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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Funkkommunikationssystem
und bezieht sich weiterhin auf eine Primärstation und eine Sekundärstation
zur Verwendung in einem derartigen System und auf ein Verfahren
zum betreiben eines derartigen Systems. Während die vorliegende Beschreibung
ein System mit bestimmtem Hinweis auf das "Universal Telecommunication System" (UMTS) beschreibt, dürfte es
einleuchten, dass derartige Techniken auch in anderen Mobilfunksystemen
anwendbar sind.
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Stand der Technik
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Es
gibt eine wachsende Nachfrage im Bereich der mobilen Kommunikation
nach einem System mit der Fähigkeit,
auf Anfrage mit einer angemessenen Rate große Datenblöcke zu der Mobilstation (MS)
herunter zu laden. Derartige Daten könnten beispielsweise Web-Seiten
vom Internet sein, möglicherweise
mit Videoclips oder dergleichen. Typischerweise wird eine bestimmte
Mobilstation derartige Daten nur mit Unterbrechungen anfordern,
so dass fester Bandbreite zugeordnete Kopplungen nicht angemessen
sind. Um diese Anforderung in UMTS zu erfüllen, wird ein "High-Speed Downlink Packet
Access" (HSDPA)
Schema entwickelt, das eine Übertragung
von Paketdaten zu einer Mobilstation bis zu 4 Mbps ermöglicht.
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Bei
bekannten Funkkommunikationssystemen kommuniziert eine Mobilstation
im Allgemeinen zu jeder beliebigen Zeit mit einer einzigen Basisstation
(BS). Im Laufe eines Anrufs kann die Mobilstation wünschen,
mit einer anderen Basisstation zu Kommunizieren, beispielsweise
wenn die Qualität
der Kommunikationsverbindung schlechter wird, je nachdem die Mobilstation
sich weiter von der Basisstation entfernt, oder wenn das relative
Verkehrsangebot verschiedener Zellen eine Nachregelung erfordert. Der
Prozess des Übergangs
von der einen Basisstation zu einer anderen ist bekannt als "Handover".
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In
einem System, das entsprechend den aktuellen UMTS-Spezifikationen
funktioniert, behält
die Mobilstation eine Liste mit Basisstationen als den "aktiven Satz", mit dem Funkverbindungen
angemessener Qualität
beibehalten werden können.
Wenn die Mobilstation sich in der zugeordneten Kanalmode befindet,
und wenn es viele Basisstationen in dem aktiven Satz gibt, befindet
sich die Mobilstation in der "weichen
Handover"- Mode mit den Basisstationen
in dem aktiven Satz. In dieser Mode werden Übertragungen mit Anbindung
nach oben von allen Basisstationen in dem aktiven Satz empfangen
und alle Basisstationen in dem aktiven Satz übertragen im Wesentlichen dieselbe
Information mit Anbindung nach unten zu der Mobilstation (Typischerweise
werden die Daten und die meiste Steuerinformation dieselben sein,
aber Leistungssteuerbefehle könnten
verschieden sein). Ein Nachteil der Annäherung mit diesem "weichen Handover" ist, dass die Übertragungsleistungen
der Anbindung nach oben und der Anbindung nach unten nicht für jede einzelne
Funkverbindung optimiert werden kann, da nur ein einziger Satz mit
Leistungssteuerbefehlen in der Anbindung nach oben übertragen
wird, während
die Leistungssteuerbefehle, die über
die Anbindung nach unten von verschiedenen Basisstationen übertragen
werden, zu strittigen Anforderungen für die Übertragungsleistung der Anbindung
nach oben führen
können.
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Der
normale Prozedur des weichen Handovers ist besonders geeignet für Echtzeitdienste,
wie Sprechverbindungen, wobei eine kontinuierliche Verbindung beibehalten
werden muss. Für
Paketdatenverbindungen aber kann es vorteilhaft sein, die optimale
Basisstation für
die Übertragung
jedes Datenpakets zu einer Mobilstation zu selektieren, damit eine
dynamische Änderung
der Funkverbindung und der Verkehrsumstände ermöglicht wird. Eine bessere Systemdurchführung kann
erreicht werden, wenn die Selektion der optimalen Basisstation unmittelbar
vor der Übertragung
jedes Pakets gemacht wird, durch Minimierung der Anzahl empfangener
Pakete in einem verstümmelten
Zustand und auch durch Minimierung der gesamten übertragenen Leistung je Paket.
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Zusätzlich zu
oder anstelle von der Wahl der optimalen Basisstation sollen andere
Kennzeichen der Verbindung zur Übertragung
des Datenpakets eingestellt werden. In einem UMTS System können diese
Kennzeichen ein geeignetes Modulations- und Codierungsschema (MCS)
umfassen, sowie einen geeigneten Übertragungsleistungspegel.
