DE19849780C1 - Verfahren und Funk-Kommunikationssystem zur Signalübertragung - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Verwendung eines Diversitätsempfangs von einer Basisstation zu einer Mobilstation signalisiert und in der Mobilstation für eine Steuerung einer Sendeleistung für eine Signalübertragung zu der Basisstation berücksichtigt. Die Basisstation weist mindestens zwei Antenneneinrichtungen für den Diversitätsempfang der über eine Funkschnittstelle in Aufwärtsrichtung übertragenen Signale auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Funk-Kommunika­ tionssystem zur Signalübertragung.

In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen wie bei­ spielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnitt­ stelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Mobil­ station, wie beispielsweise einer Basisstation bzw. einer Mo­ bilstation für den Fall eines Mobilfunksystems, übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Beim GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Communication) liegen die Träger­ frequenzen im Bereich von 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz. Für zukünftige Mobilfunksysteme mit CDMA- und TD/CDMA- Übertra­ gungsverfahren über die Funkschnittstelle, wie beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder an­ dere Systeme der 3. Generation sind Trägerfrequenzen im Be­ reich von ca. 2000 MHz vorgesehen.

Unter reellen Einsatzbedingungen für Funk-Kommunikationssy­ steme sind gesendete Funksignale verschiedenartigsten Störun­ gen bei der Übertragung über die Funkschnittstelle ausgesetzt und erreichen die Empfangseinrichtung auf sehr unterschiedli­ chen Ausbreitungswegen. Außer einem direkten Ausbreitungsweg können die Funksignale auch an Hindernissen wie Bergen, Bäu­ men, Gebäuden u. ä. reflektiert oder gebeugt werden. In der Empfangseinrichtung überlagern sich die Funksignale der ver­ schiedenen Ausbreitungswege. Dies führt zu Auslöschungseffek­ ten, die die Empfangsqualität der Funksignale mitunter stark verringern.

Um diese Auslöschungseffekte, auch Fadingeffekte genannt, zu umgehen, sind verschiedene Methoden bekannt. Durch Antennen- Diversität, d. h. durch die Verwendung von mehreren Antennen für den Empfangspfad können diese Fadingeffekte reduziert werden. Da jedoch der Einsatz der Antennen-Diversität eine Erhöhung der Kosten und Komplexität in der Funkstation bedeu­ tet, wird die Antennen-Diversität gegenwärtig nur in den Ba­ sisstationen der Funk-Kommunikationssysteme eingesetzt und führt nur hier zu einer Erhöhung der Empfangsqualität. Für die Mobilfunksysteme der 3. Generation ist ein Einsatz einer Antennen-Diversität auch in der Mobilstation gedacht, da die­ ses eine vor allem für die Datenübertragung benötigte hohe Übertragungsqualität ermöglicht.

Aus dem Buch von David, K.; Benkner, T "Digitale Mobilfunksy­ steme", Stuttgart, Teubner-Verlag, 1996, insbesondere den Seiten 21-24, 50-51, 259, 293-294, 326-329 sowie 342-345, ist bekannt, daß bei Mobilfunksystemen Störungen in einem Über­ tragungskanal infolge einer Mehrwegeausbreitung auftreten. Um die negativen Wirkungen dieser Mehrwegeausbreitung zu vermin­ dern, wird insbesondere ein Einsatz eines basisstationsseiti­ gen Raum-Diversitäts-Empfangs mittels voneinander beabstande­ ter Antennen vorgeschlagen.

Aus der US 5 109 390 ist ein Diversitäts-Empfänger für ein zellulares CDMA-basiertes Kommunikationssystem bekannt, wobei eine Basisstation zwei Empfängersysteme mit getrennten Anten­ nen und Analog-Empfängern aufweist, um einen Raumdiversitäts- Empfang zu ermöglichen.

Aus der US 5 056 109 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Sendeleistung in einem zellularen CDMA-Mobiltelefonsystem be­ kannt. Hierbei wird in einer Basisstation eine Signalstärke eines von einer Mobilstation gesendeten Signals gemessen, mit einem Vergleichswert verglichen und ein entsprechender Befehl zur Sendeleistungsanpassung zu einer Mobilstation übertragen, woraufhin die Mobilstation die Sendeleistung entsprechend dem Befehl anpaßt.

Aus der WO 97/23016 A1 ist schließlich ein tragbares Emp­ fangsgerät mit einer Diversitäts-Antenne bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Funk-Kommunikationssystem anzugeben, die eine effizien­ tere Nutzung der Antennen-Diversität ermöglichen. Diese Auf­ gabe wird durch das Verfahren und durch das Funk-Kommunikati­ onssystem gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprü­ che 1 und 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird eine Verwendung eines Diversitätsemp­ fangs von einer Basisstation zu einer Mobilstation signali­ siert und in der Mobilstation für eine Steuerung einer Sende­ leistung für eine Signalübertragung zu der Basisstation be­ rücksichtigt. Die Basisstation weist dabei mindestens zwei Antenneneinrichtungen für den Diversitätsempfang der über eine Funkschnittstelle in Aufwärtsrichtung übertragenen Sig­ nale auf.

Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft, daß durch die Signali­ sierung des Diversitätsempfangs der Basisstation die sendende Mobilstation mit einer niedrigeren Sendeleistung senden kann, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung der Empfangsqualität in der Basisstation kommt. Hierdurch wird einerseits der Ener­ giekonsum in der Mobilstation verringert, welcher zu einer vor allem für Mobilstationen wichtigen Verlängerung der Be­ triebsdauer führt, zum anderen werden durch die verringerte Sendeleistung parallel betriebene Kommunikationsverbindungen weniger gestört, welches zusätzlich die Empfangsqualität in dem gesamten Funk-Kommunikationssystem erhöht.

Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird von der Mobilstation in gleicher Weise eine Verwendung eines Diversi­ tätsempfangs zu der Basisstation signalisiert, und in der Ba­ sisstation für die Steuerung der Sendeleistung für in Ab­ wärtsrichtung zu übertragene Signale berücksichtigt. Die Mo­ bilstation weist dabei ebenfalls mindestens zwei Antennenein­ richtungen auf.

Diese Ausgestaltung ermöglicht vorteilhaft eine Erhöhung der Empfangsqualität in der Mobilstation bzw. eröffnet die Mög­ lichkeit, daß auch die Basistation mit einer geringeren Sen­ deleistung senden kann. Hierdurch wird insbesondere die In­ tra- und Interzellinterferenz vorteilhaft verringert. Denkbar ist bei dieser Ausgestaltung auch, daß die Sendeleistung der Basisstation abhängig von dem Dienst, Übertragung von Sprache oder Daten, der zu übertragenen Signale gesteuert wird, da wie in der Einleitung erwähnt, bei einer Datenübertragung im Vergleich zu einer Sprachübertragung eine sehr hohe Empfangs­ qualität erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird von der Mobilstation und/oder von der Basisstation für die Steuerung der Sendeleistung zusätzlich zumindest ein charakteristischer Wert ermittelt. Dieser charakteristische Wert beinhaltet eine Aussage über einen Empfangspegel, eine Bitfehlerrate und/oder einen der Signallaufzeit zwischen der Mobilstation und der Basisstation proportionalen Wert und/oder ein Signal-Rausch- Verhältnis.

Diese Ermittlung eines charakteristischen Wertes ist bereits aus dem GSM-Mobilfunksystem bekannt und ermöglicht in Kombi­ nation mit der signalisierten Verwendung des Diversitätsemp­ fangs vorteilhaft eine genauere Abschätzung der Übertragungs­ verhältnisse der Funkschnittstelle, um eine entsprechende An­ passung der Sendeleistung an die ermittelten Verhältnisse vorzunehmen.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge wird zu­ sätzlich eine Angabe über einen durch den Diversitätsempfang erzielten Gewinn zu der Mobilstation und/oder zu der Basis­ station signalisiert. Hierdurch kann die sendende Mobilsta­ tion bzw. die Basisstation die Sendeleistung entsprechend dem Gewinn durch den Diversitätsempfang reduzieren, wobei die An­ gabe beispielsweise den minimalen Gewinn durch den Diversi­ tätsempfang angibt.

In zwei auf der vorhergehenden Weiterbildung basierenden al­ ternativen Ausführungsformen wird zu der Mobilstation oder zu der Basisstation gemäß einer ersten Ausführungsform jeweils eine Angabe über den Gewinn für mehrere Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsintervalle der Mobilstation signali­ siert, oder gemäß einer zweiten Ausführungsform jeweils eine mit der aktuellen Geschwindigkeit der Mobilstation oder eine mit einem bestimmten Geschwindigkeitsintervall korrespondie­ rende Angabe über den Gewinn zu der Mobilstation oder zu der Basisstation signalisiert.

Diese erfindungsgemäßen Ausgestaltungen ermöglichen vorteil­ haft, daß die Sendeleistung jeweils entsprechend der Ge­ schwindigkeit der Mobilstation verringert werden kann. Dieses ist vorteilhaft, da der Gewinn durch die Empfangsdiversität unter anderem von der Topologie und Morphologie der Land­ schaft sowie von der Geschwindigkeit der Mobilstation abhängt und sich mit höherer Geschwindigkeit entsprechend verringert.

