DE60035593T2

DE60035593T2 - Spitzenlastpunkt mit angepassten bereich für zusätzliche frequenzen zur minimierung von interferenzen

Info

Publication number: DE60035593T2
Application number: DE60035593T
Authority: DE
Inventors: Peter Butovitsch; Lars B. Johansson; Walter Müller; Petter Blomberg
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: US6792276B1; CN1360800A; DE60035593D1; JP2003522443A; EP1192828A1; CN100342748C; KR100716696B1; WO2001005179A1; AU6192300A; ATE367721T1; EP1192828B1; KR20020038674A; JP4668489B2

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft die Erhöhung der Kapazität eines zellularen Systems und insbesondere die Erhöhung der Kapazität einer Zelle, ohne ein erhöhtes Ausmaß von Störungen der Verbindungen im System zu verursachen.
Das anhaltende Wachstum in der Telekommunikationsbranche setzt die Kapazität zellularer Systeme einer zunehmenden Belastung aus. Das begrenzte Frequenzspektrum, das für zellulare Kommunikationen verfügbar gemacht wurde, verlangt zellulare Systeme mit einer erhöhten Netzwerkkapazität und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Kommunikationsverkehrssituationen. Obwohl die Einführung der digitalen Modulation in zellulare Systeme die Systemkapazität erhöht hat, sind diese Erhöhungen allein möglicherweise unzureichend, um die gestiegene Nachfrage nach Kapazität und Funküberdeckung zu befriedigen. Andere Maßnahmen zur Erhöhung der Kapazität, wie etwa die Verringerung der Zellengröße in Großstadtgebieten, können notwendig sein, um die steigende Nachfrage zu erfüllen.
Die Störung zwischen Kommunikationszellen, die nahe aneinander liegen, erzeugt zusätzliche Probleme, vor allem, wenn relativ kleine Zellen genutzt werden. Folglich sind Methoden zum Minimieren der Störung zwischen Zellen nötig. Eine bekannte Methode, die in TDMA- und FDMA-Systemen verwendet wird, besteht darin, Zellen zu „Clustern" zu gruppieren. Innerhalb individueller Cluster werden Kommunikationsfrequenzen bestimmten Zellen auf eine Art und Weise zugeordnet, die versucht, die einheitliche Entfernung zwischen Zellen in unterschiedlichen Clustern, welche die gleichen Kommunikationsfrequenzen verwenden, zu maximieren. Diese Entfernung wird allgemein als „Frequenz-Wiederverwendungs"-Entfernung bezeichnet. In dem Maße, wie diese Entfernung zunimmt, nimmt die Störung zwischen einer Zelle, die eine Kommunikationsfrequenz verwendet, und einer entfernten Zelle, welche die gleiche Frequenz verwendet, ab.
Ein weiteres Verfahren zur Erhöhung der Kapazität bei gleichzeitiger Verringerung der Störung besteht in der Verwendung von Methoden der Spreizspektrum-Modulation und des Codemultiplex-Mehrfachzugriffs (CDMA). In typischen Direktsequenz-CDMA-Systemen wird ein zu übertragender Informationsdatenstrom einem Datenstrom mit viel höherer Symbolrate, der gewöhnlich als Spreizsequenz bekannt ist, überlagert. Jedes Symbol der Spreizsequenz wird allgemein als ein Chip bezeichnet. Jedem Informationssignal wird ein eindeutiger Spreizcode zugewiesen, der dafür verwendet wird, die Spreizsequenz zu erzeugen, und zwar normalerweise durch periodische Wiederholung. Das Informationssignal und die Spreizsequenz werden normalerweise in einem Prozeß, der gewöhnlich als Codierung oder Spreizung des Informationssignals bezeichnet wird, durch Multiplikation miteinander kombiniert. Eine Vielzahl von Spreiz-Informationssignalen wird als Modulationen von Funkfrequenz-Trägerwellen übertragen und wird in einem Empfänger gemeinsam als ein Mischsignal empfangen. Jedes der Spreizsignale überlappt alle anderen codierten Signale sowie die rauschbezogenen Signale sowohl in der Frequenz als auch in der Zeit. Durch Korrelieren des Mischsignals mit einer der eindeutigen Spreizsequenzen kann das zugehörige Informationssignal abgetrennt und decodiert werden. Da Signale in CDMA-Systemen einander in Frequenz und Zeit überlagern, werden sie häufig als eigenstörend bezeichnet.
Ein Verfahren zur Verringerung der Eigenstörung in einem zellularen CDMA-System besteht in der Verwendung von Leistungssteuerung. Leistungssteuerung in zellularen Systemen beruht auf der Voraussetzung, daß in dem Maße, wie die Entfernung zwischen der Mobilstation und der Basis-Sendeempfängerstation abnimmt, auch der Betrag der Sendeleistung abnimmt, die nötig ist, damit die Mobilstation oder die Basis-Sendeempfängerstation ein akzeptables Signal empfangt. Ebenso nimmt in dem Maße, wie die Entfernung zwischen der Basis-Sendeempfängerstation und der Mobilstation zunimmt, auch der Betrag der Sendeleistung zu, die nötig ist, damit die Mobilstation oder die Basis-Sendeempfängerstation ein akzeptables Signal empfängt. In dem Maße, wie die Starke der Sendeleistung erhöht wird, nimmt auch der Betrag der Störung zu, die in anderen Verbindungen im zellularen System hervorgerufen wird. Dementsprechend wird, indem nur der Betrag an Leistung verwendet wird, der erforderlich ist, um Signale zwischen Basis-Sendeempfängerstationen und Mobilstationen zu übertragen, der Betrag der Störung verringert, die in anderen Verbindungen im zellularen System hervorgerufen wird.
Das US-Patent 5 615 215 beschreibt ein TDMA-Funkkommunikationssystem (ein GSM-System), in dem die Information in Zeitschlitzen auf bekannte Art und Weise übermittelt wird. Jeder Zeitschlitz hat einen begrenzten Zeitraum, in dem die Übertragung befördert werden kann. Dies ist ein Problem, da die Verzögerung einer Übertragung nicht zu groß sein darf, falls sie die angrenzende Übertragung zeitlich überlagern wird.
In einem TDMA-Funkkommunikationssystem sind die Funkfrequenzen in den unterschiedlichen Zellen nicht gleich, sondern unterscheiden sich voneinander, um einander nicht zu stören – das bekannte Cluster-Prinzip. Dieses Patent behandelt nicht das Problem der Verringerung der Störung, sondern vielmehr das Problem einander überlappender Zeitschlitze, was aber nicht das Problem im vorliegenden Spreizspektrum-Funkkommunikationssystem ist.
1 stellt ein anderes Verfahren vor, das verwendet wird, um die Störung in einem CDMA-System zu verringern. Die Zellen A, B und C spreizen Kommunikationssignale über ein erstes Frequenzband f₁. Die Zellen überlappen einander in den schraffierten Bereichen 140 und 150, so daß es während einer Weiterschaltung minimale Unterbrechungen für eine laufende Gesprächsverbindung gibt. Dementsprechend verursacht, wenn sich die Mobilstation 110, die mit einer Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle A über das Frequenzband f₁ kommuniziert, aus einem vollständig in der Zelle A enthaltenen Bereich in den schraffierten Bereich 140 bewegt, die Verbindung zwischen der Mobilstation 110 und der Zelle A eine Störung für die Verbindungen in der Zelle B, die ebenfalls über das Frequenzband f₁ kommunizieren, bis auch eine Verbindung zur Zelle B aufgebaut worden ist. Die Übergabe einer Verbindung zwischen Zellen, die im gleichen Frequenzband arbeiten, ist als weiche Weiterschaltung bekannt.
