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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft zellulare Telefonsysteme und insbesondere
die Sendeleistungssteuerung von Mobilstationen.
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HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist bekannt, daß zellulare
Kommunikationssysteme Basisstationen aufweisen, die geographisch
in einer Zellenstruktur angeordnet sind, um es Mobilfunkstationen
zu ermöglichen,
miteinander und mit zugeordneten Vermittlungssystemen zu kommunizieren.
Kommunikation erfolgt zwischen Mobilstationen und Basisstationen
und von den Basisstationen zu Vermittlungsknoten. Die Vermittlungsknoten
und Steuerungsknoten kommunizieren über Gateways mit anderen Kommunikationssystemen.
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In
einem Mobilfunk-Kommmunikationssystem mit Codemultiplex-Mehrfachzugriff
(CDMA) können
Mobilfunkgeräte
mit einer gemeinsamen Basisstation unter Verwendung der gleichen
Funkfrequenz kommunizieren, weil jede Mobilstation einen anderen Modulationscode
verwendet, der ihre Nachrichten von denen anderer Mobilfunkgräte unterscheidet.
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Infolge
dessen, daß die
Mobilfunkgeräte
in einer gemeinsamen Zelle auf einer gemeinsamen Frequenz senden,
ist es möglich,
daß die Übertragung
einer Mobilstation Störungen
der Übertragung einer
anderen Mobilstation verursacht. Faktoren (wie etwa Umwelteinflußfaktoren,
Nähe und
so weiter) beeinflussen Signalstärkeungleichheiten
zwischen mehreren Mobilfunkgeräten,
die mit einer gemeinsamen Basisstation kommunizieren, was zu Störungen zwischen „konkurrierenden" Funkgeräten führt. Infolgedessen
haben manche Mobilfunknachrichten mit einer Kommunikationsbasisstation
das Potential, andere auf dem gleichen Funkfrequenzband zu dominieren.
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In
einem idealen System sendet jedes Mobilfunkgerät Signale an eine gemeinsame
Basisstation mit einem Leistungspegel, der sicherstellt, daß alle unterschiedlichen
mobil übertragenen
Signale in der Basisstation mit ungefähr dem gleichen mittleren Pegel
ankommen, der ein angemessenes Signal-Störsignal-Verhältnis für jede Mobilstation
ergibt, die die gleiche Frequenz verwendet. Aber weil sich die Umwelt
der Mobilstation, die Nähe
der Mobilstationen und so weiter ändern, werden die Leistungspegel
für alle
Funkgeräte
aufmerksam gesteuert. Die Steuerung dieser Leistungspegel von der
Mobilstation zur Basisstation, welche Aufwärtsstrecken-(oder umgekehrte)
Sendeleistungssteuerung (TPC) genannt wird, ist ein erheblicher
Faktor bei der Verbesserung des Leistungsvermögens und der Kapazität eines CDMA-Systems.
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Mehrere
Verfahren zur Steuerung der Aufwärtsstreckenleistung
sind bekannt, einschließlich der
Steuerung auf der Grundlage der geschätzten Übertragungsdämpfung (oder
eines anderen geeigneten Maßes)
von Signalen, die von einer Basisstation empfangen werden (Sendeleistungssteuerung
mit offener Schleife). Ein anderes Verfahren besteht darin, daß die Basisstation
auf der Grundlage der in der Basisstation empfangenen Vergleichs-Signalstärke Sendeleistungs-Steuerungsnachrichten
an die Mobilstation sendet (Leistungssteuerung mit geschlossener
Schleife).
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Das
US-Patent Nr. 5774785 (eingetragen
auf denselben Inhaber) beschreibt ein solches Aufwärtsstrecken-Steuerungsverfahren,
in dem ein Mobilfunkgerät
seine Sendeleistung auf einen Bereich einschränkt, der durch eine maximale
und eine minimale Sendeleistung definiert ist. Das
US-Patent Nr. 5390338 (eingetragen
auf denselben Inhaber) beschreibt ein anderes Übertragungssteuerungsverfahren, das
auf der Entfernung zwischen dem Sender und Empfänger fußt. Andere Verfahren nach dem Stand
der Technik befassen sich in verschiedenen Kontexten damit, wie
Leistungspegel auf Minimalpegel zum Erreichen erwünschter
Leistungsziele und auf Maximalpegel zur Erfüllung von Kommunikationsvorschriften
festgelegt werden.
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Das
US-Patent Nr. 5732347 beschreibt
ein Verfahren zur Benachrichtigung eines Benutzers eines digitalen
Mobiltelefons über
eine bevorstehende Unterbrechung der digitalen Kommunikation auf
der Grundlage mehrerer Zustandsindikatoren, wie etwa kontinuierlicher
Zähl- und
Ratenangaben, Symbol- und Chipfehler, Ausgangsleistungspegelangabe, Empfangsstärkeangabe
und so weiter. Gemäß dem Verfahren
schließt
eine Analysemethode zur Bestimmung, wann eine Kommunikationsunterbrechung
bevorsteht, die Bewertung ein, ob irgendeine der Zustandsangaben
eine vordefinierte Schwellwertangabe verletzt.
