DE60100881T2

DE60100881T2 - Verfahren und System zur Datenübertragungsplanung durch Verkehrbelastungshinweise von benachbarten Basisstationen

Info

Publication number: DE60100881T2
Application number: DE60100881T
Authority: DE
Inventors: Ashok N. Rudrapatna; Linda M. Zeger
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: DE60100881D1; KR20020013791A; CN1338877A; EP1180881B1; ATE251366T1; EP1180881A1; BR0103152A; CA2351968A1; JP2002077992A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Telekommunikation und besonders die adaptive Datenübertragungsplanung unter Verwendung von Verkehrsbelastungsinformationen benachbarter Basisstationen in einem drahtlosen Telekommunikationssystem.
2. Beschreibung der verwandten Technik
1 illustriert einen Ausschnitt der Komponenten eines beispielhaften Mehrzugriffskommunikationssystems 10. Das System 10 umfasst eine Vielzahl von Zellen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (welche hier zusammen als „Zellen" bezeichnet werden). Die Zellen repräsentieren einen Ausschnitt des geografischen Abdeckungsgebiets, welches durch System 10 versorgt wird. In 1 wird jede Zelle schematisch durch ein Hexagon repräsentiert; in der Praxis weist jedoch jede Zelle gewöhnlich eine unregelmäßige Form auf, welche von der Topologie des durch das System 10 versorgten Geländes abhängt. Innerhalb jeder Zelle 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 befindet sich jeweils eine Basisstation 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F, 22G (welche hier zusammen als „Basisstationen 22" bezeichnet werden), welche typischerweise durch eine Mobilfunkvermittlungsstelle („MSC") mit einem öffentlichen Fernsprechnetz („PSTN") verbunden ist (das PSTN und die MSC werden aus Gründen der Vereinfachung nicht gezeigt) . Jede Zelle 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ist mit jeweils drei Sektoren 1^a , 1^b , 1^c bis 7^a , 7^b , 7^c dargestellt, was typisch für ein Kommunikationssystem ist, welches ein Mehrfachnutzungsfrequenzmuster implementiert. Das bedeutet, dass das beispielhafte System 10 ein 1/3-Mehrfachnutzungsfrequenzmuster aufweist (d.h. das System 10 kann für jeweils drei Zellen eine bestimmte Frequenz reservieren, wie in der Technik bekannt ist).
Im Betrieb stellen die Basisstationen 22 drahtlose Kommunikationsverbindungen mit drahtlosen Geräten oder Mobilfunkgeräten, z.B. mit Mobilfunkgerät M, innerhalb der Zellen 20 her, welche digitale Daten zu senden und zu empfangen wünschen. Die Drahtlosverbindung zwischen einem Mobilfunkgerät und einer Basisstation besteht aus einer Aufwärtsverbindung zur Übertragung von Informationen vom Mobilfunkgerät zur Basisstation und einer Abwärtsverbindung zur Übertragung von Informationen, welche durch die Basisstation empfangen wurden, an das. Mobilfunkgerät. Manchmal wird die Abwärtsverbindung auch als eine Vorwärtsverbindung bezeichnet.
Mehrfachzugriffsverfahren regulieren die Kommunikation für die verschiedenen Mobilfunkgeräte innerhalb einer Zelle bei einer gegebenen limitierten verfügbaren Bandbreite. Ein beispielhaftes Mehrfachzugriffsverfahren umfasst TDMA („Vielfachzugriff im Zeitmultiplex"). Bei einem TDMA-System sind die Frequenzkanäle in mehrere Zeitschlitze aufgeteilt. Manche Schlitze werden zu Steuerungszwecken verwendet, und andere werden zur Informationsübermittelung verwendet. Typischerweise werden mehreren Teilnehmern jeweilige Schlitze in einem Frequenzkanal gegeben, so dass ein einzelner Frequenzkanal mehrere Teilnehmer versorgen kann.
Eine Anzahl von Systemen der dritten Generation wird von der gegenwärtigen drahtlosen Kommunikationstechnik entwickelt, wie beispielsweise die TDMA IS-136- und GSM- („Globales System zur Kommunikation") Systeme. Diese Systeme der dritten Generation übertragen Sprachinformationen und Nicht-Sprachdaten an die Mobilfunkgeräte ihrer Teilnehmer. Beispiele dieser TDMA-Systeme der dritten Generation umfassen General Packet Radio Service („GPRS") und erweiterter GPRS („EGPRS"). Eine Aufgabe dieser Systeme der dritten Generation ist es, Mobilfunkgeräten zu ermöglichen, Informationen an das Internet zu übertragen und Informationen daraus zu empfangen. Folglich werden Angebote, welche gegenwärtig über das Internet verfügbar sind, wie beispielsweise FTP („File Transfer Protocol"), Web-Surfen, Chat, elektronischer Postverkehr („E-Mail"), Telnet, usw., für die Mobilfunkgeräte abrufbar, welche an einem TDMA-System der dritten Generation teilnehmen.
Bei TDMA-Systemen der zweiten Generation ist die Übertragungsleistung gewöhnlich festgelegt. Um folglich einen minimal erforderlichen Schwellenwert des Signal/Störabstands („C/I") des Trägers einer Abwärtsverbindungsübertragung im größten Teil des Gebietes der Zelle zu erreichen, muss die reservierte Leistung pro Mobilgerät hoch sein. Mit einer hohen Leistungsreservierung sollte der C/I der Abwärtsverbindungsübertragungen den minimalen Schwellwert im größten Teil der Zelle übersteigen.