Es ist ebenfalls erwünscht,
die Signalisierung zu minimieren, die zum Schaffen derartiger Möglichkeiten
erforderlich ist.
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EP-A-1067816
beschreibt ein Kommunikationssystem mit Handover, in dem ein Sendekanal
mit Anbindung nach unten von jeder Station einer Anzahl fester Stationen übertragen
wird, und wobei der Übertragungsleistungspegel
jedes dieser gesendeten Kanäle
derart gesteuert wird, dass er die Zellenbelastung in der entsprechenden
festen Station reflektiert. Jedes mobile Terminal misst den von
jeder der festen Stationen empfange nen Leistungspegel und ermittelt,
welche die am meisten geeigneten festen Stationen zum Kommunizieren
mit der Anbindung nach oben sind. Auf diese Weise ist die Downlink übertragene
Leistung für
alle mobile Terminals dieselbe und kann nicht für jedes einzelne mobile Terminal
optimiert werden. EP-A-1067816 beschreibt nicht die Leistungssteuerung
der Anbindung nach oben.
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EP-A-897225
beschreibt ein Kommunikationssystem mit Handover, in dem eine Mobilstation die Übertragungsleistung
abhängig
von den kombinierten Werten von Steuerbits regelt, die von einer Vielzahl
von Basisstationen übertragen
worden sind. Auf diese Weise ist die Uplink Übertragungsleistung für jede Station
der vielen Basisstationen gleich und kann nicht für jede einzelne
Basisstation optimiert werden. EP-A-897225 beschreibt nicht eine
Leistungssteuerung der Anbindung nach unten.
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EP-A-079318
beschreibt ein Kommunikationssystem mit Handover, wobei eine Mobilstation Leistungssteuerbefehle
von einer Vielzahl von Basisstationen empfangen kann und in Reaktion
auf die Befehle die Übertragungsleistung
steuert zum Minimieren des Übertragungsleistungspegels.
Eine Mobilstation, die von verschiedenen Basisstationen strittige
Steuerbefehle empfängt,
wird die Übertragungsleistung
reduzieren. Auf diese Weise ist die mobile Übertragungsleistung für alle Basisstationen
gleich. Weiterhin misst die Mobilstation die Framefehlerrate für das empfangene
Signal und überträgt einen Framefehlerratenbericht
zu allen Basisstationen. Alle Basisstationen empfangen denselben
Framefehlerratenbericht und benutzen diesen zum Selektieren des Übertragungsleistungspegels
für Leistungsteuerbefehle.
Die Basisstationen selektieren alle denselben Übertragungsleistungspegel,
was die Selektion eines angestiegenen Pegels umfasst, wenn ein Befehl "Reduzieren" übertragen wird. In einer Ausführungsform
berichtet die Mobilstation die empfangenen Leistungspegel von Pilotsignalen,
die von jeder Basisstation übertragen
werden, und die Steigerung in dem Pegel ist bedingt durch die Übertragungsleistung
derjenigen Basisstation, die nicht bereits den höchsten Pegel der empfangenen
Pilotpegel hat. Auf diese Weise wird der Übertragungsleistungspegel nicht
unabhängig
von jeder Verbindung zwischen der Mobilstation und der Basisstation
optimiert, entweder für
die Uplink oder für
die Downlink.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen besseren
Datendurchfluss in einem derartigen System zu ermöglichen.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mobilstation
zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem mit physikalischen
Steuerkanälen
geschaffen, vorgesehen zur bidirektionalen Übertragung von Sätzen von
Steuerinformation zwischen der Mobilstation und einer Vielzahl fester
Stationen, und mit wenigstens einem Datenkanal zwischen einer oder
mehreren festen Stationen, selektiert aus den vielen festen Stationen,
und der Mobilstation zur Übertragung
von Daten von der oder von jeder selektierten festen Station zu
der Mobilstation, wobei die Mobilstation durch Leistungssteuermittel
in Form einer geschlossenen Schleife gekennzeichnet ist, um zwischen
der Mobilstation und jeder Station der vielen festen Stationen zu
arbeiten bzw. parallel geschaltete geschlossene Leistungssteuerschleifen
zur individuellen Einstellung der Leistung einiger oder aller physikalischen
Steuerkanäle,
oder Teile davon, auf der ein Satz mit Steuerinformation abgebildet
wird, auf unabhängige
Spuränderungen
in den betreffenden Funkkanälen.
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Durch
Ermöglichung
einer schnellen Selektion der optimalen Basisstation zu jedem beliebigen Zeitpunkt,
sind eine Anzahl Vorteile geschaffen. Insbesondere wird die Verzögerung vor
der Übertragung jedes
Pakets reduziert, während
eine genaue Leistungssteuerung am Anfang jedes Pakets gewährleistet
wird, sogar wenn die übertragende
Basisstation geändert
wurde.
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Weiterhin
wird die Wahl des MCS begleitet von zusätzlicher Information, erhalten
durch Betreibung einer Anzahl paralleler Leistungssteuerschleifen.
