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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Teilnehmereinheit und
ein Verfahren einer Zellenauswahl für ein zellulares Kommunikationssystem und
im Besonderen auf ein zellulares CDMA-Kommunikationssystem.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
einem zellularen Kommunikationssystem kommuniziert jede der Teilnehmereinheiten
(zum Beispiel mobile Stationen) typischerweise mit einer festen
Basisstation. Kommunikationen von der Teilnehmereinheit zu der Basisstation
sind als Uplink und Kommunikationen von der Basisstation zu der
Teilnehmereinheit sind als Downlink bekannt. Der gesamte Versorgungsbereich
des Systems wird in eine Anzahl getrennter Zellen geteilt, wobei
jede vorwiegend durch eine einzelne Basisstation versorgt wird. Die
Zellen sind typi scherweise geographisch verschieden, mit einem überlappenden
Versorgungsbereich mit benachbarten Zellen. 1 stellt
ein zellulares Kommunikationssystem 100 dar. In dem System
kommuniziert eine Basisstation 101 über die Funkkanäle 105 mit
einer Anzahl von Teilnehmereinheiten 103. In dem zellularen
System versorgt die Basisstation 101 Anwender in einem
bestimmten geographischen Bereich 107, während andere
geographische Bereiche 109, 111 durch andere Basisstationen 113, 115 versorgt
werden.
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Wenn
sich eine Teilnehmereinheit aus dem Versorgungsbereich einer Zelle
zu dem Versorgungsbereich einer anderen Zelle bewegt, ändert sich
die Kommunikationsverbindung so, dass sie nicht länger zwischen
der Teilnehmereinheit und der Basisstation der ersten Zelle, sondern
zwischen der Teilnehmereinheit und der Basisstation der zweiten Zelle
besteht. Dies ist als Weiterreichen bekannt. Im Besonderen können einige
Zellen vollständig
in dem Versorgungsbereich anderer größerer Zellen liegen.
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Alle
Basisstationen sind durch ein festes Netzwerk verbunden. Dieses
feste Netzwerk umfasst Kommunikationsleitungen, Schalter, Schnittstellen
zu anderen Kommunikationsnetzwerken, die Basisstationen selbst und
verschiedene zum Betreiben des Netzwerkes erforderliche Steuereinheiten.
Ein Anruf von einer Teilnehmereinheit wird durch das feste Netzwerk
zu dem für
diesen Anruf spezifischen Ziel geführt. Wenn der Anruf zwischen
zwei Teilnehmereinheiten des selben Kommunikationssystems geführt wird,
wird der Anruf durch das feste Netzwerk zu der Basisstation der
Zelle geführt,
in der sich der andere Anwender gerade befindet. Somit wird eine
Verbindung zwischen den zwei Versorgungszellen durch ein festes
Netzwerk etabliert. Alternativ wird der Anruf, wenn der Anruf zwischen
einer Teilnehmereinheit und einem Telefon geführt wird, das mit dem öffentlichen
Telefonnetz (PSTN) verbunden ist, von der versorgenden Basisstation
zu der Schnittstelle zwischen dem zellularen mobilen Kommunikationssystem
und dem PSTN geführt.
Er wird dann durch das PSTN von der Schnittstelle zu dem Telefon
geführt.
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Einem
zellularen mobilen Kommunikationssystem wird ein Frequenzspektrum
für die
Funkkommunikation zwischen den Teilnehmereinheiten und den Basisstationen
zugeordnet. Dieses Spektrum müssen
sich alle Teilnehmereinheiten teilen, die das System gleichzeitig
verwenden.
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Ein
Verfahren zum gemeinsamen Verwenden dieses Spektrums ist eine Technik,
die als CDMA-Verfahren bezeichnet wird. In einem Direktsequenz-CDMA
(DS-CDMA)-Kommunikationssystem werden die Signale durch einen Hochleistungscode multipliziert
bevor sie übertragen
werden, wodurch das Signal über
ein größeres Frequenzspektrum
gespreizt wird. Ein Schmalbandsignal wird so gespreizt und als ein
Breitbandsignal übertragen.