Manche der TDMA-Systeme der dritten Generation werden eine sehr große Frequenzmehrfachnutzung aufweisen, wie beispielsweise „kompakte EDGE („verbesserte Datengeschwindigkeiten für die GSM-Entwicklung")", welche ein 1/3-Mehrfachnutzungsfrequenzmuster aufweisen wird (siehe 1), und EGPRS, welcher ein 4/12-Mehrfachnutzungsfrequenzmuster aufweisen wird. Mit der gegebenen großen Frequenzmehrfachnutzung werden die Übertragungsdatengeschwindigkeiten dieser Systeme durch Störungen begrenzt sein, insbesondere wenn die Leistung, welche pro Mobilgerät reserviert ist, festgelegt und darum groß ist. Diese Störungen aus anderen Sektoren können in geringen Datengeschwindigkeiten für die Teilnehmer und in einem geringen Gesamtdurchsatz des Systems resultieren.
Folglich gibt es den Wunsch und den Bedarf die Datenge schwindigkeiten individueller Teilnehmer eines Kommunikationssystems wesentlich zu steigern. Es gibt auch den Wunsch und den Bedarf den Gesamtdurchsatz des Kommunikationssystems der dritten Generation zu steigern.
EP-A-0 767 548 offenbart ein CDMA-Telekommunikationssystem. Bei der Antwort auf eine Anforderung von einem Mobilfunkgerät für eine Datenübertragungsgeschwindigkeit, welche eine grundlegende Datenübertragungsgeschwindigkeit übersteigt, bestimmt das System den Grad der Störungen, welche die Mobilfunkstation an benachbarten Basisstationen erzeugen wird. Das System verwendet die Störungsinformationen zur Zuteilung, einer Datenübertragungsgeschwindigkeit an die Mobilfunkstation, welche die Störungsanliegen aller benachbarten Zellen erfüllt.
US-A-5 914 950 offenbart ein CDMA-System, welches die Fähigkeit zu Übertragungen mit variabler Geschwindigkeit aufweist. Jeder entfernten Station im System wird eine maximale, nicht eingeplante Übertragungsgeschwindigkeit für eine bestimmte Kommunikationsverbindung zugeteilt. Ein Einplaner wird zur Zuteilung einer maximalen eingeplanten Übertragungsgeschwindigkeit für bestimmte Übertragungen auf der Grundlage eines Satzes von Kriterien und Systembeschränkungen verwendet.
US-A-6 069 885 offenbart ein System zur Einplanung von Übertragungen zwischen einer Vielzahl von Kommunikationsorten. Das System verwendet ein „linksrechts"-Einplanungsprotokoll zur Aufteilung von Übertragungen zwischen zwei verschiedenen Einplanungen. Das System verwendet die zwei Einplanungen zum Wechsel der Seite, von welcher ein Kommunikationsort Informationen in einem Daten-Frame übertragen soll.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen Mechanismus zur wesentlichen Steigerung der Datengeschwindigkeiten der Teilnehmer in einem Kommunikationssystem der dritten Generation bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Mechanismus zur Steigerung des Durchsatzes eines Kommunikationssystems der dritten Generation bereit.
Die oben genannten und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch ein Telekommunikationssystem erreicht, welches eine erste Basisstation aufweist, welche Verkehrsbelastungsinformationen von benachbarten Basisstationen zur adaptiven Einplanung von Übertragungen an Mobilfunkgeräte innerhalb des Abdeckungsgebiets der Basisstation verwendet. Vor der Übertragung von Informationen an ein Mobilfunkgerät bestimmt die erste Basisstation, ob benachbarte Basisstationen, welche die Hauptstörungen am Mobilfunkgerät verursachen, eine Verkehrslast unterhalb einer Verkehrslastschwelle aufweisen (d.h. ob die benachbarten Basisstationen „leicht belastet" sind). Wenn die erste Basisstation feststellt, dass die benachbarten Basisstationen leicht belastet sind, dann bewirken die benachbarten Basisstationen geringe bis keine Störungen am Mobilfunkgerät, worauf die erste Basisstation mit hoher Priorität an das Mobilfunkgerät übertragen sollte, da in diesem Fall eine höhere Datengeschwindigkeit verwendet werden kann. Wenn die erste Basisstation feststellt, dass die benachbarten Basisstationen nicht leicht belastet sind, dann verursachen die benachbarten Basisstationen genug Störungen am Mobilfunkgerät, dass unmittelbaren Übertragungen an das Mobilfunkgerät eine geringe Priorität gegeben werden sollte, da die Datengeschwindigkeit klein sein würde. Folglich plant die erste Basisstation Übertragungen in Zeitschlitzen zu Zeitpunkten ein, wo die Übertragungen mit hohen Datengeschwindigkeiten vorgenommen werden können, was die Datengeschwindigkeiten an die Mobilfunkgeräte und den Gesamtdurchsatz des Systems steigert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die weiter unten stehende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offenkundiger, in welchen:
1 einen Ausschnitt eines drahtlosen Kommunikationssystems illustriert;
2 eine beispielhafte Basisstation illustriert, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde;
3 in Form eines Ablaufdiagramms ein beispielhaftes Rufverarbeitungsverfahren illustriert, welches durch die Basisstation der 2 durchgeführt wird; und
4 in Form eines Ablaufdiagramms ein anderes beispielhaftes Rufverarbeitungsverfahren illustriert, welches durch die Basisstation der 2 durchgeführt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist zur Verwendung in einem drahtlosen Telekommunikationssystem, wie beispielsweise einem TDMA-System der dritten Generation, geeignet. Wie oben erwähnt, umfasst ein Beispiel eines TDMA-Systems der dritten Generation ein GPRS-System, und folglich ist die vorliegende Erfindung zur Verwendung im GPRS geeignet. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung für jede Art von Telekommunikationssystemen (z.B. „Vielfachzugriff im Codemultiplex" (CDMA), GSM, etc.) und insbesondere für diejenigen Systeme geeignet ist, in welchen drahtlose Geräte oder Mobilfunkgeräte Störungen von Basisstationen außerhalb der Zelle erfahren, in welcher das drahtlose Gerät oder Mobilfunkgerät lokalisiert ist. Die außerhalb der Zelle des Mobilfunkgeräts lokalisierten Basisstationen werden hier als „benachbarte Basisstationen" bezeichnet. Der Begriff „Mobilfunkgerät" wird hier zur Bezeichnung beliebiger drahtloser Kommunikationsgeräte oder Endgeräte verwendet, welche durch eine Basisstation versorgt werden können.