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Die
Anmeldung
EP 0713300 beschreibt
ein Verfahren zur Durchführung
von Regulierungen an einer lokalen Teilnehmereinheit, um die Störung in
einem fremden System zu verringern und die Signalqualität der lokalen
Teilnehmereinheit zu verbessern. Das System führt die folgenden Schritte
durch: Nachregeln der Mobilstationsleistung, Nachregeln bis zum Leistungsschwellwert, Übergeben
der Verbindung an einen freien Kanal, Verringern des Durchsatzes
oder Verwenden einer anderen Art von Codierprinzip. Wenn es immer
noch unzulässige
Störung
gibt, wird die beste Alternative ausgewählt.
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Mobilstationen
sind durch ihren Aufbau und andere Faktoren auf praktische maximale
und minimale Ausgangsleistungen auf der Grundlage ihres Dynamikbereichs
eingeschränkt.
Eine Mobilstation kann nicht mit Leistungspegeln außerhalb
ihres Bereichs senden. Dies kann ein besonderes Problem in Situationen
sein, wo sich eine Mobilstation sehr nahe an einer Basisstation
befindet und ihr Aufwärtsstrecken-Leistungspegel
in der empfangenden Basisstation ziemlich hoch ist. Wie vorher beschrieben,
empfängt
eine Basisstation idealerweise alle Übertragungen von allen zugeordneten
Mobilfunkgeräten
mit ungefähr
dem gleichen Leistungspegel, der ein angemessenes Signal-Störsignal-Verhältnis ergibt,
um Störung
zu vermeiden, die durch eine dominierende Mobilfunkübertragung
verursacht wird. Wenn ein Mobilfunkgerät beginnt, die Aufwärtsstrecken-Übertragungen
von benachbarten Mobilfunkgeräten
zu dominieren, empfängt
das Mobilfunkgerät
eine Anweisung von der Basisstation (oder erzeugt eine interne Anweisung),
die besagt, die Aufwärtsstrecken-Sendeleistung
auf einen besser ausgeglichenen Pegel zu senken. Es tritt jedoch
ein Problem auf wenn sich ein Mobilfunkgerät so nahe an seiner versorgenden Basisstation
befindet (und somit sein empfangener Aufwärtsstrecken-Leistungspegel
so hoch ist), daß selbst
bei der minimalen Ausgangssendeleistung des Mobilfunkgeräts der in
der Basisstation von der dominierenden Mobilstation empfangene hohe
Leistungspegel immer noch so hoch ist, daß er unzulässige Störpegel verursacht. Das kann
letztendlich zu einer Verringerung der Kapazität und des Überdeckungsbereichs der Basisstation
führen.
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Eine
mögliche
Lösung
für das
oben genannte Problem besteht darin, den Dynamikbereich der dominierenden
Mobilstationen zu vergrößern. Aber das
bedeutet eine Änderung
des physischen Aufbaus, die keine sofortige Entlastung bietet.
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Die
vorliegende Erfindung löst
das Problem durch Bestimmung des maximalen Leistungspegels, der
zulässigerweise
durch die Basisstation empfangen werden kann, um die maximale Kapazität und zulässige Störpegel sicherzustellen.
Der maximale Empfangsleistungspegel kann durch die Basisstation über einen
Steuerungskanal rundgesendet werden, oder die Mobilstation kann
den maximal zulässigen Empfangspegel
auf der Grundlage der Signal-Störsignal-Verhältnis-Sollwerte,
die für
diese Mobilstation definiert sind, bestimmen. Wenn die Mobilstation
bestimmt, daß ihr
niedrigster Sendeleistungspegel in der Basisstation mit einem Pegel
empfangen wird, der den maximalen Empfangsleistungspegel der Basisstation überschreitet,
deaktiviert die Mobilstation ihren Sender. Alternativ kann die Basisstation
auch einen übermäßigen Empfangspegel
ermitteln und diese Mobilstation anweisen, ihren Sender zu deaktivieren.
Schließlich
kann die Übertragung
von der Mobilstation wiederaufgenommen werden, wenn der Empfangsleistungspegel
von diesem Mobilfunkgerät auf
zulässige
Pegel abnimmt, zum Beispiel wenn sich das Mobilfunkgerät von der
Basisstation entfernt. Andernfalls kann es erforderlich sein, die
Gesprächsverbindung
abzubauen.
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Wenngleich
viele der in Frage kommenden Verfahren nach dem Stand der Technik
versuchen, die Sendeleistungspegel in einem gewissen Umfang zu optimieren,
um die Störung
zu minimieren, während
eine hinreichende Nachrichtenqualität sichergestellt wird, schlägt keiner
vor, daß eine
Mobilstation, die mit Ihrem niedrigsten Sendeleistungspegel an eine
Basisstation sendet, die ihn über
dem maximalen Empfangspegel der Basisstation empfängt, zu senden
aufhören
soll, um die Störung
zu beseitigen, die durch den hohen Empfangsleistungspegel des Mobilfunkgeräts verursacht
wird (auch wenn das Mobilfunkgerät
mit seinem niedrigsten Sendeleistungspegel sendet). Ebenso gibt
es keine bekannten Lehren über
spezifische Methoden in diesem Kontext, wo eine Basisstation oder
eine Mobilstation bestimmt, wann das Mobilfunkgerät zu senden
aufhören
oder schließlich
die Gesprächsverbindung
abbauen soll.