Man betrachte nunmehr eine Situation, wo ermittelt wird, nachdem das zellulare System implementiert worden ist, daß es eine erhöhte Nachfrage nach Zugriff auf die Kanäle gibt, die der Zelle B zugeordnet sind, was wiederum zu einem unzulässigen Störpegel führt. Der Bereich, wo die erhöhte Nachfrage auftritt, wird in der Fachwelt als „Hot Spot" bezeichnet. Um die Störung zu verringern, die mit einer stark belasteten Zelle verbunden ist, kann dem Sender in der Zelle B ein zweites Frequenzband f₂ zugewiesen werden, so daß der Sender in der Zelle B entweder im Frequenzband f₁ oder im Frequenzband f₂ mit Mobilstationen kommunizieren kann. Dementsprechend kann, wenn das System eine Erhöhung der Last im Frequenzband f₁ ermittelt und das System bestimmt, daß dies zu einem unzulässigen Störpegel führen wird, das System einige der Mobilstationen an das Frequenzband f₂ übergeben. Normalerweise kann die Bestimmung, ob eine Erhöhung der Last zu einem unzulässigen Störpegel führen wird, auf einer vordefinierten Anzahl von Benutzern in einem bestimmten Frequenzband beruhen, wenn die durch das System verwendete Gesamtausgangsleistung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet oder wenn die durch die Mobilstationen verursachte Gesamt-Aufwärtsstreckenstörung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
Man nehme zum Beispiel an, daß die Zelle B sowohl im Frequenzband f₁ als auch im Frequenzband f₂ mit Mobilstationen kommuniziert und daß die Zelle A nur im Frequenzband f₁ mit Mobilstationen kommuniziert. Man nehme ferner an, daß die Mobilstation 110 im Frequenzband f₁ mit einer Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle A kommuniziert und daß das Frequenzband f₁ in der Zelle B überlastet wird. Wenn sich die Mobilstation 110 weiter in den Überdeckungsbereich der Zelle B bewegt und aus dem Überdeckungsbereich der Zelle A wegbewegt, bestimmen die Mobilstation 110 oder das zellulare System, daß die Signalqualität der Mobilstation 110 verbessert werden kann und der Betrag der Störung, die bei anderen Mobilstationen verursacht wird, verringert werden kann, wenn eine Verbindung zwischen der Mobilstation 110 und einer Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B im Frequenzband f₂ aufgebaut wird. Jedoch verursacht die Mobilstation 110, bevor die Verbindung weitergeschaltet wird, eine Störung der Mobilstationen in der Zelle B, da sowohl die Mobilstation 110 als auch die Mobilstationen in der Zelle B im gleichen Frequenzband, das heißt Frequenzband f₁, senden. Dementsprechend wird, obwohl die Überlastung in der Zelle B abgebaut wurde, immer noch eine Störung von Mobilstationen in der Zelle B verursacht, die im Frequenzband f₁ arbeiten.
Ein weiteres alternatives Verfahren zur Erhöhung der Systemkapazität bei gleichzeitiger Verringerung der Störung besteht in der Verwendung lokalisierter Mikrozellen, die innerhalb darüberliegender Makrozellen aufgebaut werden können, um Bereiche mit relativ hohen Konzentrationen von mobilen Benutzern zu bewältigen. Normalerweise können Mikrozellen für Verkehrsadern, wie etwa Straßenkreuzungen oder Straßen, aufgebaut werden, und eine Folge von Mikrozellen kann für eine Überdeckung von Hauptverkehrsadern, wie etwa Fernstraßen, sorgen. Mikrozellen können auch großen Gebäuden, Flughäfen und Einkaufszentren zugewiesen werden. Mikrozellen ermöglichen, daß zusätzliche Kommunikationskanäle in der Nähe des tatsächlichen Bedarfs plaziert werden, wodurch die Zellenkapazität erhöht wird, während niedrige Störpegel beibehalten werden.
Die Implementierung von Mikrozellen innerhalb einer Makrozelle erfordert normalerweise die Verwendung getrennter Frequenzen zur Kommunikation auf den der Mikrozelle zugewiesenen Kanälen und für die der Makrozelle zugewiesenen Kanäle. Ferner erfordert die Implementierung von Mikrozellen innerhalb einer Makrozelle getrennte Sender, das heißt Basis-Sendeempfängerstationen, zur Kommunikation auf den der Mikrozelle zugewiesenen Kanälen und für die der Makrozelle zugewiesenen Kanäle. Diese Mikrozellen-Sendeempfänger haben normalerweise niedrigere maximale Sendeleistungen als die Makrozellen-Sendeempfänger und erzeugen infolgedessen vergleichsweise weniger Störung durch ihre Übertragungen. Wenngleich die Verwendung von Mikrozellen die Störung verringern kann, erhöht die Verwendung von Mikrozellen auch die Kosten der Bereitstellung zusätzlicher Kanäle, und zwar dadurch, daß zusätzliche Sender installiert werden müssen, und durch die erhöhten Kosten der Zellenplanung aufgrund der Komplexität, die sich aus der Verwendung von Mikrozellen ergibt. Ferner gibt es, da die Sendeempfänger für eine Mikrozelle normalerweise nicht im gleichen geographischen Gebiet wie die Sendeempfänger der Makrozellen angeordnet sind, erhöhte Wartungskosten, die der geographischen Trennung geschuldet sind. Außerdem muß die Mikrozelle auch hohe Störpegel tolerieren, wenngleich Mikrozellen die Last auf der Makrozelle verringern können und die durch die Mobilstationen in der Mikrozelle verwendeten durchschnittlichen Leistungspegel verringern können.