Die Begriffe „störende benachbarte Basisstation" oder „störende benachbarte Basisstationen" werden hier verwendet, um benachbarte Basisstationen zu beschreiben, welche die Hauptstörungen (im Vergleich zu den Störungen von anderen benachbarten Basisstationen) an einem bestimmten Mobilfunkgerät bewirken. Der Begriff „leicht belastet" wird hier zur Beschreibung der Situation verwendet, wo eine störende benachbarte Basisstation eine Verkehrslast aufweist, welche geringer als ein Verkehrslastschwellenwert ist und folglich nicht viele Störungen am Mobilfunkgerät hervorruft. Es sollte offenkundig sein, dass die gleiche Basisstation dann an alle Sektoren in einer Zelle übertragen wird, wenn eine Zelle in Sektoren aufgeteilt wird oder wenn vom System Mehrfachnutzungsfrequenzmuster verwendet werden. Folglich ist es für die gleiche Basisstation möglich, in einem Sektor leicht belastet und in einem anderen Sektor wesentlich belastet zu sein. Die gleiche Basisstation kann ferner ein Mobilfunkgerät in einem Sektor stören, nicht jedoch in einem anderen. Der Begriff „störender Sektor" wird hier zur Bezeichnung eines Sektors verwendet, in welchem das Mobilfunkgerät substanzielle Störungen von einer störenden benachbarten Basisstation oder einem anderen Sektor der gleichen Zelle empfängt. Der Begriff „versorgende Basisstation" wird hier verwendet, um die Basisstation zu bezeichnen, welche dem Mobilfunkgerät Betriebsleistungen bereitstellt (d.h. die Basisstation stellt Betriebsleistungen innerhalb der Zelle bereit, innerhalb welcher das Mobilfunkgerät lokalisiert ist).
Wie aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor geht, verwendet die versorgende Basisstation, falls eine versorgende Basisstation der vorliegenden Erfindung in ein drahtloses Telekommunikationssystem unter Verwendung einer festgelegten Übertragungsleistung an jedes Mobilgerät (nachfolgend als „Festleistungssysteme" bezeichnet) integriert ist, Verkehrsbelastungsinformationen von einer störenden benachbarten Basisstation/-Stationen des Mobilgeräts zur adaptiven Einplanung von Übertragungen an das Mobilgerät zu Zeitpunkten, an welchen höhere Datengeschwindigkeiten erreicht werden können. Folglich können Übertragungen mit höherer Datengeschwindigkeit auftreten, wenn es weniger Störungen und ein besseres C/I gibt. Es muss angemerkt werden, dass die störenden benachbarten Basisstationen nur in einem Sektor stören könnten, und folglich die Feststellung, ob die Basisstation leicht belastet ist, allein auf der Grundlage der Leistung der Abwärtsverbindung innerhalb des störenden Sektors getroffen wird.
Wie unten unter Bezugnahme auf 4 diskutiert wird, verwendet die versorgende Basisstation, falls die versorgende Basisstation der vorliegenden Erfindung in einem System verwendet wird, in welches eine Leistungssteuerung implementiert ist (hier nachfolgend als ein „Leistungssteuerungssystem" bezeichnet), Verkehrsbelastungsinformationen von der störenden benachbarten Basisstation/-Stationen zur adaptiven Einplanung von Übertragungen an das Mobilgerät zu Zeitpunkten, an welchen Übertragungen mit geringer Leistung vorgenommen werden können. Es muss wieder angemerkt werden, dass die störenden benachbarten Basisstationen nur in einem Sektor stören könnten, und folglich die Feststellung, ob die Basisstation leicht belastet ist, allein auf der Grundlage der Leistung der Abwärtsverbindung innerhalb des störenden Sektors getroffen wird. Bei Festleistungssystemen plant die Basisstation der vorliegenden Erfindung folglich Übertragungen zu Zeitpunkten ein, an welchen hohe Datengeschwindigkeiten erreicht werden können. Bei Leistungssteuerungssystemen plant die vorliegende Erfindung Übertragungen ein, wenn Übertragungen mit geringer Leistung erfolgen können, und versorgt folglich ihre Mobilfunkgeräte mit geringerer Leistung, was Störungen in ihrer Nachbarschaft reduziert. Bei beiden Systemen steigert die Basisstation der vorliegenden Erfindung den Gesamtdurchsatz des Systems.