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Diese
sowie weitere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden umfassender
verstanden und anerkannt durch sorgfältiges Studium der folgenden
ausführlichen
Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, wobei diese
folgendes zeigen:
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines zellularen Mobiltelefonsystems;
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2 ist
eine schematische Darstellung der Strukturen des Netzwerks, der
Basisstation und der Mobilstation; und
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3 ist
eine schematische Darstellung einer weichen Diversity-Verbindungsübergabe.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 kommuniziert
eine Mobilstation MS mit einer Basisstation, die einer Zelle 13 zugeordnet ist,
in der sich die Mobilstation gegenwärtig befindet. Die Basisstation
in Zelle 13 ist Teil eines größeren zellularen Netzwerks,
das solche Basisstationen wie die Basisstationen 10, 11, 12, 13 und
so weiter einschließt.
Die Basisstation 13 empfangt Nachrichten von der Mobilstation
MS und leitet sie an den Funknetzwerk-Kern RNC weiter, der der Basisstation 13 zugeordnet
ist. Die Funknetzwerk-Steuerungseinrichtungen
(RNC) kommunizieren miteinander über Mobilfunkdienst-Vermittlungsstellen
MSC, um die Kommunikation der Mobilstation mit denjenigen anderer
Mobilstationen, Netzwerke und so weiter zu verbinden.
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Wenn
sich eine Mobilstation MS in ein geographisches Zellengebiet 13 bewegt,
baut sie die Kommunikation mit der Basisstation auf, die sich in der
bestimmten Zelle 13 befindet. Auch innerhalb des gleichen
Zellengebiets 13 kann das Mobiltelefon MS kleineren geographischen
Gebieten zugewiesen werden, die allgemein als Sektoren bekannt sind.
Die Sektoren können
zum Beispiel infolge von Richtantennenkommunikation durch eine Basisstation
definiert werden. Auf diese Weise kann eine Zelle 10 in Sektoren 15, 16, 17 und
so weiter aufgeteilt werden, so daß diejenigen Mobilstationen,
die in einem Sektor und innerhalb einer Zelle kommunizieren, um
Kommunikationszeit mit der darin befindlichen Basisstation konkurrieren.
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In
einem System ist es entscheidend, daß alle Mobilstations-Übertragungen
auf der gleichen Frequenz in einer gemeinsamen Basisstation im wesentlichen
mit dem gleichen Leistungspegel empfangen werden. Weil jede Mobilstation
auf einer gemeinsamen Frequenz arbeitet, ist es wichtig, daß keine Mobilstations-Übertragung
mit einem Leistungspegel erfolgt, der andere Mobilstations-Übertragungen
dominiert. Es wäre
jedoch falsch anzunehmen, daß die Beibehaltung
eines einheitlichen Sendeleistungspegels bei jeder der Mobilstationen
zu einem einheitlichen Empfangsleistungspegel in der Basisstation führen würde. Vielmehr
senden die Mobilstationen innerhalb einer gemeinsamen Zelle an die
Basisstation auf der Grundlage einer großen Vielfalt von unterschiedlichen Übertragungsdämpfungswerten.
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Wenn
zum Beispiel eine Mobilstation in einer gemeinsamen Zelle relativ
nah an einer gemeinsamen Basisstation ist, verglichen mit einer
anderen Mobilstation, kann die näher
gelegene Mobilstation erwarten, daß der Empfangsleistungspegel
in der Basisstation für
ihre Übertragungen
relativ höher
ist als die Empfangsleistungspegel für die weiter entfernten Mobilstationen,
wenn man annimmt, daß die Sendepegel
der Mobilstationen zum Zeitpunkt der Übertragung einheitlich sind.
Normalerweise regeln Mobilstationen, die relativ nahe an einem Basisstationsempfänger sind,
individuell oder auf Anweisung ihre Sendeleistung nach unten nach,
um einen allgemein einheitlichen Empfangsleistungspegel von allen Mobilstationen
in der Basisstation beizubehalten. Diese Leistungssteuerung der
Mobilstationen ist wichtig, da ein Mißerfolg beim Erreichen einer
allgemeinen Einheitlichkeit unter den Mobilstationen in bezug auf
ihre Empfangssignalpegel die Kapazität und den Überdeckungsbereich der durch
die Basisstation versorgten Zelle beeinflußt.
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Nach
Erfüllung
von Standardisierungsspezifikationen (infolge von Kundenwünschen,
Herstellungsspezifikationen und so weiter) kann erwartet werden,
daß Mobilstationen,
die innerhalb irgendeiner bestimmten Zelle arbeiten, unterschiedliche
Betriebsparameter aufweisen. Ein solcher Parameter ist der Dynamikbereich
der Ausgangsleistung irgendeiner bestimmten Mobilstation. Jede Mobilstation
kann durch einen minimalen Sendeleistungspegel und einen maximalen
Sendeleistungspegel definiert werden, innerhalb derer der Sender
des Mobilfunkgeräts arbeitet.