Dementsprechend wäre es erwünscht, die Kapazität eines zellularen Kommunikationssystems zu erhöhen, ohne die Störung der bestehenden Verbindungen im zellularen System übermäßig zu erhöhen. Ferner wäre es erwünscht, die Kapazität in einem zellularen System zu erhöhen, ohne zusätzliche Basis-Sendeempängerstationen und die damit verbundenen zusätzlichen Ausgaben hinzuzufügen. Außerdem wäre es erwünscht, eine Weiterschaltung zu einer Zelle mit erhöhter Kapazität zu ermöglichen, die keine übermäßige Störung der bestehenden Verbindungen in der Zelle verursacht.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese und weitere mit zellularer Kommunikation verbundene Probleme werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, worin eine Basis-Sendeempfängerstation, die mit Mobilstationen über ein erstes und ein zweites Frequenzband kommuniziert, eine maßgeschneiderte Reichweite für das zweite Frequenzband verwendet, um die Störung zu minimieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung variiert die maximale Reichweite des zweiten Frequenzbandes in Abhängigkeit von der Überlastung des ersten Frequenzbandes. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die maximale Reichweite für das zweite Frequenzband kleiner als die maximale Reichweite für das erste Frequenzband. Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die maximale Reichweite für das zweite Frequenzband größer als die maximale Reichweite für das erste Frequenzband.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei diese folgendes zeigen:
1 stellt ein zellulares System mit drei Zellen dar, wo eine Zelle zwei Frequenzbänder verwendet;
2 stellt ein zellulares System dar, wo eine Zelle ein zweites Frequenzband mit einer erweiterten maximalen Reichweite verwendet;
3 stellt ein zellulares System dar, wo eine Zelle ein zweites Frequenzband mit einer verringerten maximalen Reichweite verwendet;
4 stellt ein zellulares System dar, wo alle drei Zellen ein zweites Frequenzband mit einer verringerten maximalen Reichweite verwenden;
5A-5D stellen ein zellulares System dar, wo das zweite Frequenzband eine maximale Reichweite hat, die eine Funktion der Kapazität des ersten Frequenzbandes und der Störung im ersten Frequenzband ist;
6 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Variieren der maximalen Reichweite des zweiten Frequenzbandes dar;
7 stellt ein zellulares System dar, wo eine Zelle ein zweites Frequenzband mit einer verringerten maximalen Reichweite hat und zwei Zellen ein zweites Frequenzband mit einer erweiterten maximalen Reichweite haben;
8A-8C stellen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer sektorisierten Zelle dar; und
9 stellt ein erstes Frequenzband dar, das sektorisiert ist, und ein zweites Frequenzband, das ungerichtet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken und nicht zur Einschränkung spezifische Einzelheiten dargelegt, wie etwa bestimmte Schaltungen, Schaltungsbauelemente, Methoden und so weiter, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Jedoch wird für den Fachmann offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen, die von diesen spezifischen Einzelheiten abweichen, in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen werden die ausführlichen Beschreibungen bekannter Verfahren, Vorrichtungen und Schaltungen weggelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht unverständlich zu machen.
Um die Erläuterung der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, wird hierin nachstehend entweder der Überdeckungsbereich einer Zelle, die Zellengrenze oder einfach die Zelle als die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₁ bezeichnet. Ferner wird der Fachmann anerkennen, daß die maximale Reichweite eines Frequenzbandes, das heißt, der Übertragung einer Basis-Sendeempfängerstation in diesem Frequenzband, die weiteste Entfernung ist, wo die Mobilstation ein Signal empfangen kann, das eine Signalstärke oder -qualität oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts bat.
Obwohl das Folgende beschreibt, daß bestimmte Messungen und Berechnungen durch eine Mobilstation durchgeführt werden, wird der Fachmann anerkennen, daß die Messungen und Berechnungen alternativ im zellularen Netzwerk durchgeführt werden können. Ferner wird, obwohl das Folgende beschreibt, daß bestimmte Berechnungen in der Basis-Sendeempfängerstation durchgeführt werden, der Fachmann anerkennen, daß diese Berechnungen in anderen Teilen des zellularen Netzwerks, zum Beispiel in der Funknetzwerk-Steuereinrichtung, durchgeführt werden können.
2 stellt eine erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wo die Basis-Sendeempfängerstation (nicht gezeigt) ein zweites Frequenzband f₂ verwendet, das eine maximale Reichweite hat, die größer ist als die maximale Reichweite des durch die Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B gesendeten Frequenzbandes f₁, das heißt, die maximale Sendeleistung der Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B im Frequenzband f₂ ist größer als die maximale Sendeleistung der Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B im Frequenzband f₁. Dementsprechend ist das erweiterte Frequenzband f₂ in 2 so dargestellt, daß es sich in die Zellen A und C erstreckt. Die erweiterte Reichweite des Frequenzbandes f₂ stört die Verbindungen in den Zellen A und C nicht erheblich, da diese Zellen das Frequenzband f₁ für ihre Verbindungen verwenden. Ferner ermöglicht die erweiterte Reichweite des Frequenzbandes f₂ eine geringere Störung anderer Verbindungen während der Weiterschaltung. Wenn sich zum Beispiel die Mobilstation 110 von der Zelle A zur Zelle B bewegt, dann kann die Mobilstation 110, während sie im Frequenzband f₁ in der Zelle A kommuniziert, zum Frequenzband f₂ in der Zelle B weiterschalten, ohne sich der Zelle B so sehr annähern zu müssen, daß sie eine erhebliche Störung des Frequenzbandes f₁ in der Zelle B hervorruft.
Ein weiterer Vorteil des Hot Spots mit erweiterter Reichweite wird offensichtlich, wenn die Mobilstation 110 die Zelle B verläßt, während sie in einer Verbindung im Frequenzband f₂ kommuniziert. Da das Frequenzband f₂ sich in die Zelle A erstreckt, muß die Mobilstation nicht zum Frequenzband f₁ der Zelle A weiterschalten, bis sich die Mobilstation 110 in der Zelle A befindet. Dementsprechend wird die Mobilstation 110, da sie eine Verbindung im Frequenzband f₂ hat, keine erhebliche Störung der Verbindungen in der Zelle A verursachen, die das Frequenzband f₁ verwenden.
Bevor zusätzliche beispielhafte Weiterschaltungsprozeduren gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden, werden nachstehend herkömmliche Weiterschaltungsprozeduren beschrieben. In bestimmten herkömmlichen CDMA-Systemen wird Steuerinformation an Mobilstationen über einen Steuerkanal oder Pilotkanal rundgesendet. Der Steuerkanal ist in zwei getrennte physische Kanäle aufgeteilt, den allgemeinen Pilotkanal (CPICH) und den primären allgemeinen physischen Steuerkanal (PCCPCH). Für mehr Informationen bezüglich der Steuerkanäle wird der interessierte Leser auf das US-Patent Nr. 6 504 830 mit dem Titel „Method, Apparatus and System for Fast Base Station Synchronization and Sector Identification", angemeldet am 9. Juli 1998, verwiesen. Der CPICH wird durch Mobilstationen zur Durchführung von Messungen verwendet, während der PCCPCH den Rundsende-Steuerkanal (BCCH) tragt. Der BCCH liefert zellenspezifische Information, zum Beispiel Zellenkennung und Sektorkennung, systembezogene Information, zum Beispiel Sendeleistung, Aufwärtsstrecken-Störleistung, und zellenspezifische Nachbarzelleninformation, zum Beispiel Verwürfelungscodes, die durch die angrenzenden Zellen verwendet werden, Nachbarzellen, an denen Mobilstationen Messungen durchführen sollten, und so weiter. Damit eine Mobilstation andere Basis-Sendeempfängerstationen identifizieren kann, zu denen sie weiterschalten kann, identifiziert die Mobilstation die CPICH-Kanäle für die umliegenden Basis-Sendeempfängerstationen unter Verwendung der Verwürfelungscodes, die wie oben beschrieben bereitgestellt werden. Indem sie diese Verwürfelungscodes verwendet, kann die Mobilstation kontinuierliche Messungen der den Nachbarzellen zugeordneten CPICH-Kanäle durchführen, um potentielle Basis-Sendeempfängerstationen als Weiterschaltungskandidaten zu identifizieren.