Durch eine schnelle Selektion der optimalen Basisstation und/oder
durch eine verbesserte Wahl des MCS wird der gesamte Systemdurchfluss
verbessert, wobei eine minimale zusätzliche Signalisierung erforderlich
ist.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Funkkommunikationssystem mit
einer Mobilstation nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
und mit einer Vielzahl festerer Stationen geschaffen.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Betreiben eines Funkkommunikationssystems mit physikalischen Steuerkanälen, vorgesehen
zur bidirektionalen Übertragung
von Sätzen
mit Steuerinformation zwischen einer Mobilstation und einer Anzahl
fester Stationen, und mit wenigstens einem Datenkanal zwischen einer
festen Station oder mehreren festen Stationen, selektiert aus der
Anzahl fester Stationen, und der Mobilstation zur Übertragung
von Daten von der oder jeder selektierten festen Station zur Mobilstation,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren
zwischen der Mobilstation und jeder festen Station der vielen festen
Stationen bzw. den parallel geschalteten geschlossenen Leistungssteuerschleifen
zur individuellen Einstellung der Leistung einiger oder aller physikalischen
Steuerkanäle,
oder Teile davon, arbeitet, auf denen ein Satz mit Steuerinformation
abgebildet wird, um auf unabhängige
Art und Weise Änderungen
in den betreffenden Funkkanälen
zu folgen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, die in dem
Stand der Technik nicht vorhanden ist, dass durch Betreibung einer
Anzahl paralleler geschlossener Steuerschleifen die schnelle Selektion
geeigneter Stellen und/oder die schnelle Wahl von MCS für Datenübertragung
ermöglicht
wird und eine verbesserte Wirkung eines Datenübertragungssystems ermöglicht werden
kann.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im Folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines Funkkommunikationssystems,
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2 ein
Blockschaltbild eines Funkkommunikationssystems mit einer Mobilstation
in dem Prozess eines weichen Handovers,
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3 eine
Darstellung einer bekannten UMTS Uplink Schlitzstruktur,
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4 eine
Darstellung einer UMTS Uplink Schlitzstruktur nach der vorliegenden
Erfindung, und
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5 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen von Daten nach der
vorliegenden Erfindung.
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In
der Zeichnung sind zum Bezeichnen entsprechender Elemente dieselben
Bezugszeichen verwendet worden.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 umfasst
ein Funkkommunikationssystem eine Primärstation (BS) 100 und
eine Anzahl Sekundärstationen
(MS) 110. Die Basisstation 100 umfasst einen Mikrocontroller
(μC) 102,
Transceivermittel (Tx/Rx) 104, die mit Antennenmitteln 106 verbunden
sind, Leistungssteuermittel (PC) 107 zum Ändern des übertragenen
Leistungspegels, und Verbindungsmittel 108 zur Verbindung
mit dem PSTN oder einem anderen geeigneten Netzwerk. Jede Mobilstation 110 umfasst
einen Mikrocontroller (μC) 112, Transceivermittel
(Tx/Rx) 114, die mit Antennenmitteln 116 verbunden
sind, und Leistungssteuermittel (PC) 118 zur Änderung
des übertragenen
Leistungspegels. Kommunikation von der Basisstation 100 zu der
Mobilstation 110 erfolgt über einen Downlink Kanal 122,
während
Kommunikation von der Mobilstation 110 zu der Basisstation 100 über einen
Uplink Kanal 124 erfolgt.
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In
vielen Funkkommunikationssystemen wird Leistungssteuerung normalerweise
auf eine Art und Weise einer geschlossenen Schleife betrieben. Zur Uplink
Leistungssteuerung in einem UMTS System ermittelt die Basisstation 100 die
erforderlichen Änderungen
in der Leistung der Übertragungen
von einer Mobilstation 110 und signalisiert diese Änderungen
zu der Mobilstation 110 mit Hilfe von "Transmit Power Control" (TPC) Befehlen.
Zur Minimierung von Overheads instruiert ein TPC Befehl typischerweise die
Mobilstation 110 ihre Leistung zu steigern oder zu verringern,
und zwar entsprechend der Änderung
in der Leistung, und zwar um einen Schritt vorbestimmter Größe. In einigen
Systemen aber kann ein TPC Befehl auch die anzuwendende Schrittgröße ermitteln.
Auf gleiche Weise ermittelt die Mobilstation 110 für die Downlink
Leistungssteuerung die erforderlichen Änderungen und signalisiert
diese unter Anwendung von TPC Befehlen zu der Basisstation 100.
