DE60204431T2

DE60204431T2 - Kompensation für diagrammoptimierung einer antenne

Info

Publication number: DE60204431T2
Application number: DE60204431T
Authority: DE
Inventors: Magnus Berg; Haakan Eriksson; Lars-Göran LUND; Sven Ekemark
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: ATE297082T1; EP1364483A1; WO2002071680A1; US6631277B2; ES2242005T3; DE60204431D1; CN1545779A; EP1364483B1; CN1309194C; US20020123370A1

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Paketdaten-Kommunikationsnetzwerke, und genauer auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abgleichen für eine Antennendiagramm-Optimierung, wenn eine übertragene Meldung eine Information für mehr als ein räumlich getrenntes Mobilgerät enthält.
Das Wachstum von kommerziellen Kommunikationsnetzwerken, und insbesondere das explosive Wachstum von zellularen Funktelefonnetzwerken hat Netzwerkentwickler dazu genötigt nach Wegen zu suchen die Netzwerkkapazität zu erhöhen, ohne eine Kommunikationsqualität jenseits von den von Konsumenten tolerierbaren Schwellwerten zu reduzieren. Zur selben Zeit hat die Verwendung von einer mobilen Kommunikationsausrüstung für die Übertragung von Daten anstelle von Sprache an zunehmender Popularität durch Konsumenten gewonnen. Die Möglichkeit, eine elektronische Nachricht zu senden und zu empfangen und einen Web-Browser zu verwenden um einen World-Wide-Web Zugriff zu erlangen, wird häufig als Dienstleistung diskutiert, welche in drahtlosen Kommunikationsnetzwerken mehr und mehr verwendet wird. Als Antwort darauf suchen Kommunikationsnetzwerk-Entwickler nach Wegen, eine Dateninformation wirksam zu und von mobilen Nutzern zu übertragen.
Es gibt grundlegende Unterschiede zwischen Anforderungen zur Datenkommunikation und Sprachkommunikation. Beispielsweise kann eine Datenkommunikation eine Anzahl an unterschiedlichen Dienstklassen mit unterschiedlichen Anforderungen auf Verzögerung und Fehler haben, während Sprache eine konstant hohe Anforderung auf Verzögerung und eine moderate Anforderung auf Fehler hat. Die Verwendung von Paketdatenprotokollen, welche zur Übertragung von Daten geeigneter als leitungsvermittelte Protokolle sind, haben damit angefangen ihren Weg in zellularen Kommunikationsnetzwerken zu finden. Eine Integration von einem Paketdienst sowohl in GSM zellularen Netzwerken als auch in TDMA (IS-136) zellularen Netzwerken wird derzeit standardisiert.
Heute stellen GSM Netzwerke einen leitungsvermittelten Datendienst bereit, welcher zur Verbindung mit externen Datennetzwerken verwendet werden kann. Der leitungsvermittelte Datendienst wird sowohl zur leitungsvermittelten als auch zur paketvermittelten Datenkommunikation verwendet. Um paketvermittelte Datenkommunikation effizienter zu gestalten, wurden ein neuer paketvermittelter Datendienst, welcher GPRS (General Packet Radio Services) genannt wird, und eine Erweiterung, welche als EGPRS bekannt ist, als Teil von GSM eingeführt. EGPRS/GPRS erlaubt eine paketvermittelte Kommunikation, beispielsweise eine IP oder virtuelle leitungsvermittelte Kommunikation. EGPRS/GPRS unterstütz sowohl verbindungslose Protokolle (beispielsweise IP) als auch ein verbindungsorientiertes Protokoll (X.25). Ein Vorteil bei einem paketvermittelten Datenkommunikationsprotokoll ist, dass eine einzelne Übertragungsressource gemeinsam durch eine Anzahl an Nutzern verwendet werden kann. Somit kann beispielsweise im Falle eines GSM zellularen Netzwerks ein Zeitschlitz auf einem Funkfrequenzträger durch mehrere Mobilnutzer zum Empfang und zur Übertragung von Daten verwendet werden. Die gemeinsam benutzte Übertragungsressource wird durch die Netzwerkseite des zellularen Netzwerks sowohl zur Abwärtsstrecke- als auch Aufwärtsstrecke-Übertragung verwaltet.