Wenn in herkömmlichen CDMA-Systemen chic Mobilstation unter Verwendung von Echtzeitdiensten, wie etwa Sprache, kommuniziert, dann sendet und empfangt die Mobilstation kontinuierlich. Dementsprechend kann in normalen CDMA-Systemen eine Mobilstation ohne einen zweiten Empfänger keine Messungen an anderen Frequenzen durchführen. Jedoch erhöht ein zweiter Empfänger das Gewicht und die Komplexität der Mobilstation. Eine vorgeschlagene Lösung, die es einer Mobilstation ermöglicht, Messungen an einer anderen Frequenz durchzuführen, besteht darin, das Taktverhältnis der Übertragungen zu variieren, um im sogenannten „komprimierten Modus" zu arbeiten. Im komprimierten Modus wird die Information im Verkehrskanal zeitlich komprimiert und in einem oder mehreren kürzeren Bursts als normal gesendet. Da die Information im Verkehrskanal in kürzerer Zeit empfangen wird, kann die Mobilstation die zusätzliche Zeit verwenden, um Messungen in anderen Frequenzen durchzuführen. Jedoch bedeutet die Verwendung von weniger Zeit für die gleiche Informationsmenge, daß eine höhere Übertragungsrate verwendet werden muß. Die höhere Übertragungsrate führt zu einer Erhöhung des Betrags der verwendeten Leistung und wiederum zu einem größeren Betrag der Störung. Dementsprechend wäre es erwünscht, imstande zu sein, Messungen in CPICH-Kanälen, die in anderen Frequenzen übertragen werden, ohne einen zusätzlichen Empfänger und ohne Verwendung des komprimierten Modus durchzuführen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der CPICH-Kanal für das zweite Frequenzband f₂ (CPICH-Kanal 2) im Frequenzband f₁ übertragen werden. Mit erneutem Bezug auf 2 kann der CPICH-Kanal 2 zum Beispiel zusätzlich zur Übertragung im Frequenzband f₂ im Frequenzband f₁ unter Verwendung des Verwürfelungscodes des Frequenzbandes f₁ übertragen werden. Die Basis-Sendeempfängerstation kann die Mobilstation über den BCCH über den Kanalisierungscode für den CPICH-Kanal 2 informieren, der im Frequenzband f₁ übertragen wird. Ebenso kann der CPICH-Kanal 1 für das Frequenzband f₁ im Frequenzband f₂ unter Verwendung des gleichen Kanalisierungscodes übertragen werden, der zur Übertragung im Frequenzband f₂ verwendet wird, aber unter Verwendung eines anderen Kanalisierungscodes als des Kanalisierungscodes, der zur Übertragung des CPICH-Kanals 2 im Frequenzband f₂ verwendet wird. Dementsprechend ist eine Mobilstation, während sie in einem ersten Frequenzband kommuniziert, imstande, Messungen in CPICH-Kanälen durchzuführen, die anderen Frequenzbändern zugeordnet sind.
Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung, ob das zweite Frequenzband f₂ eine akzeptable Signalqualität für eine Verbindung zwischen einer bestimmten Mobilstation und einer Basis-Sendeempfängerstation hat, kann als Abweichungsverfahren bezeichnet werden. Gemäß diesem Verfahren wird die Mobilstation (oder die Basis-Sendeempfängerstation, wenn die Weiterschaltungsentscheidungen dort getroffen werden) über die Leistungspegelabweichung zwischen dem CPICH-Kanal 1, der im Frequenzband f₁ übertragen wird, und dem CPICH-Kanal 2 im Frequenzband f₂, informiert. Da die Mobilstation bereits den CPICH-Kanal 1 im Frequenzband f₁ mißt, kann die Bestimmung, ob das Frequenzband f₂ eine akzeptable Signalqualität bietet, diese Leistungspegelabweichung berücksichtigen. Zum Beispiel beruhen Weiterschaltungsentscheidungen normalerweise auf der Übertragungsdämpfung zur Basis-Sendeempfängerstation, indem die empfangene CPICH-Kanalleistung von der Leistung, mit der der CPICH-Kanal von der Basis-Sendeempfängerstation übertragen worden ist, subtrahiert wird. Der Fachmann wird anerkennen, daß Weiterschaltungsentscheidungen auch auf Parametern wie etwa Rauschabstand, Empfangssignalstärkeindikator (RSSI), Verzögerung, Bitfehlerrate (BER), Rahmenfehlerrate (FER) oder jeder Kombination dieser Parameter beruhen können.
Dementsprechend mißt, mit erneutern Bezug auf 2, die Mobilstation 110 die empfangene Leistung des CPICH-Kanals 1. Wenn die Mobilstation 110 den CPICH-Kanal 1 im Frequenzband f₁ in der Zelle B mißt, kann der CPICH-Kanal die Mobilstation 110 über die gesendete Leistung des Frequenzbandes f₁ und die Leistungsabweichung zwischen dem Frequenzband f₁ und dem Frequenzband f₂ in der Zelle B informieren. Die Mobilstation 110 berechnet dann die Übertragungsdämpfung für das Frequenzband f₁. Die Mobilstation 110 kann die Übertragungsdämpfung für das Frequenzband f₂ schätzen, indem sie den Abweichungswert zu der Übertragungsdämpfung, welche die Mobilstation 110 für das Frequenzband f₁ in der Zelle B bestimmt hat, addiert oder ihn davon subtrahiert. Eine Mobilstation entscheidet sich dafür, vom Frequenzband f₁ zum Frequenzband f₂ weiterzuschalten, wenn die im CPICH-Kanal 1 gemessene Übertragungsdämpfung unter einen bestimmten Schwellwert gesunken ist. Ebenso schaltet eine Mobilstation vom Frequenzband f₂ zum Frequenzband f₁ weiter, wenn die im CPICH-Kanal 2, der im Frequenzband f₂ gesendet wird, gemessene Übertragungsdämpfung über einen bestimmten Schwellwert gestiegen ist. Der Fachmann wird ohne weiteres anerkennen, daß ähnliche Schwellwerte implementiert werden können, wenn die Weiterschaltungsentscheidungen auf dem RSSI, der empfangenen Signalcodeleistung (RSCP) des CPICH, der Übertragungsdämpfung auf der Grundlage der CPICH-RSCP und der CPICH-Energie pro Chip, geteilt durch die Gesamt-Empfangsleistungsdichte (Ec/No), beruhen.
3 stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wo die Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B über ein Frequenzband f₂ kommuniziert, das eine maximale Reichweite hat, die kleiner als die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₁ ist, das heißt, wo die maximale Sendeleistung für die Basis-Sendeempfängerstation im Frequenzband f₂ geringer ist als die maximale Sendeleistung der Basis-Sendeempfängerstation im Frequenzband f₁. Alternativ kann die maximale Reichweite der Frequenzbänder f₁ und f₂ durch Änderung des Schwellwerts für die Weiterschaltung einer Mobilstation von einer Basis-Sendeempfängerstation zu einer anderen nachgeregelt werden. Gemäß einer rein beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ so festgelegt, daß sich die Grenze des Frequenzbandes f₂ nicht in die Überlappungsbereiche 140 und 150 erstreckt. Da sich die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ nicht in die Überlappungsbereiche 140 und 150 erstreckt, kann eine Mobilstation, die eine Verbindung im Frequenzband f₂ in der Zelle B hat, zum Frequenzband f₁ in der Zelle B umschalten, ohne die Verbindungen im Frequenzband f₁ in der Zelle A erheblich zu stören, weil, wenn die Mobilstation von einem Frequenzband zum anderen Frequenzband umschaltet, die Mobilstation nicht nahe genug an den Grenzen der Zelle A ist, um eine erhebliche Störung zu verursachen. Hingegen könnte in herkömmlichen Systemen, wo die Frequenzbänder f₁ und f₂ die gleiche maximale Reichweite haben, die Mobilstation vom Frequenzband f₂ in der Zelle B zum Frequenzband f₁ in der Zelle B umschalten, während sie sich im Überlappungsbereich 140 befindet, und die Mobilstation würde dann im Frequenzband f₁ in der Zelle B senden und eine Störung der Gleichkanal-(Code-)Benutzer des Frequenzbandes f₁ in der Zelle A verursachen.