Im wesentlichen kann der Sender nicht unterhalb seines minimalen
Sendeleistungspegels oder oberhalb seines maximalen Sendeleistungspegels arbeiten.
Diese Parameter der Mobilstation schränken somit die Fähigkeit
der Mobilstation ein, die Sendeleistung über bestimmte Grenzen hinaus
zu erhöhen
oder zu verringern.
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Eine
Mobilstation, die innerhalb einer zellularen Telefonstruktur arbeitet,
ist in 1 gezeigt. Dort ist ein geographisches Gebiet
in Zellen 10, 11, 12, 13 und
so weiter unterteilt, von denen jede eine Basisstation hat, die
eine bestimmte Zelle versorgt. Eine Mobilstation 14 (darstellungsgemäß in Zelle 13 befindlich)
kommuniziert mit der Basisstation innerhalb der Zelle 13 über bidirektionale
Kommunikation. Wenn sich die Mobilstation 14 innerhalb
des geographischen Bereichs der Zelle 13 bewegt, verändert sich
die Sendecharakteristik, wie sie durch die Basisstation in der Zelle 13 empfangen
wird, aufgrund von geographischen Veränderungen, Veränderungen
der Nähe
und so weiter. Die Basisstation in Zelle 13 kommuniziert
mit der Mobilstation 14, um die Mobilstation dabei zu unterstützen, ihre
Sendeleistung nach oben oder nach unten nachzuregeln, um den Empfangssignalpegel
in der Basisstation zu steuern. Somit wird, wenn sich die Übertragungsdämpfung von
der Mobilstation 14 zur Basisstation erhöht, die
Sendeleistung der Mobilstation entsprechend vermindert, um sicherzustellen,
daß die
Empfangsleistung in der Basisstation allgemein einheitlich mit derjenigen
der anderen Mobilstationen in der Zelle 13 bleibt.
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Wie
in 1 gezeigt, kann jede Zelle 10 auch in
Sektoren 15, 16, 17 und so weiter unterteilt werden,
die durch Richtantennen in der Basisstation in der Zelle 10 definiert
werden können.
Die vorliegende Erfindung ist gleichermaßen in der Sektorenstruktur
wie in der Zellenstruktur anwendbar. Das heißt, eine Basisstation kann
versuchen, die Leistungspegel für
alle Mobilstationen innerhalb eines Sektors 15, 16, 17 und
so weiter zu steuern, indem sie die Mobilstationen anweist, ihre
Sendeleistungen nach oben oder nach unten nachzuregeln, abhängig von
der Übertragungsdämpfung zwischen
den jeweiligen Mobilstationen und der Antenne des Sektors.
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Abschließend bezüglich 1,
kann man erkennen, daß die
Basisstation in der Zelle 13 mit einem Funknetzwerk-Kern
(RNC) kommuniziert, der mit anderen Funknetzwerk-Kernen anderer
zellularer Strukturen 18 kommuniziert. Die Funknetzwerk-Kerne
kommunizieren außerdem
mit Mobilfunkdienst-Vermittlungsstellen
(MSC), die als Gateways zu anderen Netzwerken, wie etwa dem Internet,
anderen Telefonnetzwerken und so weiter, fungieren.
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2 stellt
die Strukturen von verschiedenen Mobilstationen dar, die mit einer
gemeinsamen Basisstation kommunizieren. In 2 sind drei
Mobilstationen gezeigt, M1, M2 und Mn. Obwohl
nur drei Mobilstationen gezeigt sind, versteht es sich, daß innerhalb
der vorliegenden Erfindung so viele Mobilstationen vorgesehen werden
können,
wie die Kapazität einer
Basisstation erlaubt. Die Mobilstationen M1, M2 und Mn kommunizieren
mit der Basisstation BS und dem RNC über eine Anzahl von Befehlen
und Verkehrskanälen,
die nicht unbedingt in 2 gezeigt sind.
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Jede
Mobilstation M1, M2 und Mn weist Empfänger 20, 25 und
Sender 22, 26 auf. Die Empfänger 20, 25 empfangen
Nachrichten von der Basisstation BS, und die Sender 22, 26 senden
Signale an die Basisstation BS, einschließlich der als Tx(M2)
und Tx(M1) gezeigten Sendesignale. Die gesendeten
Signale (Tx), die von den Mobilstationen
M2 und M1 kommend zur Basisstation BS gehend gezeigt sind, sind
die standardmäßigen Aufwärtsstrecken-Nachrichten
von einer Mobilstation zur Basisstation BS. Die Empfänger 20, 25 und
die Sender 22, 26 werden durch die Steuerungseinrichtungen 23, 27 gesteuert. Ferner
wird die Sendeleistungssteuerung über die Sender 22, 26 durch
Elemente 24, 28 gemäß den Anweisungen durchgeführt, die
entweder von der Basisstation BS oder vom RNC empfangen werden oder durch
die Mobilstationen selbst geschätzt
werden.