Bei dem Empfänger
wird das ursprüngliche
Schmalbandsignal durch eine Multiplikation des empfangenen Signals
mit dem selben Code regeneriert. Ein Signal, das durch Verwenden
eines anderen Codes gespreizt wurde, wird bei dem Empfänger nicht entspreizt,
sondern bleibt ein Breitbandsignal. In einem Empfänger kann
die Mehrzahl von Interferenzen, die durch störende Signale erzeugt werden,
die in dem selben Frequenzspektrum wie das gewünschte Signal empfangen werden,
durch Filtern entfernt werden. Daher kann eine Mehrzahl von Teilnehmereinheiten
in dem selben Breitbandspektrum durch Zuordnen unterschiedlicher
Codes für
verschiedene Teilnehmereinheiten untergebracht werden. Codes werden
gewählt,
um die zwischen Teil nehmereinheiten erzeugte Interferenz zu minimieren,
dadurch, dass wenn möglich,
typischerweise orthogonale Codes gewählt werden. Eine weitere Beschreibung
von CDMA-Kommunikationssystemen findet sich in 'Spread Spectrum CDMA-Systems for Wireless Communications', Glisic & Vucetic, Artech
house Publishers, 1997, ISBN 0-89006-858-5. Beispiele für zellulare
CDMA-Kommunikationssysteme sind IS 95, standardisiert in Nordamerika,
und das Universalmobiltelekommunikationssystem (UMTS), das zur Zeit in
Europa standardisiert wird.
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Um
die zur Verfügung
stehenden Ressourcen effizient zu verwenden, ist es wesentlich,
dass die Zellenauswahl optimiert wird. Wenn Teilnehmereinheiten
durch Zellen versorgt werden, die nicht die besten versorgenden
Zellen sind, werden die Übertragungsleistungen
erhöht,
um zu kompensieren, und die Interferenz nimmt zu, wodurch die Kapazität des Systems
verringert wird. Eine Zellenauswahl ist daher sehr wichtig, sowohl
wenn eine neue Verbindung aufgebaut wird, als auch wenn geeignete
Zellen für
Weiterreichungen ausgewählt
werden. UMTS und andere Breitband-CDMA (W-CDMA)-Kommunikationssysteme
der dritten Generation sind auf einen Direktzugriffskanal ("random access channel") (RACH) angewiesen,
um Verbindungen aufzubauen. In W-CDMA wird der physikalische RACH (PRACH)-Kanal
nicht nur verwendet, um Verbindungen aufzubauen, sondern auch um
kurze Datenpakete zu übertragen.
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Das
ETSI-Dokument UMTS XX.07 UTRR Layer 1 Description. FDD Physical
Layer Procedures, Ausgabe 0.2.0 gibt eine Beschreibung des Zellenauswahl-
und -zugriffsverfahrens, das zur Zeit in UMTS vorgesehen ist. Zusammengefasst
kommuniziert in dem bekannten Breitband-CDMA-Direktzugriffsverfah ren
die Mobileinrichtung immer mit einer einzelnen Basisstation und
diese Basisstation wird auf der Basis der maximalen Downlink-Pilotstärke ausgewählt.
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Während des
Direktzugriffsverfahrens verwendet die Mobileinrichtung in ihren
Berechnungen des notwendigen Backoffs nach einem missglückten Zugriffsversuch
außerdem
einen sogenannten dynamischen Persistenzfaktor, der auch auf dem
BCCH veröffentlich
ist. Dieser Parameter ist, wie in dem ETSI-Dokument "Mechanisms for Managing
Uplink Interference and Bandwidth" Tdoc SMG2 UMTS-L1 683/98 beschrieben,
ein Mittel zum Steuern des Uplink-Datenflusses und er stellt einen
Anzeiger für eine Überlastung
auf dem RACH dar. Der dynamische Persistenzfaktor zeigt die Dauer
an, die eine Teilnehmereinheit warten soll, bevor sie einen neuen RACH
nach einem missglückten
Zugriffsversuch überträgt.
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Die
US-A-5832368 (NTT) beschreibt die Auswahl einer Basisstation gemäß der Stärke eines PERCH-Signals
und des bei der Basisstation gemessenen Uplink-Interferenzpegels,
während
die EP-A-0889663 (NTT) bestimmt, ob eine Basisstation die Übertragung
einer Mobilstation wahrscheinlich akzeptiert oder ablehnt.