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In
einem System nach der vorliegenden Erfindung kann eine Leistungssteuerung
mit einer geschlossenen Schleife auch zum Wählen von Parametern, wie des
am meisten geeigneten MCS, benutzt werden, da der von der Mobilstation 110 beantragte
Leistungspegel für
einen physikalischen Downlink Kanal eine Angabe vorherrschender
Funkverbindungsbedingungen schafft. Folglich gibt es kein Bedürfnis nach
einer separaten Uplink Nachricht, die von der Mobilstation 110 zu
der Basisstation 100 übertragen
werden soll um Funkverbindungsbedingungen anzugeben.
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Eine
Mobilstation 110 in einem weichen Handover Prozess ist
in 2 dargestellt, wobei die Mobilstation 110 drei
Zweiweg-Kommunikationskanäle 226a, 226b, 226c hat,
die je einen Uplink und einen Downlink Kanal aufweisen, mit drei
betreffenden Basisstationen 100a, 100b, 100c.
In einem bestimmten Zeitschlitz empfängt die Mobilsta tion 110 TPC
Befehle von jeder der Basisstationen 100a, 100b, 100c über die
Downlink Kanäle
und überträgt TPC Befehle zu
jeder der Basisstationen über
die Uplink Kanäle.
In einem herkömmlichen
UMTS-System überträgt jede Mobilstation 110 nur
einen einzigen Satz mit Uplink Befehlen zu allen Basisstationen 100a, 100b, 100c in dem
aktiven Satz. Folglich werden, obschon es eine Form von Leistungssteuerschleife
gibt, die Leistungen der Uplink Kanäle nicht einzeln gesteuert.
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In
einem System nach der vorliegenden Erfindung sind zwischen einer
Mobilstation 110 und einer Anzahl Basisstationen 100a, 100b, 100c parallele
Leistungssteuerschleifen aufgebaut um einen schnellen Basisstation-Selektionsprozess
zu schaffen. Derartige Leistungssteuerschleifen könnten zwischen
der Mobilstation 110 und einigen oder allen Basisstationen 100aa, 100b, 100c in
dem aktiven Satz beibehalten werden. Derartige Leistungssteuerschleifen
würden
verwendet zur Steuerung der Leistung wenigstens einiger oder aller
Downlink Übertragungen
zu der Mobilstation 110, und weiterhin könnten derartige
Leistungssteuerschleifen auch zur Steuerung der Leistung der betreffenden
Uplink Übertragungen
verwendet werden. Diese Basisstationen würden wahrscheinlich als diejenigen
in dem aktiven Satz gewählt
werden, welche die Funkverbindungen mit der besten Qualität hatten.
Die geschlossenen Leistungssteuerschleifen mit diesen Basisstationen
würden
imstande sein, eine sehr schnelle Selektion zu machen um zu entscheiden,
welche Basisstation 100a, 100b, 100c ein
Paket zu der Mobilstation 110 übertragen soll.
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Als
ein Beispiel könnte
als Basisstation zur Übertragung
eines Pakets die Basisstation mit der niedrigsten Übertragungsleistung
in den leistungsgesteuerten physikalischen Steuerkanälen gewählt werden.
Die Selektion könnte
entweder durch die Mobilstation 110 (durch Übertragung
einer Basisstation-Selektionsnachricht zu dem Netzwerk), oder durch
das Netzwerk gemacht werden. Die Leistungssteuerung mit Hilfe der
geschlossenen Schleife gewährleistet,
dass die Übertragungsleistung über den Downlink
Kanal bereits auf einem geeigneten Pegel für die Funkverbindungsbedingungen
ist, und sie könnte
verwendet werden als Hilfe Basis-Elektrode der Vorhersage des meist
geeigneten MCS und/oder anderer Parameter.
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Die
Wirkung vieler paralleler geschlossener Leistungssteuerschleifen
erfordert die Übertragung der
betreffenden vielen Sätze
mit Steuerinformation in der Uplink sowie in der Downlink. Als Minimum würde, wenn
derartige parallele geschlossene Leistungssteuerschleifen nur zur
Steuerung der Leistung der Downlink Übertragung verwendet werden,
jeder Satz mit Uplink Steuerinformation einen oder mehrere TPC Befehle
enthalten, hergeleitet von dem entsprechenden Downlink Satz mit
Steuerinformation und jeder Satz mit Downlink Steuerinformation
würde einen
oder mehrere Sätze
mit Pilotinformation enthalten, von denen die TPC-Befehle in dem
entsprechenden Uplink Satz mit Steuerinformation mit Hilfe einer
Technik, wie Signal-zu-Interferenzschätzung (SIR) hergeleitet werden
könnten.
Wenn weiterhin derartige parallele geschlossene Leistungssteuerschleifen
zur Steuerung der Leistung von Uplink Übertragungen verwendet werden,
würde jeder
Satz mit Uplink Steuerinformation weiterhin einen Satz oder mehrere
Sätze mit
Pilotinformation enthalten, aus denen die TPC-Befehle in dem entsprechenden Downlink
Satz mit Steuerinformation hergeleitet werden könnten, und jeder Satz mit Downlink
Steuerinformation würde
weiterhin einen oder mehrere TPC Befehle enthalten, hergeleitet
von dem entsprechenden Uplink Satz mit Steuerinformation.