Nunmehr wird angenommen, daß die Mobilstation 110 im Frequenzband f₂ mit einer Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B kommuniziert. Die Mobilstation 110 kann bestimmen, daß, wenn der Schätzwert der Übertragungsdämpfung zum Beispiel über 71 dB steigt, die Mobilstation zum Frequenzband f₁ weiterschaltet, weil das Frequenzband f₁ einen höheren Signalstärkewert hat. Ferner schaltet, wenn die Mobilstation 110 im Frequenzband f₁ kommuniziert und der Übertragungsdämpfungs-Schätzwert zum Beispiel unter 69 dB sinkt, die Mobilstation 110 zum Frequenzband f₂ in der Zelle B weiter, weil es der Mobilstation 110 möglich ist, eine geringere Signalleistung zu verwenden, während die gleiche Signalqualität beibehalten wird. Der Fachmann wird anerkennen, daß diese beispielhafte Differenz von 2 dB zwischen den Weiterschaltungsschwellwerten, die als Hysterese bekannt ist, den Pingpong-Effekt vermeidet, daß die Mobilstation 110 ständig weiterschaltet, um einen minimal erhöhten Signalempfang zu erreichen. Wenn die Basis-Sendeempfängerstation die Weiterschaltungsberechnungen durchführt, dann bestimmt die Basis-Sendeempfängerstation, ob der Übertragungsdämpfungs-Schätzwert die oben beschriebenen Schwellwerte überschreitet. Außerdem wird der Fachmann anerkennen, wenngleich das obige Beispiel nur zwei Frequenzbänder verwendet, daß die oben beschriebenen Schwellwerte gleichermaßen auf Systeme mit mehr als zwei Frequenzbändern anwendbar sind.
Dementsprechend haben die oben beschriebenen Schwellwerte die Wirkung, daß eine Mehrzahl der Mobilstationen, die sich innerhalb der Reichweite der kleineren „Zelle" befinden, im Frequenzband f₂ kommuniziert, während alle anderen Mobilstationen, die mit der Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B kommunizieren, im Frequenzband f₁ kommunizieren. Ferner kann das System, wenn das System die Weiterschaltungsbestimmungen vornimmt, die Mobilstationen, die sich innerhalb der Reichweite des Frequenzbandes f₂ befinden und im Frequenzband f₁ kommunizieren, zu einer Menge von Weiterschaltungskandidaten gruppieren. Die tatsächliche Weiterschaltung wird durch die Last oder den Störbetrag im Frequenzband f₁ ausgelöst, und die Basis-Sendeempfängerstation weist die Mobilstationen in der Weiterschaltungskandidatengruppe an, zum Frequenzband f₂ weiterzuschalten. Weitere Kriterien zur Auswahl von Mobilstationen, die zum Frequenzband f₂ weiterschalten sollten, wenn Störungen die Kommunikation im Frequenzband f₁ zu beeinträchtigen beginnen, weisen folgendes auf Auswählen von Mobilstationen, die sich mit der niedrigsten Geschwindigkeit bewegen, als Kandidaten für das Frequenzband f₂; Auswählen von Mobilstationen, die sich am nächsten an der Basis-Sendeempfängerstation befinden, als Kandidaten für das Frequenzband f₂; Auswählen von Mobilstationen, die sich in Richtung der Basis-Sendeempfängerstation bewegen, als Kandidaten für das Frequenzband f₂; Auswählen von Mobilstationen auf der Grundlage der in der Zelle verbrachten Zeit; oder jegliche Kombination der oben beschriebenen Kriterien. Der Fachmann wird anerkennen, daß die oben beschriebenen weiteren Kriterien zur Bestimmung von Weiterschaltungen gleichermaßen auf alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind.
Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer verringerten maximalen Reichweite für das zweite Frequenzband f₂ ist die erhöhte Kapazität und Flexibilität gegenüber herkömmlichen Systemen, die nur ein einziges Frequenzband verwenden. Zum Beispiel kann ein System genug Mobilfunkgeräte in Kommunikation im zweiten Frequenzband f₂ haben, so daß Ressourcen im ersten Frequenzband f₁ reserviert werden können, um stabilere Kommunikation zu ermöglichen, und Situationen wie etwa die, wo plötzlich eine sich schnell bewegende Mobilstation in die Zelle eintritt, besser zu bewältigen.
Die in 3 gezeigte begrenzte Reichweite für ein zweites Frequenzband kann so erweitert werden, daß mehr als eine oder alle Zellen in einem Kommunikationssystem ein zweites Frequenzband f₂ mit einer begrenzten Reichweite verwenden, wie in 4 dargestellt. Dementsprechend haben die zweiten Frequenzbänder f₂ in den Zellen A, B und C eine maximale Reichweite, die so festgelegt ist, daß keines der Frequenzbänder eine Überdeckung der Überlappungsbereiche 140 und 150 ermöglicht. Da keines der zweiten Frequenzbänder überlappt, verursachen die zweiten Frequenzbänder keine Störung untereinander. Dementsprechend ermöglicht die Konfiguration von 4, daß alle Zellen die oben beschriebenen Vorteile ohne zusätzliche Störung zwischen den zweiten Frequenzbändern f₂ in jeder Zelle haben.
Außerdem wird der Fachmann anerkennen, daß in Abhängigkeit von verschiedenen Funkkommunikationsbedingungen, zum Beispiel Funkwellenausbreitung, Sichtlinienbedingungen, eine gewisse Überlappung zwischen den zweiten Frequenzbändern f₂ in den Zellen A, B und C auftreten kann. Wenn eine solche Überlappung besteht, wenn eine Mobilstation sich zwischen den Zellen bewegt, sollte das System die Mobilstation von einem der Frequenzbänder f₂ der Zellen zu einem anderen Frequenzband f₂ der Zellen weiterschalten. Nehmen wir zum Beispiel mit erneutem Bezug auf 4 an, daß eine Mobilstation sich von der Mitte der Zelle B auf die Zelle A zu bewegt und im Frequenzband f₂ mit der Basis- Sendeempfängerstation in der Zelle B kommuniziert. Nehmen wir ferner an, daß es aufgrund der Funkkommunikationsbedingungen eine gewisse Überlappung zwischen der maximalen Reichweite des Frequenzbandes f₂ in der Zelle B und der maximalen Reichweite des Frequenzbandes f₂ in der Zelle A gibt. Da es grundsätzlich zu bevorzugen ist, eine weiche Weiterschaltung statt einer harten Weiterschaltung durchzuführen, schaltet die Mobilstation vom Frequenzband f₂ in der Zelle B zum Frequenzband f₂ in der Zelle A weiter, wenn bestimmt wird, daß das Frequenzband f₂ in der Zelle A die Mobilstation mit einem Signal akzeptabler Qualität versorgt. Außerdem wird ein Fachmann anerkennen, daß die weiche Weiterschaltung in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann, wo es eine überlappende maximale Reichweite des gleichen Frequenzbandes in benachbarten Zellen gibt.
