, kann bei 508 die Station zur Rekonfiguration aufgefordert werden, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Bei 510 wird n um Eins erhöht, um widerzuspiegeln, dass die Mobilkommunikationsvorrichtung mit einer weiteren Relaisstation drahtlos kommunizieren soll.
Bei 512 überprüft der Prozess 500, ob die maximale Anzahl an Stationen, mit denen die Mobilkommunikationsvorrichtung bereits in drahtloser Kommunikation steht, erreicht worden ist, wobei N die maximale Anzahl darstellt. Falls n gleich N ist, wird der Prozess bei 514 beendet, falls jedoch n kleiner als N ist, wird der Prozess 500 in einer Schleife zurück zu 504 geführt.
Es wird verstanden, dass der in 4 und 5 gezeigte Prozess nur zwei mögliche Prozessbeispielausführungsformen der Erfindung sind und dass es viele Variationen oder Ergänzungen geben kann. Zum Beispiel kann eine alternative Ausführungsform eine bevorzugte Reihenfolge des Auswählens der Relaisstationen ermitteln (opportunistische zuerst, statische als zweites, etc.) basierend darauf, welche QoS-Parameter nicht gewährleistet werden. Ferner kann eine alternative Ausführungsform auch eine bevorzugte Reihenfolge des Auswählens der Relaisstationen ermitteln basierend auf QoS-Parametern, denen eine Anwendung möglicherweise den Vorzug vor anderen QoS-Parametern gibt.
Wie oben angemerkt worden ist, besteht eine Schwierigkeit, die bei dynamischen Relaisstationen angetroffen werden kann, in einer Verringerung der Zuverlässigkeit von Kommunikationsverbindungen zwischen dynamischen Relaisstationen und UE oder Basisstationen. Diese Verringerung der Zuverlässigkeit kann daraus resultieren, dass sich die dynamischen Relaisstationen zu Orten hinbewegen, die sich entweder außerhalb der Reichweite von einigen (oder allen) der Benutzergerät-Vorrichtungen und Basisstationen, mit denen die Relaisstation in Kommunikation steht, befinden, oder zu einem Ort hinbewegen, wo die Kommunikationsverbindung von geringerer Qualität ist (z. B. aufgrund der Geographie oder Interferenz). In ähnlicher Weise können das Neupositionieren oder Rekonfigurieren von Antennen, das Abschalten der Relaisstation und Rekonfigurationen im Allgemeinen Unterbrechungen in Kommunikationen hervorrufen und folglich Verringerungen der Zuverlässigkeit.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann dies auf mehrere Arten überwunden werden. Wie in 6A gezeigt, kann gemäß einem Verfahren 600 eine dynamische Relaisstation bei 602 eine Rekonfigurationsbedingung, wie zum Beispiel eine bevorstehende Änderung der Position, Antennenausrichtung und/oder Ausgangsleistung, detektieren. Bei 604 kann die Relaisstation einen bewussten Zeitraum der Ruhe oder Kommunikationsunterbrechung einleiten, um Kommunikationen vor oder während des Anfangsteils einer Rekonfiguration sauber zu beenden. Sobald die Rekonfiguration fertig ist, kann die dynamische Relaisstation bei 606 Kommunikationen innerhalb ihres rekonfigurierten und/oder neu positionierten Kontexts wieder einleiten.
Alternativ kann, wie in 6B gezeigt, gemäß dem Verfahren 650 eine Relaisstation bei 652 eine Rekonfigurationsbedingung, wie zum Beispiel eine bevorstehende Änderung der Position, Antennenausrichtung und/oder Anpassungen an ihrem gesendeten Signal, detektieren. Bei 654 sendet die Relaisstation 660 eine Nachricht 664 an die Vorrichtungen, mit denen sie kommuniziert, oder (in einigen Ausführungsformen) eine Rundsendung (broadcast), die eine Rekonfiguration oder Positionsänderung ankündigt. Die Nachricht 664 wird bei 656 von einem Benutzergerät 662 empfangen, und bei 658 bewirkt dies, dass das Benutzergerät seine Netzkodierung so anpasst, dass die Relaisstation, die die Nachricht gesendet hat, während ihres Rekonfigurationszeitraums nicht verwendet wird.