Weiterhin kann gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfin­ dung die Angabe über den Gewinn periodisch in vorgegebenen Zeitintervallen und/oder bei einer Änderung der aktuellen Ge­ schwindigkeit der Mobilstation signalisiert werden. Dieses besitzt den Vorteil einer Verringerung der Signalisierungs­ last zur Signalisierung der Angabe über den jeweiligen Ge­ winn. Bewegt sich die Mobilstation mit einer konstanten Ge­ schwindigkeit bzw. mit einer Geschwindigkeit, die innerhalb eines Geschwindigkeitsintervalls liegt, so ist beispielsweise eine einmalige Signalisierung ausreichend.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge wird die aktuelle Geschwindigkeit der Mobilstation mittels einer Ände­ rung des charakteristischen Wertes in der Mobilstation und/oder in der Basisstation ermittelt, wobei der Mobilstation beispielsweise von der Basisstation signali­ siert werden kann, über welchen Zeitraum die Änderung des charakteristischen Wertes ermittelt werden soll. Diese Ausge­ staltung ermöglicht vorteilhaft eine weitere Verringerung der Signalisierungslast, insbesondere für den beispielhaften Fall, daß sich die Mobilstation nicht oder nur sehr langsam bewegt und somit praktisch keine Veränderung des charakteri­ stischen Wertes erfolgt. Weiterhin wird hierdurch die Emp­ findlichkeit gegenüber kurzzeitigen Störungen verringert, da die Veränderung des charakteristischen Wertes über einen län­ geren Zeitraum auftreten muß, und sich die Übertragungsver­ hältnisse und somit auch einzelne Parameter des charakteri­ stischen Wertes entsprechend der Geschwindigkeit in bestimm­ ter Weise verändern.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge werden die Verwendung des Diversitätsempfangs, die Angabe über den Ge­ winn und/oder die aktuelle Geschwindigkeit der Mobilstation jeweils in einer allgemeinen oder verbindungsindividuellen Signalisierungsnachricht signalisiert. Hierbei kann die Sig­ nalisierung in Abwärtsrichtung beispielsweise in einem be­ kannten allgemeinen Signalisierungskanal erfolgen, der von der Basisstation mit einer konstanten Sendeleistung gesendet wird und allgemeine Informationen über das Funk-Kommunikati­ onssystem enthält. Aufgrund der konstanten Sendeleistung kann die Mobilstation eine Abschätzung der erforderlichen Sende­ leistung und entsprechend der Angabe über den Gewinn eine zu­ sätzliche Verringerung der Sendeleistung vornehmen. In Auf­ wärtsrichtung kann die Mobilstation die Verwendung der Emp­ fangsdiversität beispielsweise in einem Zugangssignalisie­ rungskanal bei einem Verbindungsaufbauversuch signalisieren.

Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Funk-Kommunikationssystem eingesetzt, das ein CDMA- Teilnehmerseparierungsverfahren bzw. eine Kombinationen eines CDMA-Verfahrens mit weiteren Teilnehmerseparierungsverfahren nutzt. Diesen Verfahren gemeinsam ist eine parallele Nutzung eines Frequenzbandes für mehrere Kommunikationsverbindungen, wobei die einzelnen Verbindungen durch individuelle Spreiz­ kodes unterschieden werden. Zur Minimierung der auftretenden Interferenz, die eine Verringerung der Übertragungsqualität zur Folge hat, erfolgt nach dem Stand der Technik eine schnelle Regelung der Sendeleistung der Mobilstationen. Zu­ sätzlich kann durch die Erfindung die erforderliche Sendelei­ stung für die Signalübertragung weiter verringert werden, wo­ durch vorteilhaft Interferenzstörungen verringert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Funk- Kommunikationssystem werden nun anhand von zeichnerischen Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems, und eine Funk- Kommunikationssystemtypische Einsatzumgebung, die durch eine Mehrwegeausbreitung gekennzeichnet ist,

Fig. 2 eine beispielhafte schematische Darstellung der Rah­ menstruktur der Funkschnittstelle und des Aufbaus ei­ nes Funkblocks,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Mobilsta­ tion und Basisstation,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für das Funk-Kommunikationssystem gemäß Fig. 3,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer zusätzlichen Ermittlung der Geschwindigkeit in der Mobilstation,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Ermittlung der Geschwindigkeit in der Ba­ sisstation, und

Fig. 7 ein weiteres erfindungsgemäßes Ablaufdiagramm des er­ findungsgemäßen Verfahrens.

Das in der Fig. 1 dargestellte und als ein Mobilfunksystem ausgeführte Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer Viel­ zahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die untereinander ver­ netzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNM zum Zuteilen funktechnischer Ressourcen verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNM ermög­ licht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basissta­ tion BS. Eine solche Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle Verbindungen zu weiteren Funkstationen, wie beispielsweise Mobilstationen MS oder sta­ tionären Endgeräten, aufbauen kann. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle gebildet, in dessen Bereich befindliche Mobilstationen mit funktechnischen Ressourcen versorgt werden. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchi­ schen Zellstrukturen können pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen versorgt werden.