5A-5D stellen eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wo die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ als eine Funktion der aktuellen oder erwarteten Kapazität, die im Frequenzband f₁ verfügbar ist, und des Störbetrags im Frequenzband f₁ variiert. Wenn kein Bedarf an einem zusätzlichen Frequenzband besteht, nämlich wenn beispielsweise das Frequenzband f₁ hinreichend Kapazität für alle aktuellen Verbindungen hat, wird demzufolge das Frequenzband f₂ nicht verwendet, wie in 5A dargestellt. Das System bestimmt, ob es eine hinreichende Kapazität im Frequenzband f₁ gibt, indem es den Störbetrag im Frequenzband f₁ und die Anzahl der aktuellen Verbindungen im Frequenzband f₁ bewertet, wobei ein Abschnitt der maximalen Kapazität reserviert wird, so daß es eine hinreichend Kapazität für Mobilstationen zur Weiterschaltung zum Frequenzband f₁ gibt Wenn die Last im Frequenzband f₁ zunimmt und im Gegenzug die Störung zunimmt, die bei im Frequenzband arbeitenden Mobilfunkgeräten verursacht wird, aktiviert die Basis-Sendeempfängerstation das Frequenzband f₂ und setzt die maximale Leistung des Frequenzbandes f₂ auf einen minimalen Leistungspegel fest, wie in 5B dargestellt Der minimale Leistungspegel wird so ausgewählt, daß es genug Platz in der Zelle für Mobilstationen gibt, die im Frequenzband f₂ kommunizieren, daß sie sich umherbewegen können, ohne gleich wieder zum Frequenzband f₁ weiterschalten zu müssen. Da das Frequenzband f₂ dafür ausgelegt ist, die Last und Störung im Frequenzband f₁ zu mindern, wird der minimale Leistungspegel auf einen Pegel festgelegt, wo die Störung im Frequenzband f₁ gesenkt wird, indem die Anzahl der Mobilstationen, die in f₁ kommunizieren, durch Weiterschaltung zum Frequenzband f₂ verringert wird. Ferner wird der Leistungspegel des Frequenzbandes f₂ so festgelegt, daß das Frequenzband f₁ eine hinreichende Kapazität hat, um Mobilstationen abzuwickeln, die zum Frequenzband f₁ weiterzuschalten versuchen.
Wenn die Anzahl der Mobilfunkgeräte in der Zelle B weiter zunimmt, kann die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ erhöht werden, wie in 5C und 5D dargestellt Diese Erhöhung kann graduell oder in vorbestimmten Schritten erfolgen. Ebenso wird in dem Maße, wie der Bedarf an Kapazität in der Zelle B abnimmt, die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ schrumpfen. Da frequenzübergreifende Weiterschaltungen mehr Störung für eine Gesprächsverbindung verursachen als eine weiche Weiterschaltung, ist es erwünscht, so vielen Mobilfunkgeräten wie möglich zu ermöglichen, im Frequenzband f₁ verbunden zu bleiben, während sich das Frequenzband f₂ ausdehnt und zusammenzieht
6 stellt ein beispielhaftes Verfahren zum Variieren der maximalen Reichweite des Frequenzbandes f₂ dar. In Schritt 610 wird die Kapazität des Frequenzbandes f₁ und die Störung darin geprüft. In Schritt 615 wird bestimmt, ob die aktuelle Kapazität im Frequenzband f₁ angesichts der Zahl der Verbindungen, die aufgebaut wurden, hinreichend ist und ob der Störpegel im Frequenzband f₁ auf einem zulässigen Pegel liegt. Die Bestimmung der hinreichenden Kapazität des Frequenzbandes f₁ weist einen Spielraum auf, so daß es hinreichend überschüssige Kapazität für Mobilstationen gibt, die nachträglich in die Zelle B eintreten, um über das Frequenzband f₁ zu kommunizieren. Wenn die Kapazität nicht hinreichend ist oder wenn es einen unzulässigen Störpegel im Frequenzband f₁ gibt, was dem „Nein"-Zweig aus Entscheidungsschritt 615 entspricht, dann wird die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ gemäß Schritt 620 vergrößert. Gemäß einer rein beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Erhöhung der maximalen Reichweite des Frequenzbandes f₂ durch die Änderung des Frequenzbandes f₂ von der maximalen Reichweite in 5C zur maximalen Reichweite in 5D dargestellt. Wenn das Frequenzband f₂ zur Zeit nicht durch die Basis-Sendeempfängerstation in der Zelle B verwendet wird, dann wird in Schritt 620 das Frequenzband f₂ aktiviert und auf eine vorbestimmte kleinste maximale Reichweite eingestellt, wie durch Bewegung von 5A zu 5B dargestellt. Nachdem die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ erhöht worden ist, kehrt das System zu Schritt 610 zurück, um die Kapazität des Frequenzbandes f₁ zu prüfen.
Wenn die Kapazität des Frequenzbandes f₁ ausreicht und der Störpegel im Frequenzband f₁ zulässig ist, was dem „Ja"-Zweig aus Entscheidungsschritt 615 entspricht, dann wird gemäß Schritt 625 bestimmt, ob es im Frequenzband f₁ überschüssige Kapazität gibt. Wenn es eine überschüssige Kapazität im Frequenzband f₁ gibt, zum Beispiel wenn es eine gewisse vorbestimmte Anzahl von Kanälen im Band f₁ gibt, die zur Zeit nicht verwendet werden, was dem „Ja"-Zweig aus Entscheidungsschritt 615 entspricht, dann wird gemäß Schritt 630 die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ verringert. Die Bestimmung der überschüssigen Kapazität sollte auch eine Anzahl von Verbindungen für Mobilstationen berücksichtigen, die zum Frequenzband f₁ weiterschalten können. Gemäß einer rein beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verringerung der maximalen Reichweite des Frequenzbandes f₂ durch die Änderung des Frequenzbandes f₂ von der maximalen Reichweite in 5C zur minimalen Reichweite in 5B dargestellt. Wenn das Frequenzband f₂ bereits auf eine minimale Ausgangs-Sendeleistung eingestellt ist, wenn bestimmt wird, daß es eine überschüssige Kapazität im Frequenzband f₁ gibt, und es keine Mobilstationen gibt, die das Frequenzband f₂ verwenden, dann kann die Basis-Sendeempfängerstation sich dafür entscheiden, die Nutzung des Frequenzbandes f₂ zu beenden, wie durch Bewegung von 5A zu 5A dargestellt. Nachdem die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ verringert worden ist, kehrt das System zu Schritt 610 zurück, um die Kapazität des Frequenzband f₁ und die Störung darin zu prüfen. Ebenso, wenn bestimmt wird, daß es keine überschüssige Kapazität im Frequenzband f₁ gibt, was dem „Nein"-Zweig aus Entscheidungsschritt 615 entspricht, dann kehrt das System zu Schritt 610 zurück, um die Kapazität des Frequenzband f₁ und die Störung darin zu prüfen. Bin Fachmann wird anerkennen, daß, bevor die maximale Reichweite im Frequenzband f₂ verringert wird, jede Mobilstation, die aufgrund der verringerten Reichweite fallengelassen werden würde, angewiesen werden kann, eine Weiterschaltung zum Frequenzband f₁ durchzuführen.