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Wie
in 2 gezeigt, befindet sich die Mobilstation M1 geographisch
in einer größeren Entfernung
D1 von der Basisstation BS, verglichen mit der Entfernung D2 der
Mobilstation M2. Angenommen, alle anderen Faktoren sind gleich,
dann würde
man folglich annehmen, daß,
wenn die Mobilstationen M1 und M2 Signale Tx mit
gleichen Signalpegeln senden, die Basisstation BS die gesendeten
Signale mit unterschiedlichen Signalpegeln empfängt. Das heißt, man
würde erwarten,
daß die
Basisstation BS aufgrund der Nähe
der Mobilstation M2 relativ zur Basisstation BS den Signalpegel
von der Mobilstation M2 mit einem höheren Signalpegel (niedrigere Übertragungsdämpfung)
als von der Mobilstation M1 empfängt.
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Die
Basisstation BS weist Sender 32, 33, 34 auf,
um an die Empfänger 20, 25 zu
senden. Sie weist auch den Empfänger 31 auf,
um Übertragungen
von den Sender 22, 26 zu empfangen. Eine Netzwerk-Ein/Ausgabe 29 koppelt
die Basisstation BS mit der Funknetzwerk-Steuerungseinrichtung RNC.
Schließlich
steuert die Steuerungseinrichtung 30 den Empfänger 31 und
die Sender 32, 33, 34, um die Kommunikation
mit den Mobilstationen in der durch die Basisstation BS versorgten
Zelle zu optimieren. (2 veranschaulicht, daß die Sender
unterschiedlichen Sektoren zugeordnet sind, die durch die gleiche
Basisstation versorgt werden (weichere Verbindungsübergabe),
aber die Erfindung tritt gleichermaßen gut in Erscheinung bei
einer weichen Verbindungsübergabe,
wo sich die mehreren Sender, die zur Kommunikation mit einer Mobilstation
verwendet werden, in unterschiedlichen Zellen befinden, die durch
unterschiedliche Basisstationen versorgt werden).
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Die
Steuerungseinrichtung 30 und/oder RNC ist für die Überwachung
der Sendeleistungspegel von den vielen Mobilstationen verantwortlich,
die durch die Basisstation BS versorgt werden. Gewöhnlich mißt die BS
den Gesamt- und die individuellen Empfangsleistungspegel von allen
MS, die diese BS verwenden, und meldet sie an die RNC. Die RNC bestimmt,
ob eine MS dominiert und ob andere MS darunter leiden. Wenn sich
die Mobilstation M2 näher zur
Basisstation BS bewegt, so daß der
Empfangssignalpegel von Tx(M2) einen Schwellwert überschreitet,
sendet die Steuerungseinrichtung 30 von einem oder allen
Sender 32, 33, 34 an den Empfänger 20 der
Mobilstation M2 und weist die T Leistungssteuerungseinrichtung 24 an,
die Sendleistung vom Sender 22 zu verringern. Auf diese
Weise versucht die Steuerungseinrichtung 30 der Basisstation
BS, einen Grad der Gleichmäßigkeit
in den Empfangssignalpegeln aller Übertragungen von allen Mobilstationen beizubehalten,
die durch die Basisstation BS auf einer spezifischen Frequenz versorgt
werden.
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Es
gibt jedoch Fälle,
wo die Übertragungsdämpfung zwischen
einer Mobilstation (zum Beispiel MS2) und der Basisstationsantenne
so gering ist, daß die
Mobilstation ihre Sendeleistung nicht hinreichend verringern kann,
um ihren entsprechenden Empfangssignalpegel auf einen geeigneten
Pegel in der Basisstation BS herabzusetzen. Dies tritt im allgemeinen
auf, weil die Mobilstation ihre momentanen Sendeleistungspegel auf
den Minimalpegel innerhalb des Bereichs von Sendeleistungspegeln
der Mobilstation verringert hat. In einem solchen Fall bewirkt die
niedrige Übertragungsdämpfung,
daß die
Mobilstation die anderen Mobilstationen im Zellenbereich dominiert,
und die minimale Grundsendeleistung der Mobilstation verhindert,
daß die
Mobilstation ihre momentane Sendeleistung auf einen Pegel herabsetzt, der
hinreichend niedrig ist, um die Dominanz zu verhindern. Infolgedessen
läßt die eine
Mobilstation, bei der die Situation der niedrigen Übertragungsdämpfung aufgetreten
ist, nicht zu, daß die
Basisstation alle Empfangsleistungspegel für alle Mobilstationen auf einem
im allgemeinen gemeinsamen Pegel halten kann.
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Somit
können,
obwohl die Mobilstationen auf Bedingungen mit niedrigerer Übertragungsdämpfung durch
Verringerung ihrer Ausgangsleistung reagieren können, sie dies nur bis zum
minimalen Grundpegel der Sendeausgangsleistung, der durch die Mobilstation
vorgegeben ist. Danach können
die Übertragungen
der Mobilstation die Übertragungen
anderer Mobilstationen schwerwiegend stören, die Kapazität verringern
und den Überdeckungsbereich
der Übertragungen
der Basisstation verringern. Letztendlich werden die benachbarten
Mobilstationen (die innerhalb des gemeinsamen Empfangsleistungspegels
arbeiten, den die Basisstation beizubehalten versucht) aufgrund
der Störung,
die durch die eine dominierende Mobilstation bewirkt wird, fallen
gelassen.
