DE60037690T2

DE60037690T2 - Mobilgerätebasierte Filterung für Paketfunkdienstanwendungen

Info

Publication number: DE60037690T2
Application number: DE60037690T
Authority: DE
Inventors: Guillaume Sebire; Yuping Zhao; Eero Nikula
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2020-11-18
Also published as: EP1548973A1; KR100749029B1; CN1246991C; JP2004522326A; BR0015664A; AU1293701A; HK1077442A1; CN1409908A; US7599664B2; ATE383006T1; US20070149134A1; DE60033687D1; US7383022B2; DE60033687T2; BR0015664B1; EP1238488B1; US20080207134A1; EP1238488A1; WO2001043333A1; KR20020068370A

Description

Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Mobilgeräte, wie etwa Funktelefone, Mobiltelefone und persönliche Kommunikationseinrichtungen, die im Allgemeinen auch als drahtlose Endgeräte und als Mobilstationen bekannt sind, und genauer gesagt auf Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von Paketdatendiensten für Mobilgeräte.
Moderne drahtlose Telekommunikationssysteme entwickeln sich dahin, dass sie Hochgeschwindigkeit-Paketdatendienste für Benutzer von Mobilgeräten bereitstellen. Ein Beispiel ist eine Fähigkeit zum Bereitstellen eines Internetzugangs für einen Benutzer eines Mobilgeräts. Ein drahtloses System, das sich rasch in diese Richtung entwickelt, ist ein Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff-(TDMA)System, das als das "Global System for Mobile Communication" (GSM) bekannt ist, insbesondere erweiterte bzw. verbesserte Versionen von GSM, die als GSM+ und EGPRS ("Enhanced General Packet Radio Services") bekannt sind.
Wie verstanden werden kann, besteht eine wichtige Erwägung, wenn gewünscht wird, Hochgeschwindigkeit-Datenkommunikationen in einem drahtlosen System bereitzustellen, in den verschiedenen Funkpfad-Signalbeeinträchtigungen, die auftreten können, wie etwa Fading bzw. Schwund und Rauschen. Wenn sie nicht angemessen berücksichtigt werden, kann das Vorliegen dieser Beeinträchtigungen zu dem Auftreten von inakzeptablen oder zu beanstandenden Übertragungs-/Empfangsfehlerraten führen.
Genauer gesagt wurde für EGPRS vor kurzem vorgeschlagen, dass Streckenqualitätsmessungen, nämlich eine mittlere Bitfehlerrate (BEP) und ein Änderungskoeffizient (cv)(BEP), einzeln für eine Aufeinanderfolge von Messdaten in dem ME gefiltert werden sollen, bevor sie auf der Aufwärtsstrecke an das Drahtlosnetzwerk berichtet werden (ETSI SMG2 Tdoc 1048/99: "EGPRS Link Quality Control Measurements and Filtering", Ericsson, 20.–24. September 1999, Bordeaux, Frankreich). In diesem Dokument wurde vorgeschlagen, ein Gleitmittelwert-Exponentialfilter zu verwenden, das durch seinen "Vergessensfaktor" (oder seine Mittelwertbildungsperiode) gekennzeichnet ist, der an alle ME in der bedienenden Zelle rundgesendet wird, ebenso wie bei dem "General Packet Radio Service" (GPRS). Für den Vergessensfaktor wurde vorgeschlagen, dass er unter Verwendung eines vorher vorhandenen Paketrundsendungssteuerkanals (PBCCH) rundgesendet wird, falls ein solcher verfügbar ist, wobei andernfalls ein Rundsendungssteuerkanal (BCCH) verwendet würde. Im Wesentlichen würde dieser Ansatz einen zellbasierten Vergessensfaktor bereitstellen.
Danach wurde in einem Dokument ETSI SMG2 Arbeitssitzung über EDGE #11 Tdoc 2E99-501: "EGPRS LQC Measurements filtering", Nokia, 18.–22. Oktober 1999, Austin TX, USA, vorgeschlagen, den vorstehend in Bezug genommenen Vergessensfaktor durch einen zu ersetzen, der die Definition für GPRS einhält. Es wurde hervorgehoben, dass das in ETSI SMG2 Tdoc 1048/99 vorgeschlagene Filter nicht stabil sei, wenn die Anzahl gefilterter Daten unterhalb der sogenannten Filterlänge liegt. Um der Filterinstabilität entgegen zu wirken, wurde vorgeschlagen, dass der GPRS-basierte Vergessensfaktor verwendet wird.
Dieser Ansatz kann insofern als ein nicht fester zellbasierter Ansatz bezeichnet werden, als er ähnlich zu demjenigen ist, der in GSM 05.08 v. 6.3.0, Abschnitt 10.2.3.2 („Derivation of Channel Quality Report") zu finden ist. Bei diesem Ansatz wird der Vergessensfaktor, wenn die Anzahl von Messdaten in dem ME kleiner ist als die Filterlänge, progressiv angepasst, um so die Filterinstabilität zu minimieren. Es wurde auch vorgeschlagen, einen Parameter auf dem PBCCH rundzusenden, falls ein solcher verfügbar ist, andernfalls auf dem BCCH, der von dem ME in der bedienenden Zelle zusammen mit der Menge von Messdaten, die von dem ME gehalten wird, verwendet wird, um den Filterparameter zu berechnen. Jedoch werden alle ME, die eine ausreichende Menge von Messdaten haben (die die Länge des Filters überschreitet), den gleichen Filterparameter verwenden.