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Die
bekannten Zellenauswahlverfahren haben jedoch signifikante Nachteile,
da sie die Downlink-Funktionen optimieren, ohne die Uplink-Funktionen
zu berücksichtigen.
Dies resultiert in einer ineffizienten Zellenauswahl, was die Kommunikationskapazität des Kommunikationssystems
verringert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass eine Zellenauswahl
die nur auf Downlink-Pilotsignalpegel basiert, in einer ineffizienten
und suboptimalen Zellenauswahl resultiert. Er hat weiterhin erkannt,
dass diese Effekte durch Einbeziehen von Uplink-Information und
erforderlicher Direktzugriffsnachrichtenübertragungsleistung in den
Zellenauswahlprozess abgemildert werden können.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Teilnehmereinheit zur Verwendung in einem zellularen
Kommunikationssystem zur Verfügung
gestellt, das über
eine Mehrzahl von Basisstationen verfügt, die mindestens die Teilnehmereinheit
unterstützen und
ein Pilotsignal und Uplink-Kenndateninformation übertragen, wobei die Teilnehmereinheit
umfasst: Empfangsmittel zum Empfangen der Uplink-Kenndateninformation
von einem Zielsatz von Basisstationen, die aus der Mehrzahl der
Basisstationen ausgewählt
werden; Berechnungsmittel, um, wenn sie sich in einem Ruhezustand
befindet, die erforderliche Direktzugriffsnachrichtenübertragungsleistung
für eine
Direktzugriffsnachricht in Reaktion auf die Uplink-Kenndateninformation
zu berechnen; Basisstationsauswahlmittel, um mindestens eine versorgende
Basisstation in Reaktion auf die Uplink-Kenndateninformation zu
bestimmen und Übertragungsmittel
zum Zugreifen auf das zellulare Kommunikationssystem durch die mindestens
eine versorgende Basisstation.
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Vorzugsweise
umfasst die Teilnehmereinheit weiterhin Mittel zum Bestimmen eines
empfangenen Pilotsignalqualitätsanzeigers
in der Teilnehmereinheit und die Bestimmung der mindestens einen
versorgenden Basisstation wird in Re aktion auf die Uplink-Kenndateninformation,
den berechneten Direktzugriffsnachrichtenübertragungsleistungspegel und
den Pilotsignalqualitätsanzeiger
vorgenommen.
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Gemäß anderen
Merkmalen der Erfindung kann die Uplink-Kenndateninformation zum Beispiel ein
Uplink-Interferenzpegel, ein Uplink-Überlastungsanzeiger oder ein
Downlink-Übertragungsleistungspegelanzeiger
sein, Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für einen
Zellenzugriff in einem zellularen Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt,
das über
eine Mehrzahl von Basisstationen verfügt, die mindestens die Teilnehmereinheit
unterstützen
und ein Pilotsignal und Uplink-Kenndateninformation übertragen,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen der
Uplink-Kenndateninformation von einem Zielsatz von Basisstationen,
die aus der Mehrzahl der Basisstationen in der Teilnehmereinheit
ausgewählt werden;
Berechnen, wenn sie sich in einem Ruhezustand befindet, der erforderlichen
Direktzugriffsnachrichtenübertragungsleistungen
für eine
Direktzugriffsnachricht in Reaktion auf die Uplink-Kenndateninformation;
Bestimmen mindestens einer versorgenden Basisstation in Reaktion
auf die Uplink-Kenndateninformation; und Zugreifen der Teilnehmereinheit auf
das zellulare Kommunikationssystem durch die mindestens eine Basisstation.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Unten
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nur beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen
beschreiben, wobei:
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1 eine
Darstellung eines zellularen Kommunikationssystems nach dem Stand
der Technik ist;
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2 eine
Darstellung eines CDMA-Kommunikationssystems ist, auf das die Erfindung
anwendbar ist;
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3 eine
Darstellung einer Teilnehmereinheit gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist.
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Ausführliche Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Zellenauswahl nicht nur durch Downlink-Bedingungen
sondern auch in Reaktion auf Uplink-Signalqualitätsbedingungen gesteuert.