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Die
benachbarten Mobilstationen können versuchen,
einer dominierenden Mobilstation gerecht zu werden, indem man die
benachbarten Mobilstationen ihre Ausgangsleistung vergrößern läßt. Diese Mobilstationen
arbeiten jedoch ebenfalls mit Minimal- und Maximalbedingungen der
Sendeleistung, so daß diejenigen
Mobilstationen, die bereits mit ihrem höchstmöglichen Sendeleistungspegel
senden, die erhöhte
Störung,
die durch die dominierende Mobilstation bewirkt wird, nicht kompensieren
können.
In diesem Fall werden diejenigen Mobilstationen, die tatsächlich innerhalb
der Parameter der Basisstation arbeiten, zugunsten der dominierenden
Mobilstation, die nicht innerhalb der Parameter der Basisstation
arbeitet, fallengelassen.
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Ferner
bewirkt die eine dominierende Mobilstation, daß alle anderen Mobilstationen
ihre Leistungspegel erhöhen,
was hohe Anforderungen an die Leistungssteuerung stellt und zur
Instabilität
bei der Leistungssteuerung führen
kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der dominierenden Mobilstation nicht gestattet zu
bewirken, daß anforderungsgerechten
Mobilstationen aus dem Überdeckungsbereich
einer Basisstation fallengelassen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
empfängt
eine Mobilstation Information über
einen maximal zulässigen
Empfangspegel in der Basisstation BS. Dies kann erreicht werden,
indem die Basisstation den maximal zulässigen Empfangspegel an alle
Mobilstationen in einer Zelle, die durch die Basisstation versorgt
wird, rundsendet. Alternativ kann diese Information durch von der
RNC gesendete zweckgebundene Nachrichten an jede Mobilstation, gesendet
werden. Die Mobilstation kann dann ihre Sendeparameter prüfen, um
sicherzustellen, daß ihr
niedrigstmöglicher
Sendepegel es gestattet, daß die
Mobilstation die Leistung so verringert, daß sich ein Empfangsleistungspegel
innerhalb zulässiger
Grenzen in der Basisstation BS ergibt.
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Eine
Mobilstation, die bestimmt, daß sie
einen Empfangssignalpegel in der Basisstation BS nicht erfüllt, kann
mit oder ohne Benachrichtigung der Basisstation ihre Übertragung
ausschalten und warten, bis ein geschätzter Empfangspegel in der
Basisstation unterhalb eines maximal zulässigen Empfangspegels liegt.
Danach kann die Mobilstation ihren Sender wieder einschalten und
innerhalb ihres eigenen Dynamikbereichs arbeiten, um einen Empfangspegel
in der Basisstation innerhalb der zulässigen Pegel der Basisstation
BS zu erreichen.
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Gegenwärtig kann
im 3GPP-Standard das Netzwerk auf Anforderung zum Beispiel die folgenden
Meldungen von einem Mobilfunkgerät
erhalten:
- • eine
Meldung an das Netzwerk, die das Netzwerk informiert, daß die durch
das Mobilfunkgerät verwendete
Leistung einen Minimalwert erreicht hat, und zwar schon seit einiger
Zeit,
- • eine
Meldung an das Netzwerk, die das Netzwerk darüber informiert, daß die durch
das Mobilfunkgerät
verwendete Leistung einen Maximalwert erreicht hat, und zwar schon
seit einiger Zeit,
- • eine
Meldung an das Netzwerk, die das Netzwerk darüber informiert, daß die durch
das Mobilfunkgerät
verwendete Leistung über
einen vordefinierten Schwellwert hinausreicht, und zwar schon seit
einiger Zeit,
- • eine
Meldung an das Netzwerk, die das Netzwerk darüber informiert, daß die durch
das Mobilfunkgerät
verwendete Leistung unter einen vordefinierten Schwellwert gefallen
ist, und zwar schon seit einiger Zeit.
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Unter
Verwendung dieser ereignisgesteuerten Informationsmeldungen vom
Mobilfunkgerät
ist das Netzwerk imstande, potentiell dominierende Mobilfunkgeräte oder
Mobilfunkgeräte,
bei denen eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß sie dominierend
werden, zu ermitteln und geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Das Netzwerk
verwendet die Meldungen auch, um zu ermitteln, wann Mobilfunkgeräte aufgehört haben
zu dominieren. Durch Hinzufügen von
Messungsinformation, zum Beispiel Übertragungsdämpfungs-Schätzwerten,
kann das Netzwerk auch den Grad der Dominanz schätzen.