1 und 2 sind aus dem Dokument ETSI SMG2 Arbeitssitzung über EDGE #11 Tdoc 2E99-501 entnommen und sind Graphen, die Gewichtungskoeffizienten bildlich darstellen, wobei verschiedene vorgeschlagene Vergessensfaktoren verwendet werden. Für einen großen Vergessensfaktor (z. B. a = 0,9) wird der von dem ME erstellten Messbericht von den neuesten wenigen Messdaten dominiert, wohingegen sich die gefilterten Ergebnisse, wenn ein kleiner Vergessensfaktor verwendet wird, stattdessen auf eine große Anzahl von vergangenen Messdaten beziehen. Zum Beispiel entsprechen die gefilterten Ergebnisse für den Fall von a = 0,3 über 100 vergangenen Messblöcken (ungefähr zwei Sekunden von Messdaten).
In dem Dokument ETSI SMG2 Arbeitssitzung über EDGE #11 Tdoc 2E99-501 wurde bemerkt, dass innerhalb einer Zelle verschiedene MEs unterschiedliche Kanalbedingungen bzw. Fadingeffekte (langsames Fading, schnelles Fading, usw.) wahrnehmen können. Als Folge hiervon wurde die Brauchbarkeit eines Filters mit einem (festen oder nicht festen) zellbasierten Vergessensfaktor in Frage gestellt. Obwohl dies in diesem Dokument nicht speziell angesprochen ist, wurde ferner bemerkt, dass es von Interesse wäre, weiter zu untersuchen, ob eine Lösung unter Verwendung eines festen zellbasierten (oder GPRS-ähnlichen) Vergessensfaktors wahlweise durch eine optimalere ersetzt werden könnte.
Zusammenfassend verwenden momentan eingesetzte oder vorgeschlagene Systeme ein festes/nicht festes zellbasiertes Filter für jedes Mobilgerät (ME) in der bedienenden Zelle. Diese Lösungen sind jedoch weniger als optimal für alle MEs, die innerhalb der Zelle vorhanden sein können. Das heißt, dass sie bestenfalls ein Kompromiss sind, da es wohl bekannt ist, dass unterschiedliche MEs innerhalb der gleichen Zelle unterschiedlichen Kanalbedingungen und Fadingeffekten ausgesetzt sein werden, von denen zumindest einige direkt mit der Geschwindigkeit der MEs in Verbindung stehen können. Da es höchst unwahrscheinlich ist, dass sich alle MEs innerhalb einer gegebenen bedienenden Zelle mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen werden, kommt kein zellbasiertes Filter, das ein solche Annahme trifft, umhin, weniger als optimale Ergebnisse bereitzustellen.
Ein weiteres Dokument, die internationale Veröffentlichung Nr. WO 99/59273 , offenbart auf Seiten 16 bis 17, dass ein Kanalqualität-Schätzalgorithmus aus einer Gruppe solcher Algorithmen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines mobilen Funkgeräts ausgewählt wird. Es sind drei solche Algorithmen beschrieben, wobei einer beinhaltet, den arithmetischen Mittelwert von einer Anzahl von Abtastwerten zu nehmen, ein zweiter beinhaltet, eine Verteilung von Bitfehlerwerten zu bestimmen und diese gegenüber einer Auswahl von vorher vorhandenen Verteilungen zu vergleichen, und ein dritter beinhaltet, Änderungswerte für aufeinander folgende Mengen von Parametern zu bestimmen und die resultierende Verteilung zu verwenden, um die Funkkanal-Dienstqualität zu schätzen. Während sich dieser Ansatz von den zellbasierten Ansätzen der vorstehenden Dokumente unterscheidet, wird für jeden der Algorithmen erkannt, dass er ein bestes Ergebnis für nur eine diskrete Geschwindigkeit innerhalb des gesamten Teilbereichs von Geschwindigkeiten ergibt, für die dieser Algorithmus ausgewählt würde. Dies wird auch über den gesamten Geschwindigkeitsbereich hinweg, in dem sich mobile Funkgeräte bewegen, als weniger als optimal angesehen.
Es ist eine erste Aufgabe und ein Vorteil dieser Erfindung, einen verbesserten Filterungsvorgang bereitzustellen, der die vorstehenden und weitere Probleme überwindet.
Es ist eine weitere Aufgabe und ein Vorteil dieser Erfindung, eine mobilgerätebasierte Filterungsmethode bereitzustellen, im Gegensatz zu einer festen oder nicht festen zellbasierten Filterungsmethode.
Es ist eine weitere Aufgabe und ein Vorteil dieser Erfindung, eine mobilgerätebasierte Filterungsmethode zur Verwendung in einem Paketdatenfunksystem bereitzustellen, die eine Angabe bzw. Bezeichnung darüber berücksichtigt, wie sich eine von dem Mobilgerät wahrgenommene Interferenz ändert, wie etwa die Geschwindigkeit des Mobilgeräts, wodurch eine optimalere Filterung von Messdaten bereitgestellt wird, bevor die gefilterten Messdaten an das Drahtlosnetzwerk berichtet werden.