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Die
folgende Beschreibung fokussiert auf eine Ausführungsform, die mit dem aktuellen
Ansatz für
die Standardisierung des UMTS konform ist, aber es ist klar, dass
die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist.
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2 stellt
ein zellulares UMTS-Kommunikationssystem 200 dar, auf das
die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Das Kommunikationssystem 200 umfasst
eine große
Zahl von Basisstationen 201, 203, die eine große Zahl
von Teilnehmereinheiten 205, 207 versorgen. Typischerweise
versorgen die Basisstationen 201, 203 jeweils
einen unterschiedlichen geographischen Bereich, obwohl sich diese
Bereiche typischerweise überlappen.
Die Basisstationen 201, 203 unterstützen eine
große
Zahl von Teilnehmereinheiten 205, 207 über die
Funkkanäle 209, wobei
jede Teilnehmereinheit 205, 207 hauptsächlich durch
die geeignetste Basisstation 201, 203 unterstützt wird,
die oft die nächste
Basisstation 201, 203 ist. Bei der Weiterreichung
von einer Zelle zu einer anderen kann die Teilnehmereinheit 205, 207 gleichzeitig durch
eine Mehrzahl von Basisstationen 201, 203 versorgt
werden. Die Basisstationen, die für eine weiche Weiterreichung
geeignet sind, sind in dem UMTS als ein aktiver Satz bekannt.
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Eine
gegebene Teilnehmereinheit kann sich in einer Situation befinden,
in der eine Kommunikation nur mit einer Basisstation möglich ist
und die Teilnehmereinheit somit nur über eine in Frage kommende
versorgende Zelle verfügt.
In vielen Fällen
kann eine Teilnehmereinheit 207 jedoch potentiell durch eine
oder mehrere Basisstationen aus einem Satz von Basisstationen versorgt
werden. Zum Beispiel ist die Teilnehmereinheit 207 in 2 in
der Überlaspung
von drei Zellen angeordnet, die durch drei verschiedene Basisstationen 203 versorgt
werden. In dem Beispiel können
alle drei Basisstationen die Kommunikation von der Teilnehmereinheit 207 unterstützen und
eine oder mehrere dieser Basisstationen können als versorgende Basisstation
ausgewählt werden.
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In
der aktuellen Ausführungsform überträgt jede
der Basisstationen ein Downlink-Pilotsignal. In dem Beispiel kann
die Teilnehmereinheit 207 das Downlink-Pilotsignal von
allen drei potentiell versorgenden Basisstationen 203 empfangen.
Ebenso wie sie das Downlink-Pilotsignal übertragen, übertragen die Basisstationen
außerdem
Rundfunkinformation. In der aktuellen Ausführungsform umfasst diese Rundfunkinformation
eine Uplink-Kenndateninformation, die die Teilnehmereinheiten über bestimmte Kenndaten
der Uplink-Bedingungen informiert. Im Besonderen umfasst die Uplink-Kenndateninformation
eine Information über
den Uplink-Interferenzpegel, die Uplink-Überlastung und die Downlink-Übertragungsleistung.
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Der
Uplink-Interferenzpegel hat Einfluss darauf, wie viel Übertragungsleistung
die Teilnehmereinheit benötigt,
um bei der Basisstation empfangen zu werden. Alle anderen Dinge,
die einem Signal von einer Teilnehmereinheit entsprechen, werden
mit höherer
Wahrscheinlichkeit bei einer Basisstation empfangen, die über einen
niedrigen Interferenzpegel verfügt,
als bei einer Basisstation, die über
einen hohen Interferenzpegel verfügt. Die Uplink-Überlastung zeigt
an, wie viel Verkehr die aktuellen Basisstationen verwendet. Ein
spezifisches Beispiel für
einen Überlastungsanzeiger
ist somit die Zahl von RACH-Zugriffen, die an diese Basisstation
gerichtet werden. Ein anderes Beispiel ist der Persistenzfaktor,
der empfohlener maßen
in der Rundfunkinformation für UMTS
enthalten sein soll.