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Bevor
eine fallengelassene Mobilstation die Übertragung über den Sender 22 wieder
aufnimmt, um Direktzugriffs- oder Paketübertragungen durchzuführen, sollte
die Mobilstation wieder den erwarteten Empfangsleistungspegel in
der Basisstation schätzen,
um sicherzustellen, daß er
unterhalb des maximal zulässigen
Pegels liegt. Diese Schätzung setzt
wieder voraus, daß die
Mobilstation mit ihrem niedrigsten Sendeleistungspegel arbeiten
kann. Die Schätzung
ermöglicht
es der Mobilstation, eine vorläufige
Bestimmung vorzunehmen, ob ihr Betrieb und ihr minimaler Sendeleistungspegel
zu einem Empfangsleistungspegel in der Basisstation führen, der die
benachbarten Mobilstationen nicht stört. Natürlich sollte die Mobilstation
in ihrer Übertragung
von Direktzugriffs- oder Paketübertragungen
verzögert
werden, bis die Übertragungsdämpfung zwischen
der Mobilstation und Basisstation hinreichend groß ist, so daß die Mobilstation
mit ihrem niedrigsten Sendeleistungspegel arbeiten kann und zu einem
Empfangsleistungspegel in der Basisstation führt, der unterhalb der maximal
zulässigen
Rate liegt. Wenn die Verzögerung
zu lang wird, kann die Mobilstation ihre Gesprächsverbindung abbauen. Ferner
kann die Basisstation eine Mobilstation anweisen, zu versuchen,
einen niedrigeren Empfangsleistungspegel zu erreichen, ihren Sender
auszuschalten oder eine Gesprächsverbindung
abzubauen.
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3 stellt
eine beispielhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. In Schritt 50 von 3 legen
eine Mobilstation oder eine Basisstation die Sendeleistungspegel
jeder Mobilstation MSX fest, um ein maximal zulässiges empfangenes Signal in
der Basisstation zu erreichen. In Schritt 51 bestimmt das
System (oder eine Mobilstation), ob irgendeine Mobilstation dominiert.
Wenn keine Mobilstation dominiert, kehrt der Ablauf zu Schritt 51 zurück, bis
bestimmt wird, daß eine
Mobilstation dominiert wurde. Das bedeutet, daß die weiteren Schritte der
vorliegenden Erfindung nicht aufgerufen werden, außer wenn
eine Mobilstation dominiert. In Schritt 52 ist eine Mobilstation
als dominierend bestimmt worden, und so bestimmt die dominierende
Mobilstation zuerst, ob sie mit ihrem eigenen minimalen Sendeleistungspegel
arbeitet, der durch ihren eigenen Dynamikbereich vorgegeben ist.
Wenn dies nicht der Fall ist, kann die dominierende Mobilstation
in Schritt 53 ihre Sendeleistung verringern und es dem
System ermöglichen,
zu Schritt 51 zurückzukehren,
um zu bestimmen, ob diese Mobilstation oder irgendeine andere Mobilstation
weiterhin Übertragungen
dominiert.
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Wenn
in Schritt 52 die dominierende Mobilstation bereits auf
ihrem minimalen Leistungspegel ist, bestimmt die Basisstation oder
eher die RNC, ob Mobilstationen, die durch die dominierenden Mobilstationen
unzulässig
gestört
werden, sich innerhalb ihrer eigenen individuellen maximalen Sendeleistungsschwellwerte
befinden. Wenn nicht, können
die gestörten
Mobilstationen in Schritt 56 einfach ihre Sendeleistung
erhöhen,
oder vor der versuchten Verstärkung
der Übertragung
der gestörten Mobilstationen
können
die optionalen Schritte 55 und 58 einbezogen werden.
Das bedeutet, daß die
Basisstation oder die RNC in Schritt 55 bestimmt, ob die
Zelle nahe ihrer maximalen Kapazität ist, und wenn ja, wird in
Schritt 58 die gestörte
Mobilstation fallengelassen. Wenn nicht, wird in Schritt 56 die
gestörte
Mobilstation angewiesen, ihre Sendeleistung zu erhöhen.
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Wenn
in Schritt 54 bestimmt wird, daß die gestörte Mobilstation bei ihrer
Maximalleistung liegt und (aus Schritt 52) bestimmt worden
ist, daß die
dominierende Mobilstation bei ihrer Minimalleistung liegt, wird
in Schritt 57 die dominierende Mobilstation fallengelassen.
Schritt 57 kann enthalten, daß die Mobilstation (zum Beispiel
M2) den Sender 22 ausschaltet. Alternativ kann Schritt 57 den
Abbau einer Gesprächsverbindung
enthalten, die durch die Mobilstation M2 versorgt wird.