Zusätzlich zum Verwenden der oben erläuterten Verfahren kann eine Relaisstation als Teil des Rekonfigurations- oder Neupositionierungsprozesses auch ihr gesendetes Signal adaptiv oder dynamisch verändern. Indem dies gemacht wird, kann vermieden werden, dass bestehende Verbindungen unnötigerweise unterbrochen werden während einer Rekonfiguration, und soweit einige Verbindungen unterbrochen werden müssen (z. B. weil sie nicht länger in Reichweite sind), kann es möglich sein, solche Verfahren zu verwenden, um zu vermeiden, dass die Unterbrechung der Kommunikation plötzlich oder unerwartet ist.
Unter Bezugnahme nun auf 7 wird eine alternative architektonische Übersicht einer beispielhaften Netzarchitektur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Netz 700 weist ein „Kernnetz” (CN) 702 und ein Funknetz 704 auf. Das Kernnetz 702 ist der zentrale Teil des Netzes 700, wird normalerweise von einem Kommunikationsdiensteanbieter betrieben und weist sowohl drahtgebundene als auch Drahtloskomponenten auf, die Mobilkommunikationsdienste über große Gebiete vielen Benutzern bereitstellen. Das Funknetz 704 verbindet einzelne Benutzer mit dem Kernnetz 702, um Kommunikationsdienste bereitzustellen, und weist sowohl Drahtlos- als auch drahtgebundene Komponenten auf, von denen manche von dem Kommunikationsdiensteanbieter, der das Kernnetz 702 betreibt, betrieben werden können, und von denen manche von anderen betrieben werden können.
Das Funknetz 704 weist zahlreiche Makrozellen auf, wie zum Beispiel Makrozelle 707, welche von einer Basisstation 705 abgedeckt wird. Die Basisstation ist mit dem Kernnetz 702 verbunden und befindet sich mit einer statischen Relaisstation 706 in drahtloser Kommunikation. Die statische Relaisstation befindet sich in drahtloser Kommunikation mit einer opportunistischen Relaisstation 708, einer autonomen Relaisstation 710 und einer Mobilkommunikationsvorrichtung 714. Die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 befindet sich auch mit der opportunistischen Relaisstation 708 in drahtloser Kommunikation.
Die in 7 gezeigte Netzarchitektur kann zum Beispiel ein LTE(Long Term Evolution)-Netz sein. Somit kann in einigen Ausführungsformen einer solchen Architektur OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) für die Kommunikation in einer MIMO-Umgebung verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können SC-FDMA (Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access) oder andere bekannte Kommunikations-Modulations- oder -Zugangsschemata verwendet werden.
Daten können von jeder beliebigen Komponente (705, 706, 708 and 710–714) in dem Funknetz 704 netzkodiert werden. Zum Beispiel kann die Mobilkommunikationsvorrichtung 114 ein Signal A senden, das für die Basisstation 705 bestimmt ist, und die Basisstation 705 kann ein Signal B senden, das für die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 bestimmt ist. Die Relaisstation 706 kann die Signale A und B unter Verwendung von Netzkodieren (z. B. unter Verwendung von xor und/oder anderen Operationen) kombinieren und die kombinierten Daten an sowohl die Basisstation 705 als auch die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 senden. Daten können mehrere Male netzkodiert und -dekodiert werden, wenn sie in dem Funknetz 704 gesendet und weitergesendet werden.
Die statischen, autonomen und opportunistischen Relaisstationen können in Abhängigkeit von einem ausgewählten Duplexverfahren, einschließlich aber nicht beschränkt auf Vollduplex-Frequency-Division-Duplex (FDD), Halbduplex-Frequency-Division-Duplex oder Time Division Duplex, konfiguriert werden. In einer Ausführungsform verwenden die statischen, autonomen und opportunistischen Relaisstationen Physikalische-Schicht-Netzkodierung (physical layer network coding) in Verbindung mit einem Halbduplex-FDD und QPSK, um den Netzdurchsatz zu erhöhen.