Unter reellen Einsatzbedingungen für Funk-Kommunikationssy­ steme sind die Funksignale zwischen der Basisstation BS und der beispielhaft angegebenen Mobilstation MS verschiedenar­ tigsten Störungen ausgesetzt und erreichen die Mobilstation MS auf sehr unterschiedlichen Ausbreitungswegen. Außer einem direkten Ausbreitungsweg können die Funksignale auch an Hin­ dernissen wie Bergen, Bäumen, Gebäuden u. ä. reflektiert oder gebeugt werden. In der Empfangseinrichtung der Mobilstation MS überlagern sich die Funksignale der verschiedenen Ausbrei­ tungswege, welches zu Auslöschungseffekten führt, die den Empfang der Funksignale stark beeinträchtigen können. Die Funktionalität der dargestellten Struktur wird von dem Funk- Kommunikationssystem nach der Erfindung genutzt.

Eine beispielhafte Rahmenstruktur der Funkschnittstelle, wie sie unter anderem in dem zukünftigen Mobilfunksystem der dritten Generation UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) verwirklicht wird, ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Ge­ mäß einer TDMA-Komponente ist eine Aufteilung eines breitban­ digen Frequenzbandes, beispielsweise der Bandbreite B = 5 MHz, in mehrere Zeitschlitze ts, beispielsweise 16 Zeit­ schlitze ts0 bis ts15 vorgesehen. Jeder Zeitschlitz ts inner­ halb des Frequenzbandes B bildet einen Frequenzkanal fk. In­ nerhalb eines breitbandigen Frequenzbandes B werden die auf­ einanderfolgenden Zeitschlitze ts nach einer Rahmenstruktur gegliedert. So werden 16 Zeitschlitze ts0 bis ts15 zu einem Rahmen zusammengefaßt.

Bei einer Nutzung eines TDD-Übertragungsverfahrens wird ein Teil der Zeitschlitze ts0 bis ts15 in Aufwärtsrichtung und ein Teil der Zeitschlitze ts0 bis ts15 in Abwärtsrichtung be­ nutzt, wobei die Übertragung in Aufwärtsrichtung beispiels­ weise vor der Übertragung in Abwärtsrichtung erfolgt. Dazwi­ schen liegt ein Umschaltzeitpunkt SP, der entsprechend dem jeweiligen Bedarf an Übertragungskanälen für die Auf- und Ab­ wärtsrichtung flexibel positioniert werden kann. Ein Fre­ quenzkanal fk für die Aufwärtsrichtung entspricht in diesem Fall dem Frequenzkanal fk für die Abwärtsrichtung. In glei­ cher Weise sind die weiteren Frequenzkanäle fk strukturiert.

Innerhalb der Frequenzkanäle fk werden Informationen mehrerer Verbindungen in Funkblöcken übertragen. Diese Funkblöcke be­ stehen aus Abschnitten mit Daten d, in denen jeweils Ab­ schnitte mit empfangsseitig bekannten Trainingssequenzen tseq1 bis tseqn eingebettet sind. Die Daten d sind verbin­ dungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c (CDMA-Kode), gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n Verbindungen durch diese CDMA-Komponente separierbar sind. Aus der Kombination aus einem Frequenzkanal fk und einem Spreizkode c wird ein Übertragungskanal definiert, der für die Übertragung von Signalisierungs- und Nutzinformationen genutzt werden kann.

Die Spreizung von einzelnen Symbolen der Daten d mit Q Chips bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer tsym Q Subabschnitte der Dauer tchip übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den individuellen Spreizkode c. Weiterhin ist innerhalb des Zeitschlitzes ts eine Schutzzeit gp zur Kompensation unter­ schiedlicher Signallaufzeiten der Verbindungen aufeinander­ folgender Zeitschlitze ts vorgesehen.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei­ spielsweise auch für ein bekanntes TDMA-Teilnehmerseparie­ rungsverfahren, bei dem ein Übertragungskanal einem Frequenz­ kanal entspricht, oder für ein CDMA-Teilnehmerseparierungs­ verfahren möglich, bei dem ein Übertragungskanal durch ein Frequenzband B und einen CDMA-Kode definiert wird, und eine kontinuierliche Übertragung von Nutz- und Signalisierungsin­ formationen erfolgt.

In der Fig. 3 sind beispielhaft zwei Funkstationen angegeben, die als eine Basisstation BS und als eine Mobilstation MS ei­ nes Mobilfunksystems ausgestaltet sind. Zwischen den beiden Funkstationen BS und MS besteht eine Funkverbindung zur Sig­ nalübertragung. Die Basisstation BS ist mit zwei Antennenein­ richtungen AE für einen Diversitätsempfang ausgestaltet. Die Mobilstation MS weist dahingegen im Regelfall nur eine Anten­ neneinrichtung AE auf und bewegt sich mit einer Geschwindig­ keit V. Beispielsweise für Datenübertragung ausgestaltete Mo­ bilstationen MS können jedoch wie in der Fig. 3 angegeben ebenfalls über zwei Antenneneinrichtungen verfügen. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine zweite Antenneneinrichtung AE in der Mobilstation MS jedoch nicht zwingend vorgesehen. Für das Senden und Empfangen von Nutz- und Signalisierungeinformationen in Übertragungskanälen wei­ sen die Funkstationen BS und MS jeweils eine Sende- und Emp­ fangseinrichtung SEE auf. Neben dieser Sende- /Empfangseinrichtung SEE weisen die Funkstationen BS und MS weitere Komponenten und Einrichtungen auf, dessen relevanten Funktionen zur Darstellung der Erfindung in der Beschreibung zu den Fig. 4 bis Fig. 7 beschrieben werden.