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Weiterhin
ist die Teilnehmereinheit in der Lage, den Pfadverlust an jede der
Basisstationen durch ein Verwenden des Empfangspegels des Downlink-Pilot
abzuschätzen,
den sie misst, und des Übertragungspegels
dieses Pilot, den sie auf dem Rundfunkkanal lesen kann. Es ist zu
beachten, dass dies eine Abschätzung
des Downlink-Pfadverlustes ist, es wird jedoch typischerweise angenommen,
dass die Pfadverluste in dem Uplink und Downlink identisch oder
sehr ähnlich
sind. Der Downlink-Übertragungsleistungspegel
ist somit ein indirekter Hinweis auf Merkmale, die sich auf den
Uplink beziehen, und ist somit ein Beispiel für eine Uplink-Merkmalsinformation.
Die Teilnehmereinheit kann mit ihren Kenntnissen über die
Pfadverluste zu jeder Basisstation in dem Zielsatz und außerdem die
Uplink-Interferenzpegel bei jeder dieser Basisstationen die erforderliche Übertragungsleistung
für die
Zugriffsnachricht (dem PRACH-Burst) berechnen.
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3 stellt
eine Teilnehmereinheit gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung dar. Die Teilnehmereinheit 300 umfasst eine
Antenne 301, die mit einem Duplexer 303 verbunden
ist. Der Duplexer ist mit den Empfangsmitteln 305 verbunden,
die betreibbar sind, um die Uplink-Merkmalsinformation zu empfangen,
die von den Basisstationen auf dem Rundfunkkanal übertragen
werden. Die Empfangsmittel demodulieren die Information von dem
Satz von Basisstationen, die mögliche
in Frage kommende versorgende Basisstationen sind.
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Die
Teilnehmereinheit 300 umfasst weiterhin die Mittel 307 zum
Bestimmen eines empfangenen Pilotsignalqualitätsanzeigers, der ein Anzeiger
dafür ist,
wie gut das Downlink-Signal
bei der Teilnehmereinheit empfangen wird. Ein Beispiel eines Pilotsignalqualitätsanzeigers
ist der empfangene Pilotsignalleistungspegel. Der Pilotsignalleistungsanzeiger kann
verwendet werden, um den Satz von Basisstationen auszuwählen, die
als mögliche
versorgende Basisstationen angesehen werden und daher für ein Versorgen
der Zellenauswahl berücksichtigt
werden.
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Die
Teilnehmereinheit umfasst außerdem
die Basisstationsauswahlmittel 309, die betreibbar sind, um
eine oder mehrere versorgende Basisstationen zu bestimmen. Die Basisstationsauswahlmittel 309 sind
mit den Empfangsmitteln verbunden und die Basisstationsauswahl wird
in Reaktion auf die Uplink-Merkmalsinformation durchgeführt, die
durch die Empfangsmittel empfangen wird. Vorzugsweise sind die Mittel 307 zum
Bestimmen eines empfangenen Pilotsignalqualitätsanzeigers ebenfalls mit den Basisstationsauswahlmitteln 309 verbunden
und wird die Basisstationsauswahl ebenso in Reaktion auf den Pilotsignalqualitätsanzeiger
durchgeführt.
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Die
Basisstationsauswahlmittel 309 sind mit den Übertragungsmitteln 311 verbunden,
die mit der Antenne 301 durch den Duplexer 303 verbunden sind.
Die Übertragungsmittel 311 sind
betreibbar, um durch die eine oder mehrere Basisstationen, die. durch
die Basisstationsauswahlmittel 309 ausgewählt werden,
auf das Kommunikationsnetz zuzugreifen. Dieses Zugreifen auf das
Kommunikationssystem umfasst den ursprünglichen Direktzugriffs(RACH)-Burst,
der verwendet wird, um eine neue Verbindung aufzubauen, einen Kurzdatennachrichtzugriff,
eine Weiterreichungsanfrage, oder eine beliebige andere Kommunikation
zwischen der Teilnehmereinheit und der Basisstation. Die Übertragungsmittel 311 sind
außerdem
betreibbar, um eine Information der Basisstation, die durch die
Teilnehmereinheit ausgewählt
wird, an das Festnetz zu übertragen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wählt die
Teilnehmereinheit eine versorgende Basisstation aus, aber die tatsächliche
Zuordnung von Ressourcen wird in dem Festnetz durchgeführt. Der
Teilnehmereinheit wird somit nicht garantiert, dass die ausgewählte Basisstation
zugeordnet wird. Gemäß der beispielhaften
Ausführungsform,
sowie unter Berücksichtigung
des Downlink-Pilotkanalleistungspegels vergleicht die Teilnehmereinheit
somit die erforderliche RACH-Übertragungsleistung
und/oder den Uplink-Interferenzpegel und/oder den RACH-Überlastungsanzeiger
in den in Frage kommenden Zellen, um die optimale versorgende Basisstation
zu bestimmen. Die Basisstationsauswahl basiert somit sowohl auf
Uplink- als auch Downlink-Funktionen, wodurch eine wesentlich effizientere
Zellenauswahl gegeben ist.