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Zunächst wird
die Uplink betrachtet. Die Mobilstation 110 soll eine Anzahl
Sätze mit
Uplink Steuerinformation, einschließlich TPC-Befehle übertragen.
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen wird dies entweder
durch Abbildung jedes Satzes mit Steuerinformation auf einen einzelnen
Uplink physikalischen Steuerkanal oder durch Zeitmultiplex aller
Sätze mit
Steuerinformation zu einem einzigen physikalischen Steuerkanal oder
aber durch eine Kombination der zwei Techniken. Andere Techniken
könnten
auch angewandt werden, beispielsweise Codierungskombinationen von
TPC Befehlen und die Verwendung von Modulationsschemen höherer Ordnung.
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Die
erste Technik betrifft die Übertragung
separater physikalischer Uplink Steuerkanäle zu jeder der Basisstationen 100a, 100b, 100c,
die gewählt worden
sind sich an dem schnellten Selektionsprozess zu beteiligen. In
einer UMTS Implementierung würden
diese einzelnen physikalischen Uplink Steuerkanäle alle den gleichen Verschlüsselungscode verwenden
(zum Identifizieren der Mobilstation 110). Der physikalische
Uplink Steuerkanal für
jede Basisstation 100a, 100b, 100c könnte mit
Hilfe eines der nachfolgenden verfahren oder mit Hilfe der beiden genannten
Verfahren unterschieden werden: beispielsweise:
- – Code Multiplexierung,
wobei jeder physikalische Steuerkanal einen anderen orthogonalen
Kanalisierungscode verwendet. In den aktuellen UMTS Spezifikationen
ist nur ein einziger physikalischer Uplink Steuerkanal von jeder
Mobilstation 110 erlaubt und er benutzt einen vorbestimmten
Kanalisierungscode mit einem Spreizfaktor von 256 von einem OVSF
("Or thogonal Variable
Spreading Factor")
Codebaum. Die zusätzlichen
physikalischen Steuerkanäle
könnten
jeden der 63 anderen Kanalisierungscodes aus demselben Satz verwenden,
während
sie nach wie vor orthogonal sind gegenüber allen möglichen Kanalisierungscodes,
die für
Uplink Datenkanäle
verwendet werden.
- – I/Q
Multiplexierung, In den heutigen UMTS Spezifikationen wird die Uplink
Steuerinformation in einem physikalischen Kanal codiert, der den Q-Anteil
(Quadraturphase) des Trägers
verwendet, zusammen mit bis zu 3 Datenkanälen und bis zu 3 Datenkanäle werden
in den I-Anteil (phasengleich) codiert (vor der komplexen Verschlüsselung).
Wenn nur 2 Uplink Sätze
mit Steuerinformation erforderlich wären, und keine Uplink Daten gleichzeitig übertragen
werden, könnten
die Sätze mit
Steuerinformation I/Q gemultiplext werden (vor der komplexen Verschlüsselung),
wobei derselbe Kanalisierungscode verwendet wird, wodurch auf diese
Weise der Bedarf an Mehrcodeübertragung
für die
Steuerkanäle
vermieden wird. Es wäre
auch möglich,
zwei Sätze
mit Steuerinformation zu übertragen,
und zwar über
je einen des I- und des Q-Anteils, während ein reduzierter Betrag
an Daten mit der Verwendung von Mehrcodeübertragung übertragen wird.
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Auf
vorteilhafte Weise könnte
die Zeit von Uplink Übertragungen
derart gewählt
werden, dass gewährleistet
wird, dass es keinen Bedarf an Mehrcodeübertragung gab. Es könnte beispielsweise
derart geregelt werden, dass ein Kanal der physikalischen Uplink
Steuerkanäle
vorübergehend
abgeschaltet wird, wenn bestimmte Uplink Daten übertragen werden sollen.
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Steuerkanaltaktgebung,
d.h. intermittierende Übertragung
eines physikalischen Steuerkanals könnte im Zusammenhang mit den
oben genannten Verfahren als ein Mittel zum Reduzieren des Leistungsverbrauchs
und Uplink Interferenzpegel angewandt werden.
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Die
zweite Technik ist Zeitmultiplexierung der Sätze mit Steuerinformation für verschiedene
Basisstationen, wobei ein modifizierter Typ eines physikalischen
Uplink Steuerkanals verwendet wird. In diesem Fall wäre nur ein
einziger physikalischer Uplink Steuerkanal erforderlich, wobei nur
ein einziger Kanalisierungscode verwendet wird. 3 zeigt
die Struktur eines Frames 300 eines physikalischen UMTS
Uplink Steuerkanals. Das Frame 300 hat eine Länge von
10 Mobilstation und umfasst 15 Schlitze S0 bis
S14. Jeder Schlitz hat eine Länge von
2560 Chips und umfasst 10 Bits an Steuerdaten. Wenn nun der i. Schlitz
Si betrachtet wird, enthält dieser ein Pilot-Feld (P) 304,
ein "Transport Format Combination
Indicator" (TFCI)
Feld 306, ein "FeedBack
Information" (FBI)
Feld 308 und ein TPC Feld 310, wobei jedes Feld
eine vorbestimmte Anzahl Bits hat.