Durch Verfahren und Vorrichtungen im Einklang mit Ausführungsbeispielen dieser Erfindung werden die vorstehenden und weitere Probleme überwunden, sowie die Aufgaben der Erfindung realisiert.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Kommunikationssystems bereitgestellt, das aus einem Drahtlosnetzwerk und einer Vielzahl von Mobilgeräten (ME) besteht, die sich in zumindest einer bedienenden Zelle des Drahtlosnetzwerks befinden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: (A) Bestimmen einer Angabe bzw. Bezeichnung einer Signalqualität, die von einzelnen der Vielzahl von ME wahrgenommen wird, in dem Drahtlosnetzwerk; (B) Übertragen der bestimmten Angabe bzw. Bezeichnungen unter Verwendung einer Punkt-zu-Punkt-Nachricht an einzelne von den ME; (C) Empfangen der übertragenen Angabe bzw. Bezeichnung an einem speziellen der Vielzahl von ME; (D) Verwenden der empfangenen Angabe bzw. Bezeichnung zum Einstellen einer Länge eines Gleitmittelwertfilters, das in einem Filterungsarbeitsvorgang eingesetzt wird, der auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet; und (E) Übertragen eines Ergebnisses des Filterungsarbeitsvorgangs an das Drahtlosnetzwerk.
Der Bestimmungsschritt umfasst den Schritt zum Herleiten einer Angabe bzw. Bezeichnung einer ME-Geschwindigkeit in dem Drahtlosnetzwerk. Die Filterlänge kann dann eine Funktion der empfangenen Angabe bzw. Bezeichnung sein, wie etwa eine Geschwindigkeit oder eine Her-/Ableitung aus der Geschwindigkeit von dem ME. Die Filterlänge bestimmt, wie viele Daten gefiltert werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ordnet der Übertragungsschritt die ME-Geschwindigkeit-Angabe bzw. -Bezeichnung in Füllbits der Punkt-zu-Punkt-Nachricht an, wie etwa einer, die auf einem assoziierten Paketsteuerkanal (PACCH) gesendet wird. Bei einem äußerst bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet der Übertragungsschritt eine Vielzahl von Bits, die in Füllbits einer Paket-System-Identifikation-13-(2SI13) Nachricht angeordnet sind, die auf dem assoziierten Paketsteuerkanal (PACCH) gesendet wird. Die Vielzahl von Bits (z. B. vier Bits) wird verwendet, um eine Vielzahl von Geschwindigkeitsteilbereichen (z. B. 16 Teilbereiche) eines vorbestimmten ME-Geschwindigkeitsbereichs (z. B. 0 km/h bis 250 km/h) zu codieren.
Bei einem momentan bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird die Angabe bzw. Bezeichnung einer ME-Geschwindigkeit verwendet, um einen Vergessensfaktor "a" zu modifizieren, der in dem ME aus Parameterinformationen berechnet wird, die in einer Rundsendungsnachricht von dem Drahtlosnetzwerk empfangen werden, oder um den empfangenen Vergessensfaktor zu ersetzen. Der Vergessensfaktor beeinflusst bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel direkt die Länge eines Filters (z. B. eines Gleitmittelwertfilters), das auf Streckenqualität-Messdaten arbeitet. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel arbeitet das Gleitmittelwertfilter auf einer Aufeinanderfolge von Messungen einer Streckenqualität, wie etwa einer mittleren Bitfehlerwahrscheinlichkeit oder einem Änderungskoeffizienten der Bitfehlerwahrscheinlichkeit (cv)(BEP). Bei weiteren Ausführungsbeispielen dieser Erfindung kann die Filterlänge direkt angepasst werden, oder kann sie durch Verwendung einiger anderer Parameter als dem Vergessensfaktor "a" geändert werden.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung bereitgestellt, die aufweist: einen Empfänger zum Empfangen einer Angabe bzw. Bezeichnung einer von der Vorrichtung wahrgenommenen Signalqualität von einem Drahtlosnetzwerk, einen Prozessor, der mit dem Empfänger gekoppelt ist, zum Einstellen einer Länge eines Gleitmittelwertfilters, das in einem Filterungsarbeitsvorgang eingesetzt wird, der auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet, und einen Sender zum Übertragen eines Ergebnisses des Filterungsarbeitsvorgangs an das Drahtlosnetzwerk.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Mobilgerät bereitgestellt, das aufweist: eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Angabe bzw. Bezeichnung einer von dem Mobilgerät wahrgenommenen Signalqualität von einem Drahtlosnetzwerk, eine Filterungseinrichtung, die mit der Empfangseinrichtung gekoppelt ist und einen Filterungsarbeitsvorgang durchführt, der auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet, wobei die Filterungseinrichtung eine Gleitmittelwertfilterlänge aufweist, die von der empfangenen Angabe bzw. Bezeichnung abhängt, und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines Ergebnisses des Filterungsarbeitsvorgangs an das Drahtlosnetzwerk.