Die vorliegende Erfindung macht sich die statistischen Fluktuationen der Übertragungsleistung der Vorwärtsverbindung jeder Zelle zu Nutze. Die Übertragungsleistung einer Basisstation kann mit der Anzahl der von ihr versorgten Mobilfunkgeräte fluktuieren. Da ferner Internetverkehr oft stoßweise auftritt, so dass Zeitspannen hoher Datengeschwindigkeiten von Zeitspannen der Inaktivität gefolgt werden, kann die Übertragungsleistung einer Basisstation zu Zeitpunkten, an welchen weniger der von ihr versorgten Mobilfunkgeräte Daten empfangen, geringer sein. Zu anderen Zeitpunkten wird eine Basisstation nahe ihrer maximalen Leistung übertragen, beispielsweise wenn sie eine Anzahl aktiver Mobilfunkgeräte aufweist, welche alle gleichzeitig Daten empfangen.
2 illustriert eine Basisstation 22, welche gemäß . der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Basisstation 22 umfasst ein Steuergerät 30, eine Antenne 34 und ein Funkmodul 32, welche in herkömmlicher Weise verbunden sind. Das Funkmodul 32 umfasst mehrere Funkeinheiten 32a, 32b, ... 32x. Das Steuergerät 30 kann einen programmierten Mikroprozessor umfassen, welcher an eine Speichervorrichtung angeschlossen ist, oder es kann ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) sein. Für das Steuergerät ist es wünschenswert, dass es einen programmierten Prozessor und Speicher umfasst, so dass die Verfahren der vorliegenden Erfindung als Software implementiert werden können. Das Steuergerät 30 ist mit dem Funkmodul 32 verbunden und kommuniziert mit der MSC. Das Steuergerät 30 steuert und koordiniert die Operationen der Basisstation 22 einschließlich, jedoch nicht beschränkt, auf Rufverarbeitung und Leistungssteuerungsfunktionen (falls das System Leistungssteuerung verwendet), während es auch mit der MSC kommuniziert. Durch die Bereitstellung einiger zusätzlicher Software kann das Steuergerät 30 auch die Verfahren 100 (3), 200 (4) der vorliegenden Erfindung implementieren.
Das folgende Beispiel wird zur Darstellung der Betriebsweise der Basisstation der vorliegenden Erfindung verwendet. Unter Bezugnahme auf 1 verwendet das System 10 ein 1/3-Mehrfachnutzungsfrequenzmuster, und ein Mobilfunkgerät M ist innerhalb eines Sektors 1^b der Zelle 1 lokalisiert. Bei diesem Beispiel befindet sich das Mobilfunkgerät M, welches durch die Basisstation 22a versorgt wird, nahe der Ecke, an welcher die Zelle 1 an die Zellen 2 und 7 angrenzt. Bei diesem Beispiel wird vorausgesetzt, dass die meisten Störungen, welche das Mobilfunkgerät M erfährt, von den Basisstationen stammen, welche die Sektoren 2^c und 3^a versorgen. Es sollte angemerkt werden, dass es auch Störungen von den Basisstationen geben könnte, welche den Sektor 7^c oder andere Sektoren innerhalb des Systems 10 versorgen, für dieses Beispiel wird jedoch vorausgesetzt, dass die meisten Störungen, welche das Mobilfunkgerät M erfährt, von den Basisstationen stammen, welche die Sektoren 2^c und 3^a versorgen. Die Bestimmung der Basisstationen, welche die meisten Störungen am Mobilfunkgerät M verursachen, kann während der Systemeinrichtung, der Kalibrierung oder irgendeiner anderen geeigneten Zeitspanne durch Messung der Störungen, welche vom Mobilfunkgerät M von jeder benachbarten Basisstation (und jedem Sektor) erfahren werden, oder durch irgendein anderes Verfahren durchgeführt werden, welche geografische oder mathematische Bewertungen und Simulationen einschließen, sich jedoch nicht auf diese beschränken. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass der genaue verwendete Mechanismus zur Bestimmung, welche Basisstationen Störungen am Mobilfunkgerät M verursachen und welche davon die meistert Störungen verursachen, unwichtig ist. Die störenden Sektoren sind folglich 2^c , und 3^a , was bedeutet, dass die meisten der Störungen, welche das Mobilfunkgerät M erfährt, von den Basisstationen 22b und 22c stammen (von ihren Abwärtsverbindungsübertragungen nach 2^c und 3^a ). Folglich ist in diesem Beispiel die versorgende Basisstation die Basisstation 22a und die störenden Basisstationen sind die Basisstationen 22b und 22c. Das System in diesem Beispiel ist ein Festleistungssystem, und für die versorgende Basisstation 22a ist die Übertragung an das Mobilfunkgerät M wünschenswert, wenn die störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind, so dass die Übertragungen an das Mobilfunkgerät M mit einer höheren Datengeschwindigkeit erfolgen können.