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Zeitmultiplexierung
der TPC Befehle und der Pilotfelder könnte dann mit Hilfe eines der
nachfolgenden Verfahren oder durch die beiden Verfahren erreicht
werden:
- – Modifikation
der Felder in dem physikalischen Uplink Steuerkanal um zu ermöglichen,
dass viele Sätze
mit TPC Befehlen und Pilotinformation mit der üblichen 1500 Hz Schlitzrate übertragen
werden. Die TFGI könnte
einmal übertragen
werden bei der höchsten
Leistung, erforderlich zur Kommunikation mit allen relevanten Basisstationen 100a, 100b, 100c.
Dies könnte
bedeuten, eine Reduzierung des Betrags an Pilotinformation, die jeder
Basisstation zugeführt
worden ist.
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4 zeigt
ein Frame 300 mit einer modifizierten Feldstruktur nach
der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit zwei Basisstationen.
Es sind zwei Pilotfelder P1 404 und
P2 405 vorgesehen, zusammen mit
zwei Leistungsregelungsfeldern TPC1 409 und
TPC2 410. Das TPCI Feld 306 wird
durch die Feldstruktur nach 3 nicht
geändert,
während
das FBI Feld 308 fallengelassen wurde (weil es kein Bedürfnis nach
genauer Senderdiversitätsinformation gab
wenn nur Steuerinformation übertragen
wird). Es dürfte
einleuchten, dass es eine Anzahl andere Möglichkeiten gibt, die Feldstruktur
zu modifizieren um die Anforderungen der vorliegenden Erfindung
zu erfüllen.
- – Reduzierung
der Leistungssteuerungsrate für jede
Zelle. So vermeidet beispielsweise die Halbierung der Leistungssteuerrate
in einem Szenario, wo zwei Basisstationen sich an dem Schnellselektionsprozess
beteiligen, den Bedarf an Modifikation der Framefeldstruktur. Jede
Basisstation reagiert nur auf jeden anderen TPC Befehl, und benutzt
auf gleiche Weise nur jedes andere Pilotfelds zur SIR-Schätzung. Die
TPC Rate könnte noch
weiter reduziert werden (beispielsweise in langsam ändernden
Funkverbindungen mit einer niedrigen Dopplerfrequenz) durch "Abschaltung" des physikalischen
Steuerkanals.
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Nun
wird der Downlink näher
betrachtet. Jede Basisstation 100a, 100b, 100c,
die sich an dem Schnellselektionsprozess beteiligt, soll Pilotinformation
zu der Mobilstation 110 übertragen, damit die geschlossene
Leistungssteuerschleife für
den Downlink beibehalten wird. Wenn die Uplinks ebenfalls von der geschlossenen
Schleifenleistungssteuerung gesteuert werden, sollen die Basisstationen
auch TPC Befehle zu der Mobilstation 110 übertragen.
Dies entspricht dem normalen weichen Handover Prozess, ausgenommen,
dass jede Basisstation 100a, 100b, 100c die
Downlink TPC Befehle auf Basis der SIR der betreffenden Teile des
betreffenden physikalischen Uplink Steuerkanals berechnet. Etwaige
Verfahren für
den Downlink umfassen die Anwendung verschiedener Verschlüsselungscodes
oder Zeitmultiplex von Übertragungen.
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Verschiedene
Verschlüsselungscodes
könnten
angewandt werden um die Sätze
mit Steuerinformation von den verschiedenen Basisstationen 100a, 100b, 100c zu
unterscheiden. Dies würde
die Mobilstation 110 in den Stand setzten, die Downlink
Pilotinformation von jeder Basisstation einzeln zu behandeln, zum
Erzeugen der verschiedenen Uplink TPC Befehle, erforderlich für die verschiedenen
Basisstationen entsprechend den betreffenden Downlink SIRen. Dies
würde auch
die Mobilstation 110 in den Stand setzen, TPC Befehle von
den verschiedenen Basisstationen zu unterscheiden.
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Statt
einer Kombination von TPC Befehlen, empfangen von den verschiedenen
Basisstationen, wie in dem normalen weichen Handover Prozess, beispielsweise
wie in der ebenfalls eingereichten nicht veröffentlichten UK Patentanmeldung 0022633.2
beschrieben, (Aktenzeichen der Anmelderin PHGB000121), würde die
Mobilstation 110 die Leistung jedes physikalischen Uplink
Steuerkanals regeln (oder jedes Teils eines physikalischen Uplink Steuerkanals
im Falle von Zeitmultiplex-Sätzen
von Uplink Steuerinformation) einzeln entsprechend den TPC Befehlen,
die von der betreffenden Basisstation 100a, 100b, 100c empfangen
wurden.