Wie oben erwähnt, kann die autonome Relaisstation 710 ihre Position, Antennenausrichtung und Antennenanordnung dynamisch anpassen. Die autonome Relaisstation 710 kann auch ihre Sendeeigenschaften abstimmen, zum Beispiel mittels Aussendens eines Kanalimpulses und Vergleichens des gesendeten Kanalimpulses mit einem empfangenen Kanalimpuls und Anpassens ihres Sendesignals, um jegliche Unregelmäßigkeiten, die durch die Sendeumgebung hervorgerufen werden, zu kompensieren.
Darüber hinaus können solche Informationen mit anderen dynamischen Relaisstationen geteilt werden. Ein Sendesignal kann angepasst werden, indem die Position des Senders, Ausgangsleistung, die Antennenausrichtung und/oder die Antennenanordnung angepasst werden, oder indem das Signal durch Signalverarbeitung angepasst wird. Mit der Verwendung von GPS-Modellierung kann die autonome Relaisstation 710 auch eine Sendeposition ermitteln und sich dort hin bewegen, um die Signalinterferenz zu reduzieren oder erhöhen. Das Erhöhen der Signalinterferenz kann in einer MIMO-Umgebung erwünscht sein.
In Abhängigkeit von den Anforderungen benachbarter Makrozellen (nicht abgebildet) kann sich die autonome Relaisstation in die und heraus aus der Makrozelle 707 und benachbarten Zellen bewegen oder ihre Antenne oder Antennen verstellen, um die Qualität der benachbarten Makrozelle zu verbessern.
Die autonome Relaisstation 710 kann sich ferner selbstständig konfigurieren mittels Verwendens von Vorkodieren beim Optimieren eines Dienstgüteparameters. Das Funknetz 704 kann seine Leistungsfähigkeit auch vergrößern, indem es positionsabhängiges Vorkodieren verwendet, um eine verteilte MIMO-Umgebung zu implementieren.
Somit kann sich die autonome Relaisstation 710 an ihre Umgebung anpassen mit Hilfe ihrer eigenen signalisierten Kanalmessungen und kann selbstständig ein entsprechendes Vorkodierschema auswählen abhängig von der Kodierung und Netzarchitektur, die das Funknetz 704 verwendet. Alternativ können Vorkodierschemata von der Basisstation 705 oder einer anderen Relaisstation an die autonome Relaisstation 710 gesendet werden. In einer Ausführungsform kann die Basisstation 705 geographische Informationen auswerten und die autonome Relaisstation 710 entsprechend konfigurieren. Falls zum Beispiel das Funknetz 704 eine verteilte MIMO-Umgebung verwendet, kann die Basisstation 705 geographische Informationen berücksichtigen und die autonome Relaisstation 710 bezogen auf die statische Relaisstation 706 so positionieren, dass ein Signal mit optimaler Interferenz von der Mobilkommunikationsvorrichtung 714 empfangen wird.
In der in 7 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die opportunistische Relaisstation 708 als eine Mobilkommunikationsvorrichtung ausgebildet. Die opportunistische Relaisstation 708 kann sich selbst als eine Relaisstation konfigurieren oder von irgendeiner anderen Komponente (705, 706 und 710–714) des Funknetzes 704 als ein Relais konfiguriert werden. Wie in 7 zu sehen ist, befindet sich die statische Relaisstation 706 in drahtloser Kommunikation mit der opportunistischen Relaisstation 708, obwohl die opportunistische Relaisstation 708 außerhalb der Makrozelle 707 ist. Somit kann die opportunistische Relaisstation 708 von der Basisstation 705 gesendete Daten an die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 senden, obwohl sich sowohl die opportunistische Relaisstation 708 als auch die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 außerhalb der Sendereichweite der Basisstation 705 befinden. Die opportunistische Relaisstation 708 sich auch in verschiedene Zellen hinein und daraus hinaus bewegen.