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Das
beschriebene Zellenauswahlverfahren muss im Ruhezustand nicht fortlaufend
ausgeführt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Teilnehmereinheit somit weiterhin Mittel, um die Auswahl
der mindestens einen Basisstation in Verbindung mit dem Durchführen eines
Verbindungsaufbaus zu initiieren. In diesem Falle wird eine Zellenauswahl
somit nur unmittelbar vor dem Übertragen
eines Uplink-Paketes oder dem Aufbau einer neuen Verbindung ausgeführt. Dieser
Ansatz verringert den Leistungs-Drain auf der Batterie der Teilnehmereinheit,
der für
mobile Teilnehmereinheiten von größter Bedeutung ist.
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Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform wird
eine Zellenauswahl durch Berechnen eines Uplink- und eines Downlink-Funktionsanzeigers durchgeführt. Der
Downlink-Funktionsanzeiger kann mit dem empfangenen Pilotsignalleistungspegel identisch
sein und der Uplink-Funktionsanzeiger kann mit der erforderlichen Übertragungsleistung
des PRACH-Bursts,
die in der Teilnehmereinheit berechnet wird, identisch sein. In
dieser Ausführungsform wird
die versorgende Basisstation als die Basisstation ausgewählt, die
sowohl über
den besten Uplink- als auch Downlink-Funktionsanzeiger verfügt, wenn eine
solche Basisstation existiert. Wenn keine Basisstation sowohl über den
besten Uplink- als auch Downlink-Funktionsanzeiger verfügt, dann
wird ein kombinierter Funktionsanzeiger berechnet und die versorgende
Basisstation wird als die Basisstation ausgewählt, die über den besten kombinierten
Funktionsanzeiger verfügt.
Ein Beispiel eines kombinierten Funktionsanzeigers besteht darin,
den empfangenen Downlink-Pilotsignalleitungspegel und den Uplink-Interferenzpegel
zu addieren. Alternative können
die Uplink- und Downlink-Parameter gewichtet werden, ein Offset oder
eine beliebige Funktion in der Berechnung des kombinierten Funktionsanzeigers auf
Uplink- und Downlink-Parameter angewendet werden.
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In
einer etwas verschiedenen Ausführungsform
wird die Zellenauswahl unterschiedlich durchgeführt, wenn eine Verbindung aufgebaut
wird, als wenn eine kurze Datennachricht gesendet wird. In UMTS
kann eine kurze Datennachricht in einem einzelnen RACH-Burst gesendet
werden. Gemäß dieser Ausführungsform,
wenn keine Zelle sowohl über
den besten Uplink- als auch Downlink-Funktionsanzeiger verfügt, wird,
wenn dann eine kurze Datennachricht zu überragen ist, die versorgende
Basisstation als die Zelle ausgewählt, die über die beste Uplink-Funktion verfügt. Wenn
jedoch stattdessen eine Verbindung aufgebaut werden soll, wird die
versorgende Basisstation als die Basisstation ausgewählt, die über die beste
kombinierte Funktion verfügt.