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Die
Mobilstation M2, die erkannt hat, daß sie dominiert und ihren Leistungspegel
nicht weiter verringern kann, muß erreichen, daß ihre Leistung
aus der gestörten
Frequenz entfernt wird. Dafür
stehen mehrere Möglichkeiten
zur Verfügung:
- 1) Die MS kann ihre eigene autonome Entscheidung
auf der Grundlage der rundgesendeten Daten treffen;
- 2) Das Netzwerk kann die MS anweisen, ihre Leistung auszuschalten,
und dann die MS die Übertragung
als ihre eigene Entscheidung auf der Grundlage der rundgesendeten
Daten wiederaufnehmen lassen;
- 3) Das Netzwerk kann die MS anweisen, die Verwendung eines festgeschalteten
Kanals zu beenden (die Leistung der MS wird ausgeschaltet) und die
Verwendung eines gemeinsamen physischen Kanals zu beginnen. Während sie
sich auf einem gemeinsamen Kanal befindet, verfügt die MS über eine Direktzugriffsprozedur,
um mit dem System zu kommunizieren;
- 4) Das Netzwerk kann die MS anweisen, eine frequenzübergreifende
Verbindungsübergabe durchzuführen, das
heißt,
das Senden auf der gestörten
Frequenz zu beenden und die Verwendung einer nicht gestörten Frequenz
zu beginnen, falls verfügbar;
- 5) Der Dienst, der die MS zwingt, einen festgeschalteten Kanal
zu verwenden, kann abgebaut werden (das kann als teilweiser Abbau
einer Gesprächsverbindung
betrachtet werden);
- 6) Die MS kann einen vollständigen
Gesprächsverbindungsabbau
durchführen,
der alle Dienste abbaut.
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Somit
kann in Schritt 59 die MS warten und dann zu einem zukünftigen
Zeitpunkt bestimmen, ob sie dann eine Situation mit höherer Übertragungsdämpfung vorgefunden
hat, so daß sie
mit ihrem minimalen Leistungspegel senden kann und keine benachbarten
Mobilstationen dominiert. Wenn die Schätzung von Schritt 60 eine
Schlußfolgerung
ergibt, daß die
Mobilstation, die vorher dominierte, weiterhin dominiert, wenn sie
die Übertragung
wiederaufnimmt, dann kehrt das Verfahren in Schritt 61 zu einer
neuen Schätzung
zurück.
Dies wird fortgesetzt, bis die Schätzung unter einen zulässigen Pegel
fällt, wobei
dann Schritt 63 ermöglicht,
daß die
vorher dominierende Mobilstation ihre Übertragungen aufnimmt oder
neu verbindet. Alternativ wird, wenn in Schritt 61 die
Schätzung
nicht unter die Zulässigkeitsschwelle
fällt,
in Schritt 62 eine Bestimmung vorgenommen, ob die MS schon
zu lange dominiert. Wenn ja, wird in Schritt 64 die MS
gezwungen, die Gesprächsverbindung
abzubauen. Wenn nicht, setzt die MS das Warten in Schritt 59 fort.
In Schritt 64 wird die dominierende Mobilstation angewiesen,
eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe
zu einer anderen Zelle und Frequenz vorzunehmen, die nicht so stark
ausgelastet ist oder keine Mobilfunkgeräte hat, die bereits auf Maximalpegel
senden.
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Die
vorliegende Erfindung untersagt, daß irgendeine Mobilstation,
die sich möglicherweise
zu nahe an eine Basisstation bewegt, den Überdeckungsbereich der Basisstation
verringert, die Kapazität
der Basisstation verringert, die benachbarten Mobilstationen dominiert
oder die Leistungssteuerung in der Zelle infolge nichtkompensierbar
hoher Sendepegel durch die eine Mobilstation instabil macht. Das
bedeutet, daß es
nicht ermöglicht
wird, daß eine
Mobilstation die Qualität
herabsetzt oder bewirkt, daß andere
Mobilstationen ihre Gesprächsverbindungen
nur deshalb abbauen müssen,
weil die eine Mobilstation auf einen Dynamikbereich beschränkt ist,
der nicht für
einen niedrigen Übertragungsdämpfungszustand
ausgelegt ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist es Mobilstationen gestattet, höhere Pegel zu verwenden (weiterhin
mit ihrem minimalen Sendeleistungspegel zu arbeiten, trotz der Tatsache,
daß die
Basisstation die Übertragung
mit einem nicht einheitlich hohen Pegel empfängt), vorausgesetzt, daß ein bestimmter Sektor
momentane Bedingungen aufweist, die Spielräume für den Überdeckungsbereich, die Kapazität und so
weiter bieten, die dies berücksichtigen.
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Die
vorliegende Lösung
ermöglicht
es Mobilstationen, die so ausgelegt sind, daß sie flexiblere Begrenzungen
des Dynamikbereichs haben, ihr zusätzliches Leistungsvermögen zu nutzen
und nicht zugunsten einer Mobilstation fallengelassen zu werden,
die strengere Begrenzungen des Dynamikbereichs hat.
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In
einer alternativen Ausführungsform
werden die Entscheidungen zum Ausschalten der Übertragung der Mobilstation
direkt von der Mobilstation getroffen, und es wird keine zusätzliche
Funktionalität
implementiert, die die maximalen Empfangspegel steuert. Andererseits
kann, wenn das Netzwerk zur Ermittlung und Steuerung der Maximalpegel
verwendet wird, die Basisstation oder die RNC die zusätzliche
Flexibilität
bei der Auswahl, welche Mobilstationen weiterhin senden und welche
nicht, aufweisen.
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Wenngleich
die Erfindung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktischste
und bevorzugte Ausführungsform
gilt, ist verständlich,
daß die
Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform zu beschränken ist,
sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, daß sie verschiedene Modifikationen
und äquivalente
Anordnungen umfaßt, die
in den Schutzbereich der beigefügten
Ansprüche eingeschlossen
sind.