Unter Bezugnahme jetzt auf die 1 und 3 wird nun ein erstes beispielhaftes Verfahren 100 zur Durchführung der adaptiven Datenübertragungsplanung unter Verwendung von Verkehrsbelastungsinformationen benachbarter Basisstationen beschrieben. Wie oben erwähnt ist es erwünscht, dass das Verfahren 100 als Software implementiert ist und durch die Basisstation 22 ausgeführt wird, welche in 2 dargestellt ist.
Es sollte jedoch angemerkt werden, dass das Verfahren 100 auch als Hardware implementiert werden könnte, wie beispielsweise als ein ASIC oder als eine Kombination von Hardware und Software. Es ist für das Verfahren 100 auch erwünscht, dass es durch jede Basisstation 22 im System 10 ausgeführt wird.
Das Verfahren 100 beginnt, wenn die versorgende Basisstation 22a ein Mobilfunkgerät M auswählt, an welches Daten übertragen werden sollen (Schritt 102). Die versorgende Basisstation 22a identifiziert auch potenziell störende benachbarte Basisstationen auf der Grundlage des Ortes des Mobilfunkgeräts M sowie möglicherweise aufgrund der Signalstärke, welche durch das Mobilgerät M von anderen Basisstationen empfangen wird. Bei einem Mobilfunkgerät M in der Nähe der Grenze einer Zelle oder eines Sektors, z.B. 2^c und 3^a , werden die Basisstationen, welche diese Sektoren versorgen, im Allgemeinen die potenziell störenden benachbarten Basisstationen sein. Folglich werden diese Sektoren 2^c und 3^a und die Basisstationen 22b und 22c, welche sie versorgen, als die störenden benachbarten Basisstationen identifiziert werden. Abhängig von der Geografie, dem Übertragungsverkehr und Erfahrungswerten kann die versorgende Basisstation 22a zur Überwachung und Identifikation anderer Gruppen von störenden benachbarten Basisstationen während der initialen Einstellung und Prüfung der Basisstation 22a programmiert werden. Beispielsweise könnten alle der angrenzenden Zellen für ein Mobilfunkgerät M nahe der Grenze einer Zelle oder eines Sektors überwacht werden, oder es könnten Zellen außerhalb derjenigen, welche unmittelbar an die Zelle der versorgenden Basisstation 22a angrenzen, überwacht werden.
Im Schritt 104 bestimmt die versorgende Basisstation 22a, ob die das Mobilfunkgerät störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind. Ein Verfahren zur Bestimmung, ob die störenden Basisstationen 22b, 22c leicht belastet sind (oder nicht), wird im Patent EP-A-1 161 112 offenbart, welche die Bereitstellung einer Antenne zur unmittelbaren Messung der Leistung der Abwärtsverbindung von störenden benachbarten Basisstationen an der versorgenden Basisstation beschreibt. Wenn die Leistung der Abwärtsverbindung einmal gemessen ist, wird sie mit einer Referenz-Abwärtsverbindungsleistung für die benachbarte Basisstation verglichen, und auf der Grundlage des Vergleichs wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die störende benachbarte Basisstation leicht belastet ist.
Dieses gleiche „gemeinsame Überwachungs-" Verfahren kann durch die vorliegende Erfindung verwendet werden. Da das vorliegende Beispiel ein 1/3-Mehrfachnutzungsfrequenzmuster und mehrere Sektoren in einer Zelle einsetzt, könnte das „gemeinsame Überwachungs-" Verfahren der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung eine kleine Erweiterung erfordern, um die richtige Überwachung der Störungen auf der Grundlage von Sektoren zu gewährleisten. Da es beispielsweise möglich ist, dass das Mobilfunkgerät M potenziell signifikante Störungsanteile von der Basisstation 22f über den Sektor 6^b empfangen kann, sollte die versorgende Basisstation in der Lage sein, die Leistung der Abwärtsverbindung der Basisstation 22f in der Richtung des Sektors 6^b zu messen. Wenn jedoch die Antenne in Sektor 1^b , welche die Leistung der Abwärtsverbindung misst, nur Leistung in der Richtung ihres eigenen Sektors empfängt, wird diese Antenne keine signifikante Leistung von der Basisstation 22f in der Richtung des Sektors 6^b empfangen, obwohl es dem Mobilgerät möglich ist. In diesem Fall kann die Antenne zur Messung der Abwärtsverbindungsleistung der Basisstation 22a im Sektor 1^a verwendet werden, um die Leistung von Basisstation 22f in der Richtung des Sektors 6^b zu messen; diese Information kann dann via Hardware der Basisstation von Sektor 1^a nach 1^b übertragen werden.
Ein anderes Verfahren zur Bestimmung, ob die störenden Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind (oder nicht), ist es, dass das Mobilfunkgerät M Messungen der Leistung vornimmt, welche es von den störenden benachbarten Basisstationen empfängt. Wenn das Mobilfunkgerät M diese Messungen einmal vorgenommen hat, kann es sie an die versorgende Basisstation 22a zurück berichten, welche dann die gemessene Leistung zur Bestimmung verwenden wird, ob die störende benachbarte Basisstation hinsichtlich der störenden Sektoren leicht belastet ist.