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Dieser
Ansatz hat die folgenden Vorteile: Wenn eine kurze Datennachricht über dem
RACH gesendet wird, ist die Uplink-Qualität der wichtigste Faktor für einen
erfolgreichen Empfang der Nachricht. Der Grund dafür liegt
darin, dass in diesem Falle die einzige Information, die in dem
Downlink übertragen
wird, eine Bestätigungsnachricht
ist, die eine kleine Anzahl von Bits enthält und keine wesentliche Systemressource
erfordert. Folglich optimiert ein Auswählen der versorgenden Basisstation
als die Basisstation mit der besten Uplink-Funktion die Verwendung
der Systemressourcen. In dem anderen Falle, wenn für den Aufbau
einer Verbindung, im Besonderen einer symmetrischen leitungsvermittelten Verbindung,
wie zum Beispiel eines Duplex-Sprachrufs, ein RACH-Burst eingesetzt
wird, sind sowohl die Uplink- als auch die Downlink-Qualität von höchster Wich tigkeit.
Daher minimiert eine Auswahl der versorgenden Basisstation auf der
Basis der kombinierten Funktion in diesem Falle die erforderliche
Systemressource.
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Vorzugsweise
wird eine Basisstationsauswahl basierend auf einem berechneten Übertragungsleistungspegel
für eine
Zugriffsnachricht durchgeführt.
Wie zuvor beschrieben, kann die Teilnehmereinheit einen Übertragungsleistungspegel
für eine Zugriffsnachricht
(ein RACH-Burst) durch Verwendung der Uplink-Merkmalsinformation
berechnen. Im Besonderen kann der RACH-Leistungspegel als der Downlink-Übertragungsleistungspegel
(auf dem BCCH gelesen) – dem
empfangenen Pilotleistungspegel (durch die Teilnehmereinheit gemessen)
+ dem Uplink-Interferenzpegel (auf dem BCCH gelesen) + einem erforderlichen
Signal-Rausch-Verhältnis
(bekannt als eine Funktion der Bitrate oder auf dem BCCH gelesen)
berechnet werden. Der Ansatz geht somit von einer Korrelation zwischen
den Uplink- und Downlink-Pfadverlusten aus.
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Der Übertragungsleistungspegel
für eine
Zugriffsnachricht kann somit entweder als ein Uplink-Funktionsanzeiger
angesehen werden, der widerspiegelt, wie viel Leistung erforderlich
ist, um auf eine gegebene Basisstation zuzugreifen, oder alternativ
als ein kombinierter Funktionsanzeiger, der die vorherrschenden
Bedingungen sowohl auf dem Uplink als auch dem Downlink widerspiegelt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird eine Basisstationsauswahl durch Bestimmen des
Uplink-Übertragungsleistungspegels
für eine
Zugriffsnachricht für
alle Basisstationen in dem Satz und Bestimmen der Basisstation,
die über
die beste Funktion, das heißt
den niedrigsten Leistungspegel, verfügt, als die versorgende Basisstation, durchgeführt.
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Die
Erfindung stellt somit eine bessere Balance zwischen Downlink- und
Uplink-Qualitätskriterien
bei der Zellenauswahl zur Verfügung,
was in einer effizienteren Verwendung von Ressourcen und somit einer
erhöhten
Kapazität
des zellularen Kommunikationssystems resultiert.
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Als
ein spezifisches Beispiel eines durch die Erfindung erzielten Vorteils
kann ein einfaches Beispiel von zwei Zellen mit einem Downlink-Signalleistungspegelunterschied
von 1 dB und einem Uplink-Interferenzpegelunterschied von –10 dB angenommen
werden. Dies ist ein typischer Fall, wenn eine der Zellen über eine
negative Last des RACH verfügt
und die andere Zelle über
einen überlasteten RACH
verfügt.
Wenn die Teilnehmereinheit eine kurze Nachricht (zum Beispiel Email,
SMS) senden muss, wählt
der aktuell vorgeschlagene UMTS-Zellenauswahlansatz die erste Zelle
für die
Nachrichtenübertragung
aus. Die Nachricht wird in dem überlasteten
RACH wahrscheinlich unter Kollisionen leiden und dadurch Neuübertragungen
somit den Ressourcenbedarf erhöhen.
Gemäß der beschriebenen
wird stattdessen die zweite Zelle ausgewählt Ausführungsform und die Nachricht
wird mit viel höherer Wahrscheinlichkeit
zum ersten Mal in dem überlasteten
RACH detektiert. Daraus folgt, dass der Vorschlag sowohl hinsichtlich
der Übertragungsverzögerung als
auch der erzeugten Interferenz eine Verringerung anbietet.