Da dynamische Relaisstationen ihre physikalische Position und/oder Antennenausrichtung wie oben beschrieben ändern können, können dynamische Relaisstationen ihre Sendeeigenschaften ändern, um zu vermeiden, dass die Leistungsfähigkeit des Funknetzes verringert wird. Eine Positionsänderung kann eine Änderung der physikalischen Position, eine Änderung der Antennenausrichtung, eine Änderung der Antennenkonfiguration oder alles drei sein. In einer Ausführungsform kann die dynamische Relaisstation 710 verstummen, bis die Positionsänderung abgeschlossen ist. In einer anderen Ausführungsform kann die dynamische Relaisstation 710 eine Positionsänderung ankündigen, und die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 oder die Basisstation 705 passt die Netzkodierung so an, dass die Mobilkommunikationsvorrichtung 714 oder die Basisstation 715 unbeeinflusst ist. In noch einer anderen Ausführungsform kann die dynamische Relaisstation 710 ihr gesendetes Signal während einer Positionsänderung adaptiv ändern, so dass das von der Mobilkommunikationsvorrichtung 714 oder der Basisstation 705 empfangene Signal keine unerwünschte Interferenz hervorruft.
8A zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Architektur für eine autonome Relaisstation wie zum Beispiel die autonome Relaisstation 710 aus 7. Die autonome Relaisstation 800 weist einen Prozessor 802, Speicher 804, ein Funkmodul 806, eine Leistungssteuereinheit 807 und ein Steuermodul 808 auf, die durch einen Bus 810 verbunden sind. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 804 einen Direktzugriffsspeicher 812 wie zum Beispiel einen herkömmlichen DRAM und einen nichtflüchtigen Speicher 814 wie zum Beispiel einen herkömmlichen Flash-Speicher aufweisen zum Speichern der Firmware, die die autonome Relaisstation 800 steuert, sowie anderer Parameter, Einstellungen, geographischer Informationen oder Vorkodierung, die von der autonomen Relaisstation 800 beibehalten werden sollten.
Das Funkmodul 806 kann eine oder mehrere Antennen 816 aufweisen, welche zur drahtlosen Kommunikation mit einer oder mehr Mobilkommunikationsvorrichtungen, Relaisstationen und Basisstationen verwendet wird/werden. Die Verwendung von mehreren Antennen ist besonders vorteilhaft, wenn sich die autonome Relaisstation 800 in einer MIMO-Umgebung befindet.
Das Steuermodul 808 nimmt Befehle von dem Prozessor 802 und/oder dem Speicher 804 entgegen. Das Steuermodul 808 kann dann Signale an einen Bewegungstreiber 809 senden, welcher eine Bewegung der autonomen Relaisstation 800 über einen Motor oder eine ähnliche Vorrichtung (nicht gezeigt) erzeugt und steuert. Beispiele für eine Bewegung umfassen das Ändern eines physikalischen Standorts der autonomen Relaisstation 800, einer Ausrichtung der Antenne oder Antennen 816 und einer Konfiguration der Antennen 816. Sensorischer Input 811 kann ebenfalls verwendet werden, um die Bewegung der autonomen Relaisstation 800 intelligent zu steuern. Zum Beispiel kann die autonome Relaisstation 800 Infrarotsensoren aufweisen (nicht gezeigt), um Kollisionen mit umgebenden Objekten zu vermeiden.
Die autonome Relaisstation 800 kann mit Energie versorgt werden mittels eines herkömmlichen Netzanschlusses (nicht gezeigt), Solarzellen (nicht gezeigt) oder mittels anderer bekannter Verfahren zur Energieversorgung einer elektronischen Vorrichtung. In einigen Ausführungsformen kann die autonome Relaisstation 800 eine interne Leistungsquelle 818 wie zum Beispiel eine Batterie (welche eine wiederaufladbare Batterie sein kann) aufweisen, die mit der Leistungssteuereinheit 807 verbunden ist.