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Auf
alternative Weise könnten
die Downlink Sätze
mit Steuerinformation von den jeweiligen Basisstationen 100a, 100b, 100c auf
dieselbe Art und Weise zu dem Uplink wie oben beschrieben im Zeitmultiplex übertragen
werden. In dem Fall kann es bevorzugt werden, "Multiplexing" mit "Gating" zu kombinieren, dies um Synchronisationsprobleme
zwischen Basisstationen zu vermeiden, wobei in dem Fall die Downlink
Pilotinformationsrate und/oder die TPC Befehlsrate auf gleiche Weise
reduziert werden könnte.
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In
Ausführungsformen
eines Systems nach der vorliegenden Erfindung könnten bestimmte Begrenzungen
auf die Uplink Übertragungsleistungen von
der Mobilstation 110 zu den jeweiligen Basisstationen 100a, 100b, 100c angewandt
werden. So könnte
beispielsweise das Übertragungsleistungsverhältnis zwischen
den Übertragungen
zu verschiedenen Basisstationen auf beispielsweise 6 dB begrenzt
werden, wodurch die Erzeugung wesentlicher Interferenz in einer
einzigen Zelle vermieden wird, weil eine Basisstation in einer anderen
Zelle mehr Leistung erfordert, während
dennoch ein ausrechender dynamischer Bereich geschaffen wird um
eine entsprechende Uplink Fehlerrate für TPC Be fehle beizubehalten.
Eine derartige Begrenzung verbessert auch das EMC Verhalten durch
Vermeidung plötzlicher
und regelmäßiger Änderungen
in der Leistung, und vereinfacht Implementierung einer Mobilstation 110 durch
Vermeidung der Notwendigkeit, dass sie imstande sein muss, regelmäßige große Änderungen
in der Leistung genau zu implementieren.
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Auf
alternative Weise könnte
in dem Fall, dass eine Mobilstation 110 die maximale Übertragungsleistung
erreicht (entsprechend der Leistungsklasse oder wie durch das Netzwerk
signalisiert), das Hauptziel sein, die einwandfreie Uplink Übertragungsleistung
für die
Basisstation 100a, 100b, 100c mit der
besten Downlink SIR beizubehalten. Die Uplink Übertragungsleistung zu den
anderen Basisstationen könnte
reduziert werden um dies zu erreichen. Wenn dies dazu führt, dass
das Leistungsverhältnis
zwischen den Übertragungen
zu verschiedenen Basisstationen größer wird als eine vorbestimmte
Grenze, beispielsweise die oben vorgeschlagene 6 dB Grenze, könnten die Übertragungen
zu einer Basisstation oder zu mehreren Basisstationen anders als
diejenige mit der besten Downlink SIR beendet werden, oder auf alternative
Art und Weise könnte
die Übertragungsleistung
der Übertragungen
zu allen Basisstationen herunter skaliert werden.
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In
praktischen Implementierungen würde
die Anzahl paralleler geschlossener Leistungssteuerschleifen wahrscheinlich
auf 2 oder 3 begrenzt um die Komplexität der Implementierung zu vermeiden, wodurch
die Vorteile der Schnellselektionstechnik eliminiert werden.
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Ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung
zum Übertragen
von Daten über
eine Basisstation oder mehrere Basisstationen 100a, 100b, 100c illustriert,
ist in 5 dargestellt. Das Verfahren startet in dem Schritt 502,
wenn es dort Daten zur Übertragung
zu einer Mobilstation 110 gibt. Der Schritt 504 ist
ein test um zu ermitteln, ob Daten zur Übertragung zurückbleiben.
Sollte dies der Fall sein, so wird die Bildablenkspulensystem 100a, 100b, 100c mit
den besten gesamten Merkmalen aus denjenigen, die für die Mobilstation 110 zur Schnellselektion
verfügbar
sind, in dem Schritt 506 selektiert und es wird in dem
Schritt 508 ein Datenpaket zu der Mobilstation 110 übertragen.
Der Prozess Daten zu testen, eine Basisstation zu selektieren und ein
Datenpaket zu übertragen
fährt fort,
bis es keine Daten mehr gibt, die übertragen werden sollen, wenn der
Test 504 für
mehr Daten scheitert und der Prozess in dem Schritt 510 endet.
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In
der Praxis kann der Betrag an Daten, die übertragen werden müssen bevor
die Selektion der Basisstation wieder durchgeführt wird, mehr als ein einziges
Paket sein, und zwar je nach den Overheads der Änderung der übertragenden
Basisstation.