Die vorstehend dargelegten und weitere Merkmale der Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung deutlicher gemacht, wenn diese in Verbindung mit der anhängenden Zeichnung gelesen wird, bei der gilt:
1 und 2 sind Graphen, die Gewichtungskoeffizienten bildlich darstellen, wobei verschiedene Vergessensfaktoren verwendet werden;
3 ist ein Blockschaltbild eines sich innerhalb einer Zelle eines Drahtlosnetzwerks befindlichen Mobilgeräts, das zur Ausübung dieser Erfindung geeignet ist; und
4 ist ein logisches Ablaufdiagramm, das ein Verfahren im Einklang mit den Lehren dieser Erfindung veranschaulicht.
Diese Erfindung erwächst aus einem Verständnis seitens der Erfinder, dass ein sich mit einer Geschwindigkeit von 3 km/h bewegenes ME in einer typischen städtischen Umgebung höchstwahrscheinlich einen anderen Fadingeffekt wahrnehmen wird als ein sich mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h bewegendes ME, während stationäre (sich nicht bewegende) MEs gewisse stabile Kanalbedingungen wahrnehmen werden, die nicht von den sich nicht bewegenden MEs wahrgenommen werden. Basierend auf diesem Wissen haben die Erfinder eine optimalere Lösung für das Messdatenfilterungsproblem bereitgestellt, indem die Geschwindigkeit von dem ME in die Filterberechnungen einbezogen wird. Genauer gesagt werden die Messdaten für ein spezielles ME, das sich mit einer ersten, niedrigen Geschwindigkeit bewegt, vorzugsweise über eine längere Zeitspanne gefiltert (d. h. wird der Vergessensfaktor kleiner gemacht) als für ein ME, das sich mit einer zweiten, höheren Geschwindigkeit bewegt, wobei die Kanalbedingungen weniger stabil sind und die Messdaten vorzugsweise über ein kürzeres Zeitintervall gefiltert werden (d. h. der Vergessensfaktor länger gemacht wird). Um den ME-basierten Filterungsprozess weiter zu entwickeln, haben die Erfinder daher eine Methode geschaffen, bei der die Geschwindigkeit von dem ME berücksichtigt wird, wenn der Filterparameter (in diesem Fall der Vergessensfaktor) definiert wird. Im Allgemeinen besteht das Ergebnis darin, die Länge des Filters zu ändern, und ist der Vergessensfaktor "a" in diesem Fall das Mittel, durch das die Filterlänge geändert wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Filterlänge direkt angepasst werden, oder kann sie durch Verwendung irgendeines anderen Parameters als den Vergessensfaktor "a" geändert werden.
Diese verbesserte Filterungsmethode überwindet auf diese Weise die Probleme, die sich ergeben, wenn ein Filterungsfaktor für alle MEs innerhalb der bedienenden Zelle verwendet wird, ohne Rücksicht auf irgendwelche Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den unterschiedlichen MEs, und somit ohne Rücksicht auf irgendwelche unterschiedlichen Kanalbedingungen, die von den MEs wahrgenommen werden.
Es sollte jedoch von vornherein beachtet werden, dass die Lehren dieser Erfindung nicht nur auf die Verwendung der ME-Geschwindigkeit beschränkt sind, da ein oder mehrere weitere Parameter ebenso eingesetzt werden können, die für die Signalqualität bezeichnend sind, die von dem ME 10 wahrgenommen wird. Zum Beispiel kann die von dem ME 10 wahrgenommene Gesamtsignalqualität zusätzlich zu der Geschwindigkeit von dem ME 10 durch Pfadverlust bzw. Streckendämpfung, Mehrpfadspreizung, Signalverzerrung infolge von Sender- und Empfängerbeeinträchtigungen und/oder Interferenz beeinflusst werden.
Die Verwendung der ME-Geschwindigkeit ist momentan bevorzugt, da sie leicht bestimmt oder berechnet werden kann und sie gut mit Änderungen der Signalqualität korreliert, die von dem ME 10 wahrgenommen wird. Die Verwendung der ME-Geschwindigkeit sollte jedoch nicht als eine Einschränkung bezüglich der Ausübung der Erfindung bei Herleitung des interessierenden Filterungsparameters zur Verwendung durch das ME bei Einrichtung einer Filterlänge zum Filtern einer Aufeinanderfolge von Messdaten vor einem Berichten der Messdaten auf der Aufwärtsstrecke an das Drahtlosnetzwerk ausgelegt werden.
Zunächst Bezug nehmend auf 3 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Mobilgeräts (ME) 10 gezeigt, das sich innerhalb einer Zelle eines Drahtlosnetzwerks 12 befindet. Das ME 10 und das Drahtlosnetzwerk 12 sind geeignete, aber nicht einschränkende, Ausführungsbeispiele zur Ausübung dieser Erfindung. Das ME 10 umfasst eine Steuerung 14, wie etwa eine Kombination eines Mikroprozessors und eines digitalen Signalprozessors (DSP), die verwendet wird zur Steuerung des Gesamtbetriebs von dem ME 10 und zur Verarbeitung von Signalen vor einer Übertragung und anschließend an einen Empfang. Für die Zwecke dieser Erfindung wird angenommen, dass die Steuerung 14 auf geeignete Weise programmiert ist zum Erhalten der erforderlichen Messdaten und zum Ausführen der Messdaten-Filterungsarbeitsvorgänge, wie es nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben ist. Ein Speicher 16 ist bidirektional mit der Steuerung 14 gekoppelt und speichert unter anderem vergangene Messergebnisse oder -daten 16A, ebenso wie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen MS-Geschwindigkeitsparameter (ME_GESCHWINDIGKEIT) 16B, der von dem Drahtlosnetzwerk 12 im Einklang mit einem Aspekt dieser Erfindung empfangen wird. Die gefilterten Messdaten werden über einen Sender 18A und eine Antenne 20 eines Drahtlos-Sendeempfängers 18 an das Drahtlosnetzwerk 12 berichtet, und der Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT wird über die Antenne 20 und einen Empfänger 18B des Sendeempfängers 18 empfangen. Auch Paketdaten und andere Daten, wie etwa Sprachdaten (falls das ME 10 Sprachfähigkeit besitzt), und Signalisierungsdaten durchlaufen den Sendeempfänger 18.