Es wird verstanden, dass die in 8A gezeigte Architektur nur eine mögliche Architektur für die autonome Relaisstation 800 ist und dass es viele Variationen und Ergänzungen zu der Architektur gibt. Zum Beispiel kann die autonome Relaisstation 80 I/O-Vorrichtungen wie zum Beispiel eine Anzeige (nicht gezeigt), Räder oder Schienen (nicht gezeigt), so dass sich die autonome Relaisstation 800 frei oder auf einer festgelegten Bahn über ein Terrain bewegen kann, oder Motoren, um ein Array der Antennen 816 zu bewegen oder konfigurieren, aufweisen.
Es sollte angemerkt werden, dass eine ähnliche Architektur wie die in 8A gezeigte auch für statische Relaisstationen und/oder Basisstationen verwendet werden kann. Bei einer statischen Relaisstation wäre typischerweise kein Bedarf an dem Steuermodul 808, Bewegungstreiber 809 oder sensorischem Input 811. Eine Basisstation würde diese Komponenten typischerweise ebenfalls nicht haben und würde typischerweise eine zusätzliche Netzschnittstelle aufweisen (nicht gezeigt), um die Basisstation mit dem Kernnetz zu verbinden.
8B zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Architektur einer opportunistischen Relaisstation wie zum Beispiel der opportunistischen Relaisstation 708 aus 7 (in dieser Ausführungsform eine Mobilkommunikationsvorrichtung) zur Verwendung mit Ausführungsformen der Erfindung. Die opportunistische Relaisstation 850 weist einen Prozessor 852, Speicher 854, ein Funkmodul 856, eine Anzeige 858, ein Tastenfeld 860, eine Chipkartenschnittstelle 861, einen Lautsprecher 862, ein Mikrophon 864 und eine Leistungssteuereinheit 865 auf, die alle durch einen Bus 866 verbunden sind. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 854 einen Direktzugriffsspeicher 868 wie zum Beispiel einen herkömmlichen DRAM und nichtflüchtigen Speicher 870 wie zum Beispiel einen herkömmlichen Flash-Speicher aufweisen zum Speichern der Firmware, die die opportunistische Relaisstation 850 steuert, sowie anderer Parameter und Einstellungen, die von der opportunistischen Relaisstation 850 beibehalten werden sollten. Zum Beispiel kann die Firmware es der opportunistischen Relaisstation 850 ermöglichen, als ein Relais zu arbeiten, wenn die opportunistische Relaisstation 850 nicht von einem Benutzer verwendet wird. Das Funkmodul 856 kann eine Antenne oder Antennen 872 aufweisen und kann verwendet werden, um mit einer Basisstation oder einer statischen, autonomen oder anderen opportunistischen Relaisstation drahtlos zu kommunizieren.
Die Chipkartenschnittstelle 861 kann dazu verwendet werden, eine Chipkarte 873 mit der opportunistischen Relaisstation 850 zu verbinden. Beispiele solcher Chipkarten umfassen SIM(Subscriber Identity Module)-Karten, UICC(Universal Integrated Circuit Card)-Chipkarten mit integriertem SIM oder USIM (Universal Subscriber Identity Module) und andere Arten von Chipkarten.
Die opportunistische Relaisstation 850 kann in einem kompakten tragbaren Gehäuse (nicht gezeigt) untergebracht sein. Zum Zwecke der Mobilität würde die opportunistische Relaisstation 850 typischerweise von einer Batterie 874, die mit der Leistungssteuereinheit 865 verbunden ist, mit Leistung versorgt.
Es wird verstanden, dass die in 8B gezeigte Architektur nur eine mögliche Architektur für eine opportunistische Relaisstation 850 ist. Zum Beispiel können opportunistische Relaisstationen auch persönliche digitale Hilfen, tragbare Musikvorrichtungen, tragbare Spielvorrichtungen, Notebook-Computer und ähnliche Vorrichtungen einbeziehen.