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In
einer weiteren Ausführungsform
könnte die
Wirkung von vielen Leistungsregelschleifen angewandt werden um die
Selektion des am meisten geeigneten MCS für Paketübertragung von einer Basisstation 100 zu
einer Mobilstation 110 zu ermöglichen, wenn die Steuerkanäle in weichem
Handover sind. Dies kann unabhängig
von dem angewandten Verfahren um zu entscheiden, welche Basisstation 100a, 100b, 100c das
Downlink Paket senden soll, gemacht werden. Es ist bereits bekannt,
dass MCS Selektion auf einer Schätzung
der wahrscheinlichen SIR basiert werden kann, die in der Mobilstation 110 erhalten
werden würde.
Es ist weiterhin bekannt, dass ein Wert für diese geschätzte SIR
von der Mobilstation zu der Basisstation in der Form eines Messberichtes
(oder von anderen Messungen wie Signalstärke eines Pilotkanals hergeleitet) übertragen
werden kann.
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Wenn
aber derartige Messberichte unter Anwendung einer Signalisierung
einer höheren
Schicht gesendet werden, gibt es wahrscheinlich ein wesentliches
Intervall zwischen denselben. Dies kann zu wesentlichen Fehlern
in der MCS Selektion in zeitvariablen Kanälen führen. Es ist ebenfalls bekannt, dass
die Wirkung geschlossener Schleifenleistungssteuerung bei der Downlink Übertragung
angewandt werden kann um Korrekturen auf eine vorher gemachten SIR
Schätzung
durchzuführen,
da Änderungen
in übertragener
Leistung durchaus mit Änderungen
in dem Downlink Streckenverlust und folglich mit der erzielbaren
SIR in der Mobilstation 110 korreliert werden können. In
einem weichen Handover aber sind die Änderungen in Downlink übertragener
Leistung von jeder Basisstation 100a, 100b, 100c wahrscheinlich
nicht genügend
mit Änderungen
in den betreffenden Downlink Streckenverlust korreliert. Deswegen
werden in einem weichen Handover die Verwendung vieler Leistungssteuerungsschleifen
für Downlink
Steuerkanäle
es ermöglichen,
dass der Leistungspegel des Downlink Kanals von jeder Basisstation
in dem aktiven Satz (oder Subsatz des aktiven Satzes) unabhängig Änderungen
in den betreffenden Funkkanälen
folgt. Dies bedeutet, dass unter der Bedingung geeigneter Messberichte,
die in der Mobilstation 110 erzielbare SIR für jede Basisstation in
dem aktiven Satz (oder Subsatz des aktiven Satzes) geschätzt werden
kann. Das geeignete MCS zur Paketübertragung kann dann selektiert
werden.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird der Datenkanal zu der Mobilstation 110 von jeweils
einer Basisstation gleichzeitig übertragen. Unter
bestimmten Umständen
kann es aber vorteilhaft sein, dass Datenkanäle gleichzeitig von mehr als nur
einer Basisstation übertragen
werden. So können beispielsweise
in einer Situation, in der drei Basisstation 100a, 100b, 100c unter
geschlossener Schleifenleistungssteuerung sind, wenn zwei der Basisstationen
eine gleich gute Verbindungsqualität schaffen, das Datenpaket
oder die Datenpakete gleichzeitig von diesen zwei Basisstationen übertragen
werden (auf eine gleiche Weise wie Übertragungen während des
weichen Handovers).
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In
einer Abwandlung der oben beschriebenen Ausführungsformen könnte es
mehr als nur eine Datenverbindung zwischen einer Primärstation
und einer Sekundärstation
geben. So könnte
beispielsweise die vorliegende Erfindung auf Funkverbindungen mit
verschiedenen Frequenzen, oder von verschiedenen Antennen ausgesendet,
angewandt werden, was eine einzelne Leistungssteuerung erfordert, wenn
sie zwischen demselben Paar von Stationen sind.
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In
einem System, in dem eine Basisstation 100 eine Anzahl
Antennen 106, oder Antennenstrahlen hat, sollen über der
Selektion einer bevorzugten Basisstation 100 für Paketübertragung
stehende Bezugszeichen eine Selektion einer bevorzugten Subsatzes
von Antennen oder Antennenstrahlen aus denen enthalten, die von
einer oder von mehreren Primärstationen
geschaffen werden. In einem System, das MIMO-Techniken ("Multi-Input Multi-Output") anwendet, soll
eine Selektion einer bevorzugten Basisstation 100 auch
bedeuten, dass sie eine Selektion einer optimalen Funkstrecke oder
einen Satz von Strecken zwischen einer Primärstation 100 und einer Sekundärstation 110 umfasst.
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Text in der Zeichnung
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5
- 502
- Start
- 504
- Daten?
- 506
- Selektion
der Basisstation
- 508
- Textdatenpaket
- 510
- Ende