Das Drahtlosnetzwerk 12 umfasst zumindest eine Funkbasisstation (BTS) 22 mit einer Antenne 24. Die Antenne 24 kann die Mitte einer bedienenden Zelle definieren, innerhalb derer sich das ME 10 zu befinden vermutet wird, obwohl ebenso gerichtete BTS-Antennen eingesetzt werden können. Bei einem GSM-System kann die bedienende Zelle ein Radius von bis zu zum Beispiel 35 km aufweisen. Mit der BTS 22 ist eine Basisstationssteuerung (BSC) 26 gekoppelt, die wiederum mit einer Mobilvermittlungsstelle (MSC) 28 oder einer anderen geeigneten Schnittstelle zu Festnetz-Hauptleitungen gekoppelt ist, wie etwa dem öffentlichen vermittelten Telefonnetz (PSTN) und/oder einem oder mehreren Paketdatennetzwerken 30. Das Paketdatennetzwerk 30 kann das Internet umfassen oder kann mit TCP/IP-Protokollen arbeiten. Es können auch andere Typen von Paketdatennetzwerken, wie etwa Intranets, bereitgestellt sein.
Für die Zwecke dieser Erfindung wird angenommen, dass irgendeine Komponente des Drahtlosnetzwerks 12, wie etwa ein Datenprozessor der BSC 26, im Stande ist zum Schätzen der Geschwindigkeit von dem ME 10 und zum Berichten der geschätzten Geschwindigkeit unter Verwendung des Parameters ME_GESCHWINDIGKEIT. Die ME-Geschwindigkeit kann unter Verwendung jeder geeigneten Methode oder Kombination von Methoden geschätzt werden, wie etwa durch Bestimmen der Doppler-Frequenzverschiebung des von dem ME 10 übertragenen HF-Trägersignals und anschließendes Korrelieren der Doppler-Frequenzverschiebung mit der Geschwindigkeit von dem ME 10. Es liegt auch innerhalb des Rahmens dieser Erfindung für das ME 10, seine eigene Geschwindigkeit zu bestimmen, obwohl dies eine zusätzlich ME-Verarbeitung erfordern wird.
Es sollte beachtet werden, dass eine Angabe bzw. Bezeichnung der Geschwindigkeit von dem ME 10 ebenso für andere Zwecke als eine Filterung verwendet werden kann, wie etwa zum Beispiel für eine netzwerkbasierte Zellenneuauswahl. In diesem Fall wird das Netzwerk die Geschwindigkeit von dem ME 10 kennen. Während das ME 10 im Stande sein kann, seine eigene Geschwindigkeit zu bestimmen und die selbst bestimmte Geschwindigkeitsangabe bzw. -bezeichnung zum Verarbeiten der filterungsbezogenen Informationen wie hierin beschrieben zu verwenden, ist es als solches bevorzugt, dass das Drahtlosnetzwerk 12 die ME-Geschwindigkeit bestimmt und danach das ME 10 über die bestimmte ME-Geschwindigkeit informiert. Dies hat auch den Vorteil, dass das Netzwerk 12 Wissen darüber hat, wie genau die Messungen verarbeitet werden.
Der Speicher 16 speichert auch Daten, die das Filter 16C darstellen, das von dem ME 10 verwendet wird, wenn die Messdaten gefiltert werden. Ein generisches Gleitmittelwertfilter, das zur Verwendung vorgeschlagen wird, kann wie folgt ausgedrückt werden: Yn = aCn + (1 – a)Yn-1;mit C₀ = 0, oder als
mit C₀ = 0,
wobei C_n die Messdaten zum Zeitpunkt n in dem ME 10 sind (d. h. Mittelwert(BEP) oder cv(BEP)); Y_n die gefilterten Messdaten bezeichnet (eigentlich die gewichtete Summe der vergangenen Messdaten), und "a" der Vergessensfaktor ist. Wie vorstehend bemerkt wurde, wird für einen großen Wert von "a" der Bericht von gefilterten Messdaten Y_n von den letzten wenigen Messdaten dominiert, wohingegen für einen kleinen Wert von "a" Y_n sich stattdessen auf eine große Anzahl von vergangenen Messdaten bezieht. Es kann bemerkt werden, dass das Filter 16C als ein gewichteter Mittelwert der Messdaten funktioniert. Es sollte ferner beachtet werden, dass a ∊ [0;1] gilt.