Obwohl die Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, sollte es von denjenigen, die mit dem Fachgebiet vertraut sind, verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen bezüglich Ausgestaltung und Details daran vorgenommen werden können, ahne vom Wesen und Bereich der Erfindung, wie durch die angefügten Ansprüche definiert, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung wird daher durch die angefügten Ansprüche angegeben, und es ist daher beabsichtigt, dass alle Änderungen, welche unter den Wortsinn oder den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0006]
IEEE 802.16j [0006]

Claims

Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Verwenden von Netzkodieren, um die Daten zu kodieren; und Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Netz durch eine dynamische Relaisstation.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine dynamische Relaisstation das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine autonome Relaisstation aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Übertragen einer Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine dynamische Relaisstation das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine opportunistische Relaisstation aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine statische Relaisstation.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend das Dekodieren der Teilmenge von kodierten Daten mittels der dynamischen Relaisstation.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend das Übertragen der Teilmenge der kodierten Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und dem Kernnetz durch eine Basisstation.
Verfahren gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend das Dekodieren der Teilmenge von kodierten Daten mittels der Basisstation.
Verfahren zum Optimieren von Ressourcen eines Drahtlosnetzes, das Verfahren aufweisend: Ermitteln eines zu verbessernden Qualitätsparameters des Netzes; und Ändern der Position einer autonomen Relaisstation, wobei die Positionsänderung den Qualitätsparameter des Netzes verbessert.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Ermitteln des zu verbessernden Qualitätsparameters des Netzes das Auswählen des Qualitätsparameters aus einer Gruppe bestehend aus Erweitern des Abdeckungsgebiets des Netzes, Minimieren der erforderlichen Sendeleistung des Netzes, Erhöhen der Datenkapazität des Netzes oder Erhöhen der Datenzuverlässigkeit des Netzes, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Ändern der Position der autonomen Relaisstation das Ändern des physikalischen Standorts der autonomen Relaisstation aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Ermitteln des zu verbessernden Qualitätsparameters des Netzes das Ermitteln, dass ein Dienstgüteparameter einer ersten Kommunikationsverbindung eine Mindestdienstgüte unterschritten hat, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, ferner aufweisend das Aufbauen einer zweiten Kommunikationsverbindung mit der autonomen Relaisstation, wobei die zweite Kommunikationsverbindung Daten parallel zu der ersten Kommunikationsverbindung überträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner aufweisend das Auswählen einer oder mehrerer statischer Relaisstationen, bis ein Mindestqualitätsniveau des Qualitätsparameters erreicht ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, ferner aufweisend das Weiterleiten von netzkodierten Daten durch die autonome Relaisstation.
Verfahren zum Auswählen von Relaisstationen, die in Drahtloskommunikation mit einer Mobilkommunikationsvorrichtung stehen sollen, das Verfahren aufweisend: Ermitteln, dass ein Dienstgüteparameter einer ersten Kommunikationsverbindung eine Mindestdienstgüte unterschritten hat; Auswählen mindestens einer Relaisstation aus einer Relaisgruppe, die eine dynamische Relaisstation aufweist; Aufbauen einer zweiten Kommunikationsverbindung mit der ausgewählten Relaisstation, wobei die zweite Kommunikationsverbindung Daten parallel zu der ersten Kommunikationsverbindung überträgt; und Übertragen von netzkodierten Daten durch die erste und/oder die zweite Kommunikationsverbindung.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Auswählen mindestens einer Relaisstation aus der Relaisgruppe das Auswählen mindestens einer Relaisstation aus der Relaisgruppe, die eine statische Relaisstation, eine autonome Relaisstation oder eine opportunistische Relaisstation aufweist, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das Auswählen mindestens einer Relaisstation aus einer Relaisgruppe das Auswählen der Relaisstation aus der Relaisgruppe zumindest zum Teil basierend auf einer Leistungsmessung aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner aufweisend das Fortfahren mit dem Auswählen einer Relaisstation aus der Relaisgruppe, bis eine Mindestdienstgüte erreicht ist oder die Mobilkommunikationsvorrichtung eine Höchstzahl von Kommunikationsverbindungen erreicht.