Wenn die versorgende Basisstation 22a im Schritt 104 feststellt, dass die störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a nicht leicht belastet sind, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt 106 fort. Zu diesem Zeitpunkt würde eine Übertragung an das Mobilfunkgerät M ein geringes C/I aufweisen. Im Schritt 106 wird die versorgende Basisstation 22a zu diesem Zeitpunkt nicht an das Mobilfunkgerät M übertragen, sofern es keine anderen Mobilfunkgeräte mit hoher Priorität zu versorgen gibt. Die versorgende Basisstation 22a kann die Zeitschlitze zur Übertragung mit hohen Datengeschwindigkeiten an Mobilfunkgeräte verwenden, welche keine Störungen von ihren benachbarten Basisstationen erfahren.
Wenn die versorgende Basisstation 22a im Schritt 104 feststellt, dass die störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt 110 fort. Zu diesem Zeitpunkt würde eine Übertragung an das Mobilfunkgerät M ein hohes oder akzeptables C/I aufweisen. Im Schritt 110 gibt die versorgende Basisstation der Übertragung an das Mobilfunkgerät M hohe Priorität. Folglich versucht das Verfahren 100 die Übertragung an Mobilfunkgeräte an Zeitpunkten durchzuführen, an welchen die verwendeten Datengeschwindigkeiten am höchsten sind. Dies steigert die Datengeschwindigkeiten des Mobilfunkgeräts M und den Gesamtdurchsatz des Systems 10 wesentlich.
Die vorliegende Erfindung wird nun in ihrer Verwendung in einem Leistungssteuerungssystem beschrieben. Wie in der Technik bekannt ist, regelt ein Vorgang der Basisstation, bekannt als Leistungssteuerung, die Übertragungsleistung der Basisstation und der Mobilfunkgeräte, welche mit der Basisstation kommunizieren. Dies geschieht typischerweise in CDMA(Vielfachzugriff im Codemultiplex) Systemen, es kann jedoch auch in TDMA-Systemen der dritten Generation aufgenommen werden. Der Vorgang der Leistungssteuerung reguliert auch die Anzahl der Teilnehmer, welche eine Zelle zu jedem bestimmten Zeitpunkt versorgen kann, auf der Grundlage des Umfangs des Rauschens und der Störungen, welche innerhalb der Zelle vorhanden sind. Störungen, welche durch die Teilnehmer der gleichen Zelle verursacht werden, und Störungen, welche durch die Teilnehmer in anderen Zellen verursacht werden, sind der begrenzende Faktor der Kapazität der Zelle und des Systems. Es ist erwünscht, die Leistung der Übertragungen zu und von den Basisstationen zu reduzieren und folglich den Umfang der Störungen innerhalb der Zellen (oder der Sektoren innerhalb der Zellen) zu reduzieren, so dass die Kapazität und der Durchsatz des Systems gesteigert werden können.
Das folgende Beispiel wird verwendet, um die Betriebsweise der Basisstation der vorliegenden Erfindung mit einem System darzustellen, welches Leistungssteuerung verwendet. Unter Bezugnahme auf 1 verwendet das System 10 ein 1/3-Mehrfachnutzungsfrequenzmuster, und ein Mobilfunkgerät M ist innerhalb eines Sektors 1^b der Zelle 1 lokalisiert. Wie beim vorangegangen Beispiel befindet sich das Mobilfunkgerät M, welches durch die Basisstation 22a versorgt wird, in der Nähe der Ecke, an welcher die Zelle 1 an die Zellen 2 und 7 angrenzt. Es wird vorausgesetzt, dass die meisten Störungen, welche das Mobilfunkgerät M erfährt, von den Basisstationen stammen, welche die Sektoren 2^c und 3^a versorgen. Es sollte angemerkt werden, dass es auch Störungen von den Basisstationen geben könnte, welche den Sektor 7^c oder andere Sektoren innerhalb des Systems 10 versorgen, für dieses Beispiel wird jedoch vorausgesetzt, dass die meisten Störungen, welche das Mobilfunkgerät M erfährt, von den Basisstationen stammen, welche die Sektoren 2^c und 3^a versorgen. Die störenden Sektoren sind 2^c und 3^a , was bedeutet, dass die meisten der Störungen, welche das Mobilfunkgerät M erfährt, von den Basisstationen 22b und 22c stammen (von ihren Abwärtsverbindungsübertragungen nach 2^c und 3^a ). Die versorgende Basisstation ist die Basisstation 22a und die störenden Basisstationen sind die Basisstationen 22b und 22c. Das System in diesem Beispiel verwendet Leistungssteuerung, und folglich ist es für die versorgende Basisstation 22a erwünscht, an das Mobilfunkgerät M zu übertragen, wenn die störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind, so dass weniger Leistung während der Übertragungen an das Mobilfunkgerät M verwendet wird.
Unter Bezugnahme jetzt auf die 1 und 4 wird nun ein anderes beispielhaftes Verfahren 200 zur Durchführung der adaptiven Datenübertragungsplanung unter Verwendung von Verkehrsbelastungsinformationen benachbarter Basisstationen beschrieben. Wie oben erwähnt, ist es erwünscht, dass das Verfahren 200 durch die Basisstation 22 ausgeführt wird, welche in 2 dargestellt ist. Es ist für das Verfahren 200 auch erwünscht, dass es durch jede Basisstation im System 10 ausgeführt wird.