In den Fig. 4 bis Fig. 7 sind beispielhafte Ablaufdiagramme für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Auf der jeweils linken Seite sind dabei die Verfahrensschritte für die Mobil­ station MS und auf der jeweils rechten Seite die Verfahrens­ schritte für die Basisstation BS angegeben. Seitlich der Ver­ fahrensschritte ist die jeweilige Komponente, in der der Ver­ fahrensschritt ausgeführt wird, angegeben. In der Mitte ist die Signalisierung über die Funkschnittstelle zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS dargestellt.

In der Fig. 4 signalisiert die Basisstation BS in einem allge­ meinen Signalisierungskanal BCCH, der in seiner Struktur bei­ spielsweise dem bekannten Signalisierungskanal BCCH (Broadcast Channel) des GSM-Mobilfunksystems entspricht und mit einer konstanten Sendeleistung gesendet wird, allgemeine Systeminformationen über das Funk-Kommunikationssystem. In einer zusätzlichen erfindungsgemäßen Signalisierungsnachricht sig signalisiert die Basisstation BS weiterhin, daß ein Di­ versitätsempfang verwendet wird, und eine zusätzliche Angabe G gibt der empfangenden Mobilstation MS Auskunft über den Ge­ winn durch den Diversitätsempfang. Die Angabe G über den Ge­ winn kann dabei beispielsweise dem minimalen Gewinn in dB entsprechen und in der Signalisierungsnachricht sig inte­ griert sein.

Einer in der Mobilstation MS verwirklichten Steuereinrichtung ST werden die von der Sende-/Empfangseinrichtung SEE empfan­ genen Signale zugeführt, die den Inhalt des allgemeinen Sig­ nalisierungskanals BCCH auswertet. Aus den Eigenschaften des allgemeinen Signalisierungskanals BCCH bestimmt die Steuer­ einrichtung ST beispielsweise einen charakteristischen Wert bezüglich der Übertragungsbedingungen der Funkschnittstelle. Ein derartiger charakteristischer Wert, der sich gegebenen­ falls erst nach internen Umrechnungen in der Steuereinrich­ tung ST ergibt, ist beispielsweise der Empfangspegel, eine skalierte Größe zur Bitfehlerrate, eine Vorhaltezeit oder ein Signal-Rausch-Verhältnis. Anhand des ermittelten charakteri­ stischen Wertes kann die Mobilstation MS eine Abschätzung über die erforderliche Sendeleistung für die Signalübertra­ gung zu der Basisstation BS durchführen.

Zusätzlich zu dem charakteristischen Wert wird in der Steuer­ einrichtung ST die Verwendung des Diversitätsempfangs bzw. die Angabe G über den Gewinn in der Basisstation BS für die Steuerung der Sendeleistung berücksichtigt. Hierbei kann bei­ spielsweise die aus dem charakteristischen Wert ermittelte erforderliche Sendeleistung um die Angabe G über den Gewinn gedämpft werden. Anschließend erfolgt eine standardgemäße Si­ gnalübertragung zwischen der Mobilstation MS und der Basis­ station BS. Der Vorteil der Sendeleistungsverringerung bei Diversitätsempfang liegt in geringeren Interferenzstörungen mit weiteren Mobilstationen, die in dem gleichen Frequenzband B und zu der gleichen Basisstation BS eine Signalübertragung ausführen.

Eine entsprechende Signalisierung in Aufwärtsrichtung kann in gleicher Weise erfolgen, wobei der Basisstation BS beispiels­ weise mittels einer Signalisierungsnachricht sig in einem Zu­ gangssignalisierungskanal RACH, wie er ebenfalls aus dem GSM- Mobilfunksystem bekannt ist, die Verwendung eines Diversi­ tätsempfangs in der Mobilstation MS bei einem Verbindungsauf­ bauversuch signalisiert wird. In der folgenden Beschreibung zu den Fig. 5 bis Fig. 7 wird nicht auf die spezielle Ausge­ staltung der Mobilstation MS mit zwei Antenneneinrichtungen AE eingegangen. Die entsprechenden Signalisierungsabläufe sind jedoch auf diesen Fall übertragbar, wobei als Signali­ sierungskanal beispielsweise der erwähnte Zugangssignalisie­ rungskanal RACH verwendet wird.