7 stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, in der die Methoden, die mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben wurden, durch benachbarte Zellen verwenden werden. Dementsprechend verwenden die Zellen A und C eine erweiterte Reichweite für das Frequenzband f₂, wo sich die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ in die Zelle B erstreckt. Die Zelle B verwendet eine verringerte Reichweite für das Frequenzband f₂, wo sich die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ nicht in die Überlappungsbereiche 140 und 150 erstreckt. Die in 7 dargestellte Ausführungsform sieht geringfügig andere Standorte, wo eine Weiterschaltung durchgeführt werden kann, für das Frequenzband f₁ und für das Frequenzband f₂ vor. Diese Kombination aus erweiterter und begrenzter Reichweite für das Frequenzband f₂ kann verwendet werden, um Benutzer mit hohen Datenraten aufzunehmen, die sich normalerweise nahe am Aufstellungsort befinden (durch die kleinere f₂-Zelle ermöglicht). Durch Bereitstellung des Frequenzbandes f₂ mit erweiterter Reichweite in den Zellen A und C können diese Benutzer mit hohen Datenraten die Zelle B verlassen, ohne irgendeine Störung von Verbindungen im Frequenzband f₁ zu verursachen.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Einzelsektor-Zellen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf Mehrsektoren-Zellen, wie etwa die in 8A-8C gezeigten, anwendbar. 8A stellt eine beispielhafte durch drei Sektorantennen (nicht gezeigt) versorgte Drei-Sektoren-Zelle in einem CDMA-System dar, wo jeder Sektor unter Verwendung eines ersten Frequenzbandes f₁ arbeitet. Obwohl die Sektoren mit eindeutigen Zellengrenzen dargestellt sind, wird ein Fachmann anerkennen, daß es eine Überlappung der Überdeckungsbereiche zwischen jedem Sektor gibt, um eine Weiterschaltung mit minimaler Unterbrechung für eine andauernde Gesprächsverbindung zu ermöglichen. 8B stellt eine beispielhafte Drei-Sektoren-Zelle dar, in der ein zweites Frequenzband f₂ im Sektor 1 eine verringerte maximale Reichweite hat. Die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₂ in 8B ist so festgelegt, daß das Frequenzband f₂ sich nicht in die Überdeckungsbereiche der Sektoren 2 und 3 ausdehnt, einschließlich jeglicher Überlappungssektoren, die nicht gezeigt sind. Die in 8B gezeigte Ausführungsform bietet Vorteile ähnlich jenen, die durch die in 3 dargestellte Ausführungsform mit verringerter maximaler Reichweite geboten werden. Ferner kann, ähnlich wie in 4, jeder Sektor von 8B ein Frequenzband f₂ mit der verringerten maximalen Reichweite verwenden, wobei jeder Sektor die durch das verringerte zweite Frequenzband gebotenen Vorteile erlangen kann.
8C stellt ein erweitertes Frequenzband f₂ dar, das von der Antenne und dem Sender ausgeht, die für die Rundsendung des Frequenzbandes f₁ im Sektor 1 zuständig sind, aber das Frequenzband f₂ hat eine maximale Reichweite, die in die Sektoren 2 und 3 hinein überlappt. Das Frequenzband f₂ mit erweiterter Reichweite in einer sektorisierten Zelle bietet Vorteile ähnlich dem in 2 dargestellten Frequenzband f₂ mit erweiterter Reichweite in einer Einzelsektoren-Zelle. Zusätzlich kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung „mit gesteuerter Atmung", die oben in 5A-5D im Hinblick auf eine Einzelsektoren-Zelle beschrieben wurde, in einer Mehrsektoren-Zelle implementiert werden. Für mehr Information bezüglich sektorisierter Zellen, Antennen und Senderanordnungen für sektorisierte Zellen wird der interessierte Leser auf die US-Patentanmeldung Nr. 09/053 951 „Method and System for Handling Radio Signals in a Radio Base Station" verwiesen, deren Offenbarung hierin ausdrücklich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
In sektorisierten Zellen kann eine Mobilstation mit mehreren Sektoren im Frequenzband f₁ unter Verwendung einer Methode kommunizieren, die als weichere Weiterschaltung bekannt ist. Für mehr Information bezüglich sektorisierter Zellen und weicherer Weiterschaltung wird der interessierte Leser auf die US-Patentanmeldung Nr. 09/112 689 mit dem Titel „Method, Apparatus, and System for Fast Base Station Synchronization and Sector Identification", angemeldet am 9. Juli 1998, verwiesen, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Wenn die Mobilstation mit mehreren Sektoren im Frequenzband f₁ kommuniziert, kann die Übertragungsdämpfung zur Basis-Sendeempfängerstation durch Verwendung der niedrigsten Übertragungsdämpfung von allen Sektoren in der Zelle, mit denen die Mobilstation kommuniziert, geschätzt werden. Diese Methode kann den oben beschriebenen „Pingpong-Effekt" vermeiden, wenn eine Mobilstation sich zum Beispiel in 8B vom Frequenzband f₂ zum Frequenzband f₁ bewegt, weil die Weiterschaltungsentscheidung auf einem Weg mit vielen Reflexionen beruhen kann. Diese Reflexionen sind die Folge von Signalen der Basis-Sendeempfängerstation, die von Objekten, wie etwa Gebäuden, abprallen, bevor sie die Mobilstation erreichen, was zu einem Übertragungsdämpfungswert fuhren kann, der höher ist, als der Übertragungsdämpfungswert angesichts der Entfernung des Mobilfunkgeräts von der Basis-Sendeempfängerstation sein sollte. Da die frequenzübergreifende Weiterschaltung zu größeren Störungen und einer größeren Wahrscheinlichkeit für den Verbindungsabbau führen kann als eine frequenzinterne Weiterschaltung, bei der eine Mobilstation im Frequenzband f₂ kommuniziert, sollte eine Weiterschaltung zum Frequenzband f₁ vermieden werden, solange ein Sektor gut genug ist, um die Kommunikation beizubehalten.
9 stellt eine Zelle mit drei Sektoren zum Tragen des Frequenzbandes f₁ dar, während das Frequenzband f₂ unter Verwendung eines ungerichteten Übertragungsprinzips gesendet wird. Gemäß dieser Ausführungsform können sich Mobilstationen, die im Frequenzband f₂ kommunizieren, um die Basis-Sendeempfängerstation herum bewegen, ohne eine weiche Weiterschaltung durchführen zu müssen. Das ungerichtete zweite Frequenzband f₂ führt zu einer geringeren Last im Netzwerk aufgrund geringerer Signalisierung, insbesondere wenn eine Mobilstation sich nahe der Mitte der Zelle bewegt Zusätzlich ermöglicht das ungerichtete zweite Frequenzband f₂, daß ein weniger komplexes Leistungssteuerungsprinzip verwendet werden kann, was zu einem geringeren Ressourcenbedarf führen kann. Zum Beispiel kann ein weniger komplexes Leistungssteuerungsprinzip darin bestehen, eine feststehende Leistung auf der Abwärtsstrecke zu verwenden.