Das Verfahren 200 beginnt, wenn die versorgende Basisstation 22a ein Mobilfunkgerät M auswählt, an welches Daten übertragen werden sollen (Schritt 202). Die versorgende Basisstation 22a identifiziert auch potenziell störende benachbarte Basisstationen auf der Grundlage des Ortes des Mobilfunkgeräts (oben beschrieben). Im Schritt 204 bestimmt die versorgende Basisstation 22a, ob die das Mobilfunkgerät störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind. Diese Bestimmung kann durch eines der beiden oben aufgelisteten Verfahren ausgeführt werden.
Wenn die versorgende Basisstation 22a im Schritt 204 feststellt, dass die störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a nicht leicht belastet sind, dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 206 fort. Zu diesem Zeitpunkt würde eine Übertragung an das Mobilfunkgerät M zu einem geringen C/I am Mobilfunkgerät M führen und würde einen Anstieg der Übertragungsleistung zur Kompensation des geringen C/I erfordern. Im Schritt 206 gibt die versorgende Basisstation 22a der Übertragung an das Mobilfunkgerät M eine geringe Priorität. Auf diese Weise wird die versorgende Basisstation 22a keine Leistung auf diese Übertragung verschwenden. Wichtiger ist, dass durch die Vermeidung der Übertragung mit gesteigerter Leistung, die versorgende Basisstation 22a die Störungen an Mobilfunkgeräten nicht verstärkt, welche die meisten Störungen von der versorgenden Basisstation 22a empfangen.
Wenn die versorgende Basisstation 22a im Schritt 204 feststellt, dass die störenden benachbarten Basisstationen 22b, 22c hinsichtlich der störenden Sektoren 2^c und 3^a leicht belastet sind, dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 210 fort. Zu diesem Zeitpunkt würde eine Übertragung an das Mobilfunkgerät ein hohes oder akzeptables C/I aufweisen, und die Übertragung erfordert weniger Leistung. Im Schritt 210 überträgt die versorgende Basisstation an das Mobilfunkgerät M mit hoher Priorität. Folglich versucht das Verfahren 200 die Übertragung an Mobilfunkgeräte nur zu Zeitpunkten, wenn Übertragungen mit geringerer Leistung verwendet werden können. Dies reduziert die von der versorgenden Basisstation 22a verursachten gemeinsamen Kanalstörungen substanziell und steigert den Gesamtdurchsatz des Systems 10 wesentlich.
Die Verfahren der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise als Software implementiert, und die Anweisungen und Daten der Software können in einem PROM, EEPROM oder anderen nichtflüchtigen Speichern gespeichert werden, welche an das Steuergerät angeschlossen oder darin enthalten sind. Die von der vorliegenden Erfindung verwendete Software kann auf einer Festplatte, einer Diskette, auf CD-ROM oder auf anderen permanenten oder semi-permanenten Speichermedien gespeichert und nachfolgend in den Speicher des Steuergeräts transferiert werden. Das Programm, welches das Verfahren der vorliegenden Erfindung verkörpert, kann auch in Programmcodesegmente aufgeteilt werden, welche beispielsweise von einem als Server fungierenden Computer heruntergeladen oder als ein Datensignal übertragen werden, welches in einer Trägerwelle an das Steuergerät enthalten ist, wie in der Technik bekannt ist.
Während die Erfindung im Zusammenhang mit den im Moment bekannten bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, versteht es sich natürlich, dass die Erfindung nicht auf die solcherart offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, welche hier nicht beschrieben sind, welche jedoch dem Schutzumfang der Erfindung entsprechen. Demgemäß darf die Erfindung nicht durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt angesehen werden, sondern nur durch den Schutzumfang der angefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

Verfahren zur Übertragung von Informationen an ein drahtloses Gerät in einem Telekommunikationssystem, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst Feststellen, ob wenigstens eine benachbarte Basisstation des drahtlosen Geräts eine Last unterhalb einer Lastschwelle aufweist; und Einstellen der Datenübertragungen an das drahtlose Gerät auf der Grundlage der Feststellung, dadurch gekennzeichnet, dass: die benachbarte Basisstation eine benachbarte Basisstation ist, welche möglicherweise eine Störung des drahtlosen Geräts verursacht; und die Einstellung das Einstellen von Zeitschlitzen der Übertragungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einstellens hohe Priorität zur Übertragung an das drahtlose Gerät gibt, falls festgestellt wird, dass die Last der wenigstens einen benachbarten Basisstation unterhalb der Lastschwelle liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einstellens mit geringer Priorität an das drahtlose Gerät überträgt, falls festgestellt wird, dass die Last der mindestens einen benachbarten Basisstation nicht unterhalb der Lastschwelle liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Feststellens umfasst: Identifizieren benachbarter Basisstationen, welche Übertragungen an das drahtlose Gerät stören können, auf der Grundlage des Standorts des drahtlosen Geräts und der empfangenen Signalstärken an einem drahtlosen Gerät, welches den identifizierten Basisstationen zugeordnet ist; Überwachen der Last der identifizierten Basisstationen; und Vergleichen der überwachten Last mit der Lastschwelle.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Überwachens umfasst: Empfangen eines Signals von den identifizierten Basisstationen, welches die Last anzeigt; und Vergleichen des Signals mit einem Referenzsignal, welches der Lastschwelle entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Überwachens umfasst: Empfangen eines Signals vom drahtlosen Gerät, welches die Last auf den identifizierten Basisstationen anzeigt; und Vergleichen des Signals mit einem Referenzsignal, welches der Lastschwelle entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das drahtlose Gerät innerhalb eines Sektors einer Zelle lokalisiert ist und die wenigstens eine benachbarte Basisstation eine Basisstation ist, welche am drahtlosen Gerät eine deutliche Störung bewirkt.