Verfahren zum Auswählen von Relaisstationen, die in Drahtloskommunikation mit einer Mobilkommunikationsvorrichtung stehen sollen, das Verfahren aufweisend: Ermitteln, dass ein Größte-Bemühung-Dienst für einen Dienstgüteparamter gewünscht ist; Auswählen mindestens einer Relaisstation aus einer Relaisgruppe, die eine dynamische Relaisstation aufweist; Aufbauen einer Kommunikationsverbindung mit der ausgewählten Relaisstation; und Übertragen von netzkodierten Daten durch die Kommunikationsverbindung.
Dynamische Relaisstation zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz, die dynamische Relaisstation aufweisend: einen Prozessor; ein Funkmodul; und einen Speicher, der Speicher aufweisend einen Befehlssatz, der, wenn von dem Prozessor ausgeführt, die dynamische Relaisstation dazu veranlasst, netzkodierte Daten weiterzuleiten.
Dynamische Relaisstation gemäß Anspruch 20, wobei die dynamische Relaisstation eine opportunistische Relaisstation aufweist.
Dynamische Relaisstation gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei die dynamische Relaisstation eine autonome Relaisstation aufweist, die autonome Relaisstation ferner aufweisend einen Bewegungstreiber, wobei der Speicher ferner Befehle aufweist, die, wenn von dem Prozessor ausgeführt, die autonome Relaisstation dazu veranlassen, den Bewegungstreiber einzuschalten, um eine Positionsänderung der autonomen Relaisstation zu erzeugen.
Drahtlosnetz zum Übertragen von Daten zwischen einer Mobilkommunikationsvorrichtung und einem Kernnetz bereitgestellt, das Drahtlosnetz aufweisend: eine Basisstation; die Mobilkommunikationsvorrichtung; und eine dynamische Relaisstation, die eingerichtet ist, eine netzkodierte Teilmenge der Daten zwischen der Mobilkommunikationsvorrichtung und der Basisstation zu übertragen.
Drahtlosnetz gemäß Anspruch 23, wobei die dynamische Relaisstation eine autonome Relaisstation aufweist.
Drahtlosnetz gemäß Anspruch 24, wobei die Basisstation Vorkodierungsinformationen an zumindest die autonome Relaisstation sendet.
Drahtlosnetz gemäß Anspruch 24 oder 25, wobei das Relais der autonomen Relaisstation Vorkodierungsinformationen erzeugt.
Drahtlosnetz gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei die Vorkodierungsinformationen eingerichtet sind, eine verteilte MIMO-Umgebung zu erleichtern.
Drahtlosnetz gemäß einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei die dynamische Relaisstation eine opportunistische Relaisstation aufweist.
Drahtlosnetz gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei die dynamische Relaisstation ferner eingerichtet ist, MIMO-Signale weiterzuleiten.
Drahtlosnetz gemäß einem der Ansprüche 23 bis 29, wobei die dynamische Relaisstation ferner eingerichtet ist, während einer Rekonfiguration in einen Ruhezeitraum einzutreten.
Drahtlosnetz gemäß einem der Ansprüche 23 bis 30, wobei die dynamische Relaisstation ferner eingerichtet ist, eine Rekonfigurationsnachricht zu senden, und wobei die Mobilkommunikationsvorrichtung und/oder die Basisstation eingerichtet ist, ihre Netzkodierung anzupassen, wenn die Rekonfigurationsnachricht empfangen wird, derart dass die Mobilkommunikationsvorrichtung und/oder die Basisstation nicht beeinflusst wird während einer Rekonfiguration.
Drahtlosnetz gemäß einem der Ansprüche 23 bis 31, wobei die dynamische Relaisstation ferner eingerichtet ist, die Teilmenge von netzkodierten Daten adaptiv zu ändern, so dass die Teilmenge von netzkodierten Daten keine Interferenz mit einer anderen Teilmenge von netzkodierten Daten verursacht.