Das in der FIG S angegebene Ablaufdiagramm basiert auf dem Ablaufdiagramm der Fig. 4, erweitert durch zusätzliche erfin­ dungsgemäße Merkmale. In der Basisstation BS ist eine Daten­ basis DB verwirklicht, in der mehrere Angaben G über den Ge­ winn durch den Diversitätsempfang in Abhängigkeit von Ge­ schwindigkeiten V der Mobilstation MS gespeichert sind. Dabei kann für jede Geschwindigkeit V oder für jeweils ein Ge­ schwindigkeitsintervall VI eine korrespondierende Angabe G über den Gewinn gespeichert sein. Eine entsprechende Datenba­ sis DB zur Verwaltung der Angabe G über den Gewinn in Abhän­ gigkeit von der Geschwindigkeit V kann beispielsweise auch in der Einrichtung RNM zur Zuteilung funktechnischer Ressourcen oder in einem zentralen Operations- und Wartungszentrum des Funk-Kommunikationssystems verwirklicht sein.

In dem allgemeinen Signalisierungskanal BCCH signalisiert die Basisstation BS entsprechend der Fig. 4 in einer Signalisie­ rungsnachricht sig die Verwendung des Diversitätsempfangs. Weiterhin signalisiert die Basisstation BS den Inhalt der Da­ tenbasis DB. Der Inhalt des allgemeinen Signalisierungskanals BCCH wird in der Steuereinrichtung ST in der Mobilstation MS ausgewertet und die Angaben G in Abhängigkeit von der Ge­ schwindigkeit V in einer in der Mobilstation MS verwirklich­ ten Datenbasis DB gespeichert. Aus den Eigenschaften des all­ gemeinen Signalisierungskanals BCCH ermittelt die Steuerein­ richtung ST wiederum einen charakteristischen Wert. Gleich­ zeitig ermittelt die Steuereinrichtung ST aus der zeitlichen Veränderung des charakteristischen Wertes die aktuelle Ge­ schwindigkeit V, mit der sich die Mobilstation MS bewegt. Aus der Datenbasis DB ermittelt die Steuereinrichtung ST darauf­ hin die mit der Geschwindigkeit V korrespondierende Angabe G über den Gewinn und steuert die Sendeleistung unter Berück­ sichtigung des charakteristischen Wertes und der Angabe G über den jeweiligen Gewinn. Ein in der Mobilstation MS ver­ wirklichter Timer T regt periodisch in bestimmten Zeitinter­ vallen t die Ermittlung der Geschwindigkeit V der Mobilsta­ tion MS an, um abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit V immer mit einer möglichst optimalen, d. h. minimal erforderli­ chen Sendeleistung zu senden. Dabei ist ebenso denkbar, daß die Dauer des Zeitintervalls t von der Basisstation BS zu der Mobilstation MS signalisiert wird, wobei das Zeitintervall t beispielsweise verlängert wird, wenn die Basisstation BS feststellt, daß sich die Übertragungsverhältnisse zu der Mo­ bilstation MS nicht oder nur wenig ändern. Andererseits kann bei einer festgestellten schnellen Veränderung der Übertra­ gungsverhältnisse die Dauer des Zeitintervalls t verkürzt werden.

In dem Ablaufdiagramm der Fig. 6 wird in dem allgemeinen Sig­ nalisierungskanal BCCH nur zusätzlich die Signalisierungs­ nachricht sig übertragen, die die Mobilstation MS über die Verwendung des Diversitätsempfangs in der Basisstation BS in­ formiert. Die Mobilstation MS wertet die Eigenschaften des allgemeinen Signalisierungskanals BCCH und die Signalisie­ rungsnachricht sig aus und ermittelt einen charakteristischen Wert. Diesen charakteristischen Wert verwendet die Mobilsta­ tion MS zur Steuerung der Sendeleistung für eine folgende Si­ gnalübertragung, beispielsweise für einen Verbindungsaufbau­ versuch. In einer Steuereinrichtung ST in der Basisstation BS wird anhand der von der Mobilstation MS gesendeten Signale in gleicher Weise ein charakteristischer Wert ermittelt. Aus der zeitlichen Veränderung des charakteristischen Wertes ermit­ telt die Auswerteeinrichtung AW die Geschwindigkeit V der Mo­ bilstation MS. Eine mit der Geschwindigkeit V bzw. eine mit einem Geschwindigkeitsintervall VI korrespondierende Angabe G über den Gewinn wird daraufhin mit Hilfe der Datenbasis DB ermittelt und zu der Mobilstation MS signalisiert. Die Steu­ ereinrichtung ST in der Mobilstation MS wertet anschließend die Angabe G über den Gewinn aus und berücksichtigt diese für die Steuerung der Sendeleistung für die weitere Signalüber­ tragung zu der Basisstation BS. Ein in der Basisstation BS verwirklichter Timer T regt die Ermittlung der Geschwindig­ keit V und die Übertragung der Angabe G über den Gewinn in periodischen Zeitintervallen t an. Dabei kann eine Signali­ sierung der Angabe G über den Gewinn auch beispielsweise nur erfolgen, wenn sich diese aufgrund einer Geschwindigkeitsän­ derung geändert hat, wodurch die zusätzliche Signalisierungs­ last verringert wird.