Basisstation für ein drahtloses Telekommunikationssystem, wobei die Basisstation umfasst: ein Steuergerät, wobei das Steuergerät feststellt, ob wenigstens eine benachbarte Basisstation eines drahtlosen Geräts eine Last unterhalb einer Lastschwelle aufweist, und Datenübertragungen zum drahtlosen Gerät auf der Grundlage der Feststellung einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass: die benachbarte Basisstation eine Basisstation ist, welche. möglicherweise eine Störung des drahtlosen Geräts verursacht; und die Einstellung das Einstellen von Zeitschlitzen der Übertragungen umfasst.
Basisstation nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät die Datenübertragung einstellt, indem zum drahtlosen Gerät mit hoher Datengeschwindigkeit übertragen wird, falls festgestellt wird, dass eine Gesamtlast von einer deutlich störenden benachbarten Basisstation unterhalb der Lastschwelle liegt.
Basisstation nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät die Datenübertragung einstellt, indem zum drahtlosen Gerät mit geringer Priorität übertragen wird, falls festgestellt wird, dass eine Gesamtlast von deutlich störenden benachbarten Basisstationen oberhalb oder auf der Lastschwelle liegt.
Basisstation nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät feststellt, ob die Last der wenigstens einen benachbarten Basisstation unterhalb der Lastschwelle liegt, indem es benachbarte Basissta tionen, welche Übertragungen zum drahtlosen Gerät stören können, auf der Grundlage des Standorts des drahtlosen Geräts oder der empfangenen Signalstärke an einem drahtlosen Gerät, welches den identifizierten Basisstationen zugeordnet ist, identifiziert, eine Last der identifizierten Basisstationen überwacht und die überwachte Last mit der Lastschwelle vergleicht.
Basisstation nach Anspruch 11, wobei das Steuergerät die Last der identifizierten Basisstationen durch Empfangen eines Signals von den identifizierten Basisstationen, welches die Last anzeigt, und durch Vergleichen des Signals mit einem Referenzsignal, welches der Lastschwelle entspricht, überwacht.
Basisstation nach Anspruch 11, wobei das Steuergerät die Last der identifizierten Basisstationen durch Empfangen eines Signals vom drahtlosen Gerät, welches die Last auf den identifizierten Basisstationen anzeigt, und durch Vergleichen des Signals mit einem Referenzsignal, welches der Lastschwelle entspricht, überwacht.
Basisstation nach Anspruch 11, wobei das drahtlose Gerät innerhalb eines Sektors einer Zelle lokalisiert ist und das Steuergerät benachbarte Basisstationen als Basisstationen identifiziert, welche die stärkste Störung des drahtlosen Geräts verursachen.
Drahtloses Telekommunikationssystem, wobei das System umfasst: eine erste Basisstation, wobei die erste Basissta- tion feststellt, ob benachbarte Basisstationen eines drahtlosen Geräts eine Last unterhalb einer Lastschwelle aufweisen, und Datenübertragungen zum drahtlosen Gerät auf der Grundlage der Feststellung einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass: die benachbarten Basisstationen benachbarte Basisstationen sind, welche möglicherweise die stärkste Störung des drahtlosen Geräts verursachen; und die Einstellung das Einstellen von Zeitschlitzen der Übertragungen umfasst.
System nach Anspruch 15, wobei die erste Basissta- tion die Datenübertragung einstellt, indem zum drahtlosen Gerät mit hoher Priorität übertragen wird, falls festgestellt wird, dass die Last der benachbarten Basisstationen unterhalb der Lastschwelle liegt.
System nach Anspruch 15, wobei die erste Basisstation die Datenübertragung einstellt, indem zum drahtlosen Gerät mit geringer Priorität übertragen wird, falls festgestellt wird, dass die Last der benachbarten Basisstationen nicht unterhalb der Lastschwelle liegt.
System nach Anspruch 15, wobei die erste Basisstation feststellt, ob die benachbarten Basisstationen eine Last unterhalb der Lastschwelle aufweisen, indem sie benachbarte Basisstationen, welche Übertragungen zum drahtlosen Gerät stören können, auf der Grundlage des Standorts des drahtlosen Geräts oder der empfangenen Signalstärken von den identifizierten Basisstationen identifiziert, die Last der identifizierten Basisstationen überwacht und die überwachte Last mit der Lastschwelle vergleicht.
System nach Anspruch 18, wobei die erste Basissta tion die Last der identifizierten Basisstationen durch Empfangen eines Signals von den identifizierten Basisstationen, welches die Last anzeigt, und durch Vergleichen des Signals mit einem Referenzsignal, welches der Lastschwelle entspricht, überwacht.
System nach Anspruch 18, wobei die erste Basisstation die Last der identifizierten Basisstationen durch Empfangen eines Signals vom drahtlosen Gerät, welches die Last auf den identifizierten Basisstationen anzeigt, und durch Vergleichen des Signals mit einem Referenzsignal, welches der Lastschwelle entspricht, überwacht.