Im Einklang mit einem Verfahren dieser Erfindung und auch Bezug nehmend auf 4 wird in Schritt A, wie etwa durch die BSC 26, ein Wert eines Parameters bestimmt, der für die Gesamtsignalqualität bezeichnend ist, die von dem ME 10 wahrgenommen wird. Wie es vorstehend ausgeführt wurde, kann die Gesamtsignalqualität, die von dem ME 10 wahrgenommen wird, zum Beispiel durch Pfadverlust, Mehrpfadspreizung, die Geschwindigkeit von dem ME 10, Signalverzerrung infolge von Sender- und Empfängerbeeinträchtigungen und/oder Interferenz beeinflusst werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieser Parameter die Geschwindigkeit von dem ME 10, wobei jedoch die Verwendung der Geschwindigkeit keine Einschränkung bezüglich der Ausübung dieser Erfindung ist. In Schritt B wird die ME-Geschwindigkeit oder eine Her-/Ableitung aus der ME-Geschwindigkeit an das ME 10 berichtet, wobei im Gegensatz zu einer Signalisierungsnachricht vom Rundsendungstyp (z. B. eine, die auf dem PBCCH gesendet wird) vorzugsweise eine Punkt-zu-Punkt-Signalisierungsnachricht verwendet wird. Ein geeigneter Nachrichtentyp ist der assoziierte Paketsteuerkanal (PACCH), der an ein spezielles ME 10 in dem Pakekttransfermodus adressiert ist. Die Geschwindigkeit wird unter Verwendung des Parameters ME_GESCHWINDIGKEIT an das ME 10 bereichtet.
Vorzugsweise kann, um eine Rückwärtskompatibilität mit bestehenden Beständen von ME 10 zu erreichen, die den Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT nicht verwenden können, der Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT in ein Informationselement Paket-System-Information-13 (PSI13) eingefügt werden, das auf dem PACCH gesendet wird, worin unterschiedliche Parameter, die z. B. für Messungen bei GPRS verwendet werden, ebenso gesendet werden. Der aktuelle Aufbau der PSI13 kann in GSM 4.60 gefunden werden. Darin sind Informationselemente definiert, um zu beschreiben, wann der PBCCH in der Zelle vorhanden ist, wobei zwei Elemente wie folgt sind:
<PSI1 WIEDERHOLUNG PERIODE:bit(4)>
<PBCCH Beschreibung:<PBCCH Beschreibungsstruktur>>
Diese Elemente werden gefolgt von <Füllbits>. Es ist bevorzugt, den Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT in den <Füllbits> anzuordnen, um eine Rückwärtskompatibilität zu erreichen, da ein ME 10, das den Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT nicht verwendet, die Füllbits ignorieren wird (sie können alle auf null gesetzt sein), wohingegen ein ME_GESCHWINDIGKEIT-befähigtes ME programmiert sein wird, diese Füllbits zu parsen bzw. zu analysieren, um den erwarteten Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT zu lokalisieren. Es ist momentan bevorzugt, vier Bits zu verwenden, um den Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT darzustellen, wodurch ermöglicht wird, dass 16 unterschiedliche Werte von ME_GESCHWINDIGKEIT übertragen werden. Es können abhängig von der gewünschten Auflösung der ME-Geschwindigkeit ebenso wie von der Genauigkeit der Bestimmung des Parameters ME_GESCHWINDIGKEIT mehr oder weniger als vier Bits verwendet werden. Ein momentan bevorzugter, aber nicht einschränkender, Geschwindigkeitsbereich ist von 0 km/h bis 250 km/h. Die Verwendung der vier Bits unterteilt diesen Geschwindigkeitsbereich somit in 16 Teilbereiche. Das Drahtlosnetzwerk 12 kann ME_GESCHWINDIGKEIT-Aktualisierungen je nach Bedarf senden, indem einfach eine neue Nachricht eingeplant wird, die auf dem PACCH zu senden ist.
In Schritt C gemäß 4 kann die ME-Steuerung 14 auf Empfang eines Parameters ME_GESCHWINDIGKEIT hin den Wert des Vergessensparameterwerts "a" anpassen. Zum Beispiel kann ein Vorgabe- bzw. Standardwert von "a", der in dem ME 10 basierend auf dem Parameter berechnet wurde, der in einer Rundsendungsnachricht empfangen wurde, verfeinert werden, wie etwa durch Gewichtung oder Anpassung des Vorgabe- bzw. Standardwerts von "a" nach oben oder nach unten als Funktion des Werts von ME_GESCHWINDIGKEIT. Im Allgemeinen bewirkt ein großer Wert von "a", dass Y_n von den letzten wenigen Messdaten mit höheren Geschwindigkeiten (einer reduzierten Filterlänge) dominiert wird, wohingegen ein kleinerer Wert von "a" bewirkt, dass Y_n stattdessen eine große Anzahl von vergangenen Messdaten mit niedrigeren Geschwindigkeiten (einer erhöhten Filterlänge) widerspiegelt. Wahlweise kann der Wert von "a" als eine Funktion von ME_GESCHWINDIGKEIT berechnet werden und kann der zum Berechnen von "a" verwendete Vorgabe- bzw. Standardwert des Parameters, der in der Rundsendungsnachricht empfangen wird, ignoriert werden. Wird ein neuer Wert von ME_GESCHWINDIGKEIT empfangen (d. h. einer, der sich von einem zuletzt empfangenen Wert von ME-GESCHWINDIGKEIT unterscheidet), kann das ME 10 einen vorher berechneten Wert von Y_n mit dem überarbeiteten bzw. revidierten Vergessensfaktor "a" anpassen, oder kann der vorher berechnete Wert ignoriert werden und Y_n unter Verwendung des überarbeiteten bzw. revidierten Vergessensfaktors "a" neu berechnet werden. Das ME 10 berechnet dann die gefilterten Messergebnisse, wobei zum Beispiel der vorstehend angegebene Ausdruck in Verbindung mit dem modifizierten oder ersetzten Vergessensfaktor "a" verwendet wird.