Obwohl einige Abschnitte der vorliegenden Erfindung so beschrieben worden sind, daß sie eine durch das Mobilfunkgerät gesteuerte Weiterschaltung implementieren, wird der Fachmann anerkennen, daß stattdessen auch eine durch das Netzwerk gesteuerte Weiterschaltung implementiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist anhand beispielhafter Ausführungsformen, auf die die Erfindung nicht begrenzt ist, beschrieben worden. Modifizierungen und Veränderungen werden dem Fachmann deutlich, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Zellulares CDMA-Kommunikationssystem, umfassend: eine Anzahl von Basis-Sendeempfängerstationen, von denen jede dafür angepaßt ist, Spreizspektrum-Kommunikationssignale in einem ersten Frequenzband (f1) und einem zweiten Frequenzband (f2) in Übereinstimmung mit einem Codemultiplex-Mehrfachzugriff-(CDMA-)Prinzip und innerhalb bestimmter Bereiche (A, B, C) zu übertragen, wobei sich jeder (B) der Bereiche (A, B, C) nur teilweise in einen anderen angrenzenden Bereich (A, C) erstreckt und wobei Signale, die von einer bestimmten Basis-Sendeempfängerstationen innerhalb des ersten Frequenzbandes (f1) übertragen werden, eine erste maximale Reichweite haben und die Signale in einem zweiten Frequenzband (f2) eine zweite maximale Reichweite haben, eine Mobilstation (110, 140), wobei: die Vielzahl von Frequenzen im ersten Frequenzband (f1) die Vielzahl von Frequenzen im zweiten Frequenzband (f2) ausschließt, wobei die erste und die zweite maximale Reichweite einander überlappen, die zweite maximale Reichweite sich von der ersten maximalen Reichweite unterscheidet, die maximale Reichweite des zweiten Frequenzbandes (f2) auf der Grundlage der Kapazität des ersten Frequenzbandes (f1) variiert und wobei die Basis-Sendeempfängerstation dafür angepaßt ist, Information bezüglich des ersten Frequenzbandes (f1) und des zweiten Frequenzbandes (f2) an die Mobilstation (110, 140) zu übertragen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite maximale Reichweite größer als die erste maximale Reichweite ist.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite maximale Reichweite kleiner als die erste maximale Reichweite ist.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die erste maximale Reichweite die Grenzen einer ersten Zelle definiert.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die erste maximale Reichweite die Grenzen eines Sektors in einer Mehrsektoren-Zelle definiert
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite maximale Reichweite eine maximale Reichweite überlappt, die dem ersten Frequenzband zugeordnet ist, das von anderen Basis-Sendeempfängerstationen übertragen wird.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Basis-Sendeempfängerstation dafür angepaßt ist, einen Steuerkanal für das zweite Frequenzband (f2) im ersten Frequenzband (f1) zu übertragen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Mobilstation dafür angepaßt ist, einen Abweichungswert auf der Grundlage der übertragenen Information zu berechnen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das System dafür angepaßt ist, einen Abweichungswert als eine Funktion der Leistungspegeldifferenz zwischen dem ersten Frequenzband (f1) und dem zweiten Frequenzband (f2) zu berechnen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das System dafür angepaßt ist, einen Übertragungsdämpfungs-Schätzwert für den Steuerkanal für das zweite Frequenzband (f2) im ersten Frequenzband (f1) zu berechnen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Mobilstation dafür angepaßt ist, einen Übertragungsdämpfungs-Schätzwert für den Steuerkanal für das zweite Frequenzband (f2) im ersten Frequenzband (f1) zu berechnen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei die Mobilstation dafür angepaßt ist, den Übertragungsdämpfungs-Schätzwert unter Verwendung des Abweichungswerts zu berechnen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das erste Frequenzband (f1) und das zweite Frequenzband (f2) jeweils eine Vielzahl von Frequenzen umfassen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine weitere Basis-Sendeempfängerstation, die dafür angepaßt ist, Signale im ersten Frequenzband mit der ersten maximalen Reichweite und im zweiten Frequenzband mit der zweiten maximalen Reichweite zu übertragen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei ein Überdeckungsbereich, welcher der zweiten maximalen Reichweite zugeordnet ist, keine Überdeckungsbereiche von Frequenzbändern überlappt, die anderen Basis-Sendeempfängerstationen zugeordnet sind.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Basis-Sendeempfängerstation folgendes umfaßt: Mittel zur Übertragung von Signalen im ersten Frequenzband (f1) mit einer ersten maximalen Reichweite; und Mittel zur Übertragung von Signalen im zweiten Frequenzband (f2) mit einer zweiten maximalen Reichweite; wobei die maximale Reichweite des zweiten Frequenzbandes (f2) auf der Grundlage der Kapazität des ersten Frequenzbandes (f1) variiert.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 16, wobei die Basis-Sendeempfängerstation nicht im zweiten Frequenzband (f2) überträgt, wenn das erste Frequenzband (f1) hinreichende Kapazität hat.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 17, wobei das erste Frequenzband (f1) hinreichende Kapazität hat, wenn zusätzliche Verbindungen im ersten Frequenzband (f1) keine übermäßige Störung für bestehende Verbindungen im ersten Frequenzband (f1) verursachen.
Zellulares Kommunikationssystem nach Anspruch 16, wobei die maximale Reichweite des zweiten Frequenzbandes (f2) auch auf der Grundlage des Standorts von Mobilstationen variiert.
Verfahren zum Minimieren von Störungen in einer Basis-Sendeempfängerstation, die Spreizspektrum-Kommunikationssignale in einem ersten Frequenzband (f1) in Übereinstimmung mit einem Codemultiplex-Mehrfachzugriff-(CDMA-)Prinzip und innerhalb bestimmter Bereiche (A, B, C) an eine Mobilstation (110, 140) überträgt, wobei sich jeder (B) der Bereiche nur teilweise in einen anderen angrenzenden Bereich (A, C) erstreckt und wobei Signale, die von einer bestimmten Basis-Sendeempfängerstationen übertragen werden, eine erste maximale Reichweite haben, die folgenden Schritte umfassend: Übertragen von Signalen in einem ersten Frequenzband (f1) mit einer ersten maximalen Reichweite; Übertragen von Signalen in einem zweiten Frequenzband (f2) mit einer zweiten maximalen Reichweite; wobei: das erste Frequenzband (f1) das zweite Frequenzbandes (f2) ausschließt, wobei die erste und die zweite maximale Reichweite einander überlappen, die zweite maximale Reichweite sich von der ersten maximalen Reichweite unterscheidet und die maximale Reichweite des zweiten Frequenzbandes (f2) auf der Grundlage der Kapazität des ersten Frequenzbandes (f1) variiert; und ferner den folgenden Schritt umfassend: Übertragen von Information bezüglich des ersten Frequenzbandes (f1) und des zweiten Frequenzbandes (f2) an die Mobilstation (110, 140).
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Basis-Sendeempfängerstation nicht im zweiten Frequenzband (f2) überträgt, wenn das erste Frequenzband (f1) hinreichende Kapazität hat.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das erste Frequenzband (f1) hinreichende Kapazität hat, wenn zusätzliche Verbindungen im ersten Frequenzband (f1) keine übermäßige Störung für bestehende Verbindungen im ersten Frequenzband (f1) verursachen.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die maximale Reichweite des zweiten Frequenzbandes (f2) auch auf der Grundlage des Standorts von Mobilstationen variiert.