In der Fig. 7 wird im Gegensatz zu der Fig. 6 die Geschwindig­ keit V der Mobilstation MS in der Steuereinrichtung ST in der Mobilstation MS aus einer ermittelten zeitlichen Veränderung des charakteristischen Wertes ermittelt. Die ermittelte Ge­ schwindigkeit V wird daraufhin zu der Basisstation BS signa­ lisiert und in der Steuereinrichtung ST in der Basisstation BS ausgewertet. Mittels der Datenbasis DB wird die zur Ge­ schwindigkeit V korrespondierende Angabe G über den Gewinn ermittelt und zu der Mobilstation MS signalisiert. In der Steuereinrichtung ST der Mobilstation MS wird nach der Aus­ wertung der Angabe G über den Gewinn und dem ermittelten cha­ rakteristischen Wert die Sendeleistung für die Signalübertra­ gung zu der Basisstation BS gesteuert. Die Ermittlung des charakteristischen Wertes und daraus folgend der Geschwindig­ keit V wird in periodischen Zeitintervallen t von einem in der Mobilstation T verwirklichten Timer T angeregt, wobei eine Signalisierung der Geschwindigkeit V zu der Basisstation BS beispielsweise nur erfolgt, wenn in der Steuereinrichtung ST eine Veränderung der Geschwindigkeit V der Mobilstation MS ermittelt wurde.

Zudem kann nach der Ermittlung der Geschwindigkeit V in der Steuereinrichtung ST ein Vergleich mit Grenzwerten von Ge­ schwindigkeitsintervallen VI durchgeführt und nur bei einem Überschreiten bzw. Unterschreiten eines Grenzwertes, d. h. ei­ ner Änderung des korrespondierenden Geschwindigkeitsinter­ valls VI, eine Signalisierung der Geschwindigkeit V zu der Basisstation BS vorgenommen werden. Ebenso ist denkbar, daß in der Steuereinrichtung ST eine Zuordnung der ermittelten Geschwindigkeit V zu einem Geschwindigkeitsintervall VI er­ folgt und das beispielsweise mit einer Kennzahl bezeichnete Geschwindigkeitsintervall VI der Basisstation BS signalisiert wird. Hierbei kann in der Datenbasis DB der Basisstation BS beispielsweise die Angabe G über den Gewinn in Abhängigkeit von den Kennzahlen der jeweiligen Geschwindigkeitsintervalle VI gespeichert werden.

Weitere der Erfindung entsprechende Ablaufdiagramme mit Kom­ binationen der in den Fig. 4 bis Fig. 7 dargestellten Ablauf­ diagrammen sind denkbar, wobei insbesondere eine Optimierung hinsichtlich einer möglichst geringen zusätzlichen Signali­ sierungslast bzw. hinsichtlich einer möglichst geringen zu­ sätzlichen Belastung der Mobilstation MS vorgenommen werden kann.

Claims (19)

1. Verfahren zur Signalübertragung zwischen einer Mobilsta­ tion (MS) und einer Basisstation (BS) über eine Funkschnitt­ stelle eines Funk-Kommunikationssystems, wobei die Basissta­ tion (BS) mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) für ei­ nen Diversitätsempfang von in Aufwärtsrichtung zu übertrage­ nen Signalen aufweist, bei dem

• - die Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) von der Basisstation (BS) zu der Mobilstation (MS) in einer Signalisierungsnachricht signalisiert und in der Mo­ bilstation (MS) für eine Steuerung einer Sendeleistung für die Signalübertragung zu der Basisstation (BS) berück­ sichtigt wird, und
• - für mehrere Geschwindigkeiten (V) oder Geschwindigkeitsin­ tervalle (VI) der Mobilstation (MS) jeweils eine Angabe (G) über einen durch die Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) erzielten Gewinn zu der Mobil­ station (MS) signalisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Mobilstation (MS) mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) aufweist und von der Mobilstation (MS) die Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) zu der Basis­ station (BS) in einer Signalisierungsnachricht signalisiert und in der Basisstation (BS) für eine Steuerung einer Sende­ leistung für in Abwärtsrichtung zu übertragene Signale be­ rücksichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem von der Mobilstation (MS) und/oder von der Basisstation (BS) für die Steuerung der Sendeleistung zusätzlich zumindest ein charakteristischer Wert ermittelt wird, der eine Aussage über einen Empfangspegel, eine Bitfehlerrate und/oder einen der Signallaufzeit zwischen der Mobilstation (MS) und der Basis­ station (BS) proportionalen Wert und/oder ein Signal-Rausch- Verhältnis beinhaltet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine mit der aktuellen Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) korrespondierende Angabe (G) über den Gewinn zu der Mo­ bilstation (MS) und/oder zu der Basisstation (BS) signa­ lisiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine mit einem bestimmten Geschwindigkeitsintervall (VI) kor­ respondierende Angabe (G) über den Gewinn zu der Mobilstation (MS) und/oder zu der Basisstation (BS) signalisiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Angabe (G) über den Gewinn periodisch in vorgegebenen Zeitintervallen (t) und/oder bei einer Änderung der aktuellen Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) signalisiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die aktuelle Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) mit­ tels einer Änderung des charakteristischen Wertes in der Mo­ bilstation (MS) und/oder in der Basisstation (BS) ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE), die Angabe (G) über den Gewinn und/oder die aktuelle Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) jeweils in einer allgemeinen oder verbindungsindividuellen Signalisierungs­ nachricht (sig) signalisiert werden.