In Schritt D berichtet das ME 10 den berechneten (genaueren) Wert von Y_n an das Drahtlosnetzwerk 12 zur Verwendung in den Paketdatenroutinen, die von dem Drahtlosnetzwerk ausgeführt werden.
Es sollte beachtet werden, dass dieser Vorgang optional und ergänzend zu den Rundsendungsansätzen ist, bei denen der Parameterwert, der bei Berechnung des Vergessensfaktors "a" zu verwenden ist, an alle ME 10 in der bedienenden Zelle übertragen wird. Das heißt, dass Drahtlosnetzwerken keine Anforderungen auferlegt werden muss, dass sie den Wert von ME_GESCHWINDIGKEIT für unterschiedliche MEs bestimmen und dann den Wert an die speziellen der MEs übertragen.
In der Tat können die Lehren dieser Erfindung auf eine von zumindest zwei unterschiedlichen Arten verwendet werden. Erstens kann der empfangene Wert von ME_GESCHWINDIGKEIT von dem ME 10 verwendet werden, um den Wert von "a", der unter Verwendung des rundgesendeten, generischen Parameters berechnet wird, zu korrigieren oder zu verfeinern. Wahlweise kann der Rundsendungsparameter, der zum Berechnen des Werts von "a" verwendet wird, einfach verworfen werden und der Wert von ME_GESCHWINDIGKEIT bei Berechnung eines aktuellen Werts des Vergessensfaktors "a" verwendet werden.
Es sollte beachtet werden, dass die in dem Kontext dieser Erfindung beschriebene Signalisierung in einem GPRS-System ebenso wie in einem EGPRS-System in exakt der gleichen Art und Weise implementiert werden kann.
Es sollte erneut beachtet werden, dass andere Verwendungen für den Parameter ME_GESCHWINDIGKEIT in dem ME 10 existieren können, wie etwa für Leistungssteuer- und Weiterreichungszwecke. Außerdem kann das ME-basierte optimierte Filterungsverfahren für Streckenqualität-(LQ)Kanalmessungen, das durch die Lehren dieser Erfindung möglich gemacht wird, für verschiedene Zwecke bei Echtzeit-EGPRS verwendet werden, wie etwa zum Abbilden von eine gewissen vorgebenden Dienstgüte (QoS) auf ein gewisses Modulations- oder Codierungsschema (z. B. für Geschwindigkeit, Streaming-Video, usw.).
Während vorstehend in dem Kontext von speziellen Zahlen von Bits, speziellen Geschwindigkeitsbereichen, speziellen Nachrichtenformaten und dergleichen beschrieben wurde, sollte realisiert werden, dass diese beispielhaft für momentan bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind und nicht dazu bestimmt sind, in einer einschränkenden Weise bezüglich der Ausübung dieser Erfindung gelesen oder ausgelegt zu werden. Im Allgemeinen können die Lehren dieser Erfindung auf eine Überarbeitung bzw. Revidierung oder Verfeinerung jeglicher ME-basierter Bestimmung einer Streckenqualität (nicht notwendigerweise einer unter Verwendung von Mittelwert(BEP) oder cv(BEP)) durch eine Berücksichtigung der Geschwindigkeit von dem ME 10 innerhalb der bedienenden Zelle und/oder durch die Berücksichtigung von einem anderen die ME-Signalqualität beeinflussenden Faktor angewandt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Kommunikationssystems, das aus einem Drahtlosnetzwerk und einer Vielzahl von hierin nachstehend als ME bezeichneten Mobilgeräten besteht, die sich in zumindest einer bedienenden Zelle des Drahtlosnetzwerks befinden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bestimmen einer Angabe einer Signalqualität, die von einzelnen der Vielzahl von ME wahrgenommen wird, in dem Drahtlosnetzwerk; Übertragen der bestimmten Angaben unter Verwendung einer Punkt-zu-Punkt-Nachricht an einzelne von den ME; und Empfangen der übertragenen Angabe an einem speziellen der Vielzahl von ME; und gekennzeichnet durch: Verwenden der empfangenen Angabe zum Einstellen einer Länge eines Gleitmittelwertfilters, das in einem Filterungsarbeitsvorgang eingesetzt wird, der auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet; und Übertragen eines Ergebnisses des Filterungsarbeitsvorgangs an das Drahtlosnetzwerk.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt zum Herleiten einer Angabe einer ME-Geschwindigkeit in dem Drahtlosnetzwerk aufweist und der Übertragungsschritt einen Schritt zum Übertragen der Geschwindigkeitsangabe an das ME aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt die Geschwindigkeitsangabe in Füllbits einer Punkt-zu-Punkt-Nachricht anordnet.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt eine Nachricht verwendet, die auf einem assoziierten Paketsteuerkanal gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt eine Nachricht verwendet, die in einer Paket-System-Identifikation-13-Nachricht gesendet wird, die auf einem assoziierten Paketsteuerkanal gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt eine Vielzahl von Bits verwendet, die in einer Paket-System-Identifikation-13-Nachricht angeordnet sind, die auf einem assoziierten Paketsteuerkanal gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt eine Vielzahl von Bits verwendet, die in Füllbits einer Paket-System-Identifikation-13-Nachricht angeordnet sind, die auf einem assoziierten Paketsteuerkanal gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt eine Vielzahl von Bits zum Angeben einer Vielzahl von Geschwindigkeitsteilbereichen eines Geschwindigkeitsbereichs verwendet.
Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Übertragungsschritt vier Bits zum Angeben von 16 Geschwindigkeitsteilbereichen innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs verwendet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die empfangene Angabe verwendet wird, um einen Vergessensfaktor zu modifizieren, der die Länge des Filters beeinflusst, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die empfangene Angabe verwendet wird, um einen Vergessensfaktor zu berechnen, der die Länge des Filters beeinflusst, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die empfangene Angabe verwendet wird, um einen Vergessensfaktor zu modifizieren, der in einer Rundsendungsnachricht von dem Drahtlosnetzwerk empfangen wird, wobei der Vergessensfaktor die Länge des Filters beeinflusst, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die empfangene Angabe verwendet wird, um einen Vergessensfaktor zu ersetzen, der in einer Rundsendungsnachricht von dem Drahtlosnetzwerk empfangen wird, wobei der Vergessensfaktor die Länge des Filters beeinflusst, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Filterungsarbeitsvorgang ein Berechnen einer Angabe einer Streckenqualität in dem ME aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Filterungsarbeitsvorgang eine Herleitung aus einer Geschwindigkeit von dem ME berücksichtigt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Filterungsarbeitsvorgang auf einer Vielzahl von Messungen von einer mittleren Bitfehlerwahrscheinlichkeit oder einem Änderungskoeffizienten einer Bitfehlerwahrscheinlichkeit arbeitet.
Mobilgerät mit: einem Empfänger zum Empfangen einer Angabe einer von der Vorrichtung wahrgenommenen Signalqualität von einem Drahtlosnetzwerk; gekennzeichnet durch: einen Prozessor, der mit dem Empfänger gekoppelt ist, zum Einstellen einer Länge eines Gleitmittelwertfilters unter Verwendung der empfangenen Angabe, wobei das Gleitmittelwertfilter in einem Filterungsarbeitsvorgang eingesetzt wird, der auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet; und einen Sender zum Übertragen eines Ergebnisses des Filterungsarbeitsvorgangs an das Drahtlosnetzwerk.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, das ein Mobilgerät aufweist, wobei die Angabe einer Signalqualität eine Angabe einer Geschwindigkeit des Mobilgeräts aufweist.
Mobilgerät gemäß Anspruch 18, wobei der Sender das Ergebnis auf einem assoziierten Paketsteuerkanal überträgt.
Mobilgerät gemäß Anspruch 19, wobei der Sender das Ergebnis in einer Vielzahl von Bits überträgt, die in einer Paket-System-Identifikation-13-Nachricht angeordnet sind.
Mobilgerät gemäß Anspruch 18, wobei der Sender eine Vielzahl von Bits zum Angeben einer Vielzahl von Geschwindigkeitsteilbereichen eines Geschwindigkeitsbereichs verwendet.
Mobilgerät gemäß Anspruch 18, wobei der Sender vier Bits zum Angeben von 16 Geschwindigkeitsteilbereichen innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs verwendet.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Prozessor die empfangene Angabe verwendet, um einen Vergessensfaktor zu modifizieren, der die Länge des Filters beeinflusst, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Prozessor die empfangene Angabe verwendet, um einen Vergessensfaktor zu berechnen, der die Länge des Filters beeinflusst, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Prozessor die empfangene Angabe verwendet, um einen Vergessensfaktor zu modifizieren, der in einer Rundsendungsnachricht von dem Drahtlosnetzwerk empfangen wird, wobei der Prozessor den Vergessensfaktor verwendet, um die Länge des Filters zu beeinflussen, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Prozessor die empfangene Angabe verwendet, um einen Vergessensfaktor zu ersetzen, der in einer Rundsendungsnachricht von dem Drahtlosnetzwerk empfangen wird, wobei der Prozessor den Vergessensfaktor verwendet, um die Länge des Filters zu beeinflussen, das auf einer Aufeinanderfolge von Streckenqualität-Messdaten arbeitet.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Filterungsarbeitsvorgang ein Berechnen einer Angabe einer Streckenqualität in dem ME aufweist.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Filterungsarbeitsvorgang eine Herleitung aus einer Geschwindigkeit von dem ME berücksichtigt.
Mobilgerät gemäß Anspruch 17, wobei der Filterungsarbeitsvorgang auf einer Vielzahl von Messungen von einer mittleren Bitfehlerwahrscheinlichkeit oder einem Änderungskoeffizienten einer Bitfehlerwahrscheinlichkeit arbeitet.