9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem in dem Funk-Kommunikationssystem eine Teilnehmerseparierung gemäß einem CDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren durchgeführt wird, wobei ein Übertragungskanal zur Signalübertragung zu­ mindest durch ein Frequenzband (B) und einen CDMA-Kode (c) definiert ist.

10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem in dem Funk-Kommunikationssystem eine Teilnehmerseparierung gemäß einem TDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren durchgeführt wird, wobei ein Übertragungskanal zur Signalübertragung zu­ mindest durch ein Frequenzband (B) und einen Zeitschlitz (ts) definiert wird.

11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Signalübertragung gemäß einem TDD-Verfahren durchgeführt wird, wobei die Signalübertragung von der Mobilstation (MS) zu der Basisstation (BS) und von der Basisstation (BS) zu der Mobilstation (MS) zeitlich getrennt in einem Frequenzband (B) erfolgt.

12. Funk-Kommunikationssystem zur Durchführung eines Verfah­ rens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (BS)

• - eine Sende-/Empfangseinrichtung (SEE) zum Senden und Emp­ fangen von Signalen über die Funkschnittstelle zu/von der Mobilstation (MS) aufweist,
• - mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) für einen Di­ versitätsempfang der von der Mobilstation (MS) gesendeten Signale, wobei die Verwendung der mindestens zwei Anten­ neneinrichtungen (AE) der Mobilstation (MS) signalisiert wird aufweist, und
• - für mehrere Geschwindigkeiten (V) oder Geschwindigkeits­ intervalle (VI) der Mobilstation (MS) jeweils eine Angabe (G) über einen durch die Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) erzielten Gewinn zu der Mobil­ station (MS) signalisiert,

und bei dem die Mobilstation (MS)

• - eine Sende-/Empfangseinrichtung (SEE) zum Senden und Emp­ fangen von Signalen über die Funkschnittstelle zu/von der Basisstation (BS), und
• - eine Steuereinrichtung (ST) zum Auswerten der signali­ sierten Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrich­ tungen (AE) der Basisstation (BS) und zum Steuern einer Sendeleistung für die Signalübertragung zu der Basissta­ tion (BS) aufweist.

13. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 12, bei dem

• - die Mobilstation (MS) ebenfalls mindestens zwei Antennen­ einrichtungen (AE) für einen Diversitätsempfang, wobei die Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) der Basisstation (BS) signalisiert wird aufweist, und
• - die Basisstation (BS) eine Steuereinrichtung (ST) zum Auswerten der signalisierten Verwendung der mindestens zwei Antenneneinrichtungen (AE) der Mobilstation (MS) und zum Steuern einer Sendeleistung für die Signalübertragung zu der Mobilstation (MS) aufweist.

14. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Steuereinrichtung (ST) in der Mobilstation (MS) und/oder in der Basisstation (BS) zusätzlich zumindest einen charakte­ ristischer Wert ermittelt und für die Steuerung der Sendelei­ stung berücksichtigt, wobei der charakteristische Wert eine Aussage über einen Empfangspegel, eine Bitfehlerrate und/oder ein der Signallaufzeit zwischen der Basisstation (BS) und der Mobilstation (MS) proportionaler Wert und/oder ein Signal- Rausch-Verhältnis beinhaltet.

15. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 14, bei dem die Steuereinrichtung (ST) eine aktuelle Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) aus einer Änderung des charakteristi­ schen Wertes ermittelt.

16. Funk-Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Basisstation (BS) und/oder die Mobilstation (MS) eine Da­ tenbasis (DB) aufweisen, in der zumindest eine Angabe (G) über einen durch den Diversitätsempfang erzielten Gewinn ge­ speichert ist.

17. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 16, bei dem in der Datenbasis (DB) jeweils zu unterschiedlichen Geschwin­ digkeiten (V) der mobilen Mobilstation (MS) oder zu Geschwin­ digkeitsintervallen (VI) korrespondierende Angaben (G) über den Gewinn gespeichert sind.

18. Funk-Kommunikationssystem nach Anspruch 17, bei dem die Auswerteeinrichtung (ST) eine mit der ermittelten aktuel­ len Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) korrespondie­ rende Angaben (G) aus der Datenbasis (DB) ermittelt.

19. Funk-Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem die Basisstation (BS) und/oder die Mobilstation (MS) einen Timer (T) zum periodischen Anregen der Ermittlung der aktuel­ len Geschwindigkeit (V) der Mobilstation (MS) in bestimmten Zeitintervallen (t) aufweisen.