Bei EGPRS/GPRS Netzwerken verwendet das Netzwerk zur gemeinsamen Verwendung von Übertragungsressourcen zwischen einer Anzahl an Nutzern zeitweilig Flusskennungen (TFI) und Aufwärtsstrecke-Zustandsflags (USF). Wenn eine Übertragung begonnen wird, wird ein Mobilgerät einem oder mehreren Zeitschlitzen in der Aufwärtsstrecke und/oder Abwärtsstrecke zugewiesen. Bei der Zuweisung von Zeitschlitzen wird das Mobilgerät einer TFI und/oder einem USF zugewiesen. Die TFI wird den in der Abwärtsstrecke übertragenen Datenblöcken angehängt, um das Ziel der bestimmten Datenblöcke anzuzeigen. Demgemäss horchen alle Mobilgeräte auf die zugewiesenen Zeitschlitze in der Abwärtsstrecke und versuchen auf der Abwärtsstrecke übertragene Blöcke zu dekodieren. Nach Dekodierung der empfangenen Blöcke wird ein Mobilgerät die TFI für den bestimmten Block überprüfen, um zu bestimmen ob das Mobilgerät das Ziel des bestimmten Blocks ist.
1A und 1B stellen die Terminierung der Aufwärtsstrecke unter einer Mehrzahl an Mobilgeräten in einem EGPRS/GPRS Netzwerk dar. Es wird angenommen, dass Mobilgeräte A und B gemeinsam benutzten Paketdatenkanälen (PDCHs) TN1 bis TN3 zugewiesen sind. Wie oben beschrieben, wird jedes Mobilgerät auf die zugewiesenen Zeitschlitze horchen, um zu versuchen jegliche auf der Abwärtsstrecke übertragene Blöcke zu dekodieren. Beim Versuch die auf der Abwärtsstrecke übertragenen Blöcke zu dekodieren, wird das Mobilgerät ebenfalls nach einer Kennzeichnung Ausschau halten, ob es erlaubt ist auf der Aufwärtsstrecke zu übertragen. Bei EGPRS/GPRS stellt das USF diese Kennzeichnung bereit. Das USF zeigt ein Mobilgerät an, welchem es erlaubt ist einen Aufwärtsstrecke-Block zu übertragen, welcher dem Abwärtsstrecke-Block entspricht, welcher das USF enthält. Wieder bezugnehmend auf 1A wird Mobilgerät A erfassen, dass sein USF im Abwärtsstrecke-Funkblock enthalten ist, welcher Daten für Mobilgerät B enthält. Demgemäss, wie in 1B dargestellt, überträgt Mobilgerät A im nächsten Aufwärtsstrecke-Block. Es wird erkannt worden sein, dass es bei EGPRS/GPRS zwei Modi zur dynamischen Zuweisung von Zeitschlitzen gibt, nämlich Granularität 1 und Granularität 4. Bei Granularität 1 zeigt ein USF die Zuweisung von einem Aufwärtsstrecke-Block (4 Bursts), wie in 1 dargestellt, an. Mit Granularität 4 zeigt ein USF die Zuweisung von vier aufeinanderfolgenden Aufwärtsstrecke-Blöcken (16 Bursts) an. Somit hat das Mobilgerät mit Granularität 4 nur nach dem USF in einem Viertel der Abwärtsstrecke-Blöcke zu überprüfen.
Ein Verfahren zum Reduzieren von Abwärtsstrecke-Interferenz liegt in der Verwendung eines adaptiven Antennensystems. Im allgemeinen ist ein adaptives Antennensystem in der Lage, seine Eigenschaften hinsichtlich von Änderungen im Netzwerk anzupassen. Eines der mehreren wichtigen Merkmale von adaptiven Antennensystemen ist, dass die Basisstation in der Lage ist die Richtung zu allen Mobilgeräten in der Zelle zu erfassen. Die Basisstation passt dann ihr Strahlungsmuster für jedes Mobilgerät an, um die Übertragung zu optimieren. Bei einem geschalteten Strahlsystem überträgt die Basisstation eine Information, welche nur für das spezifische Mobilgerät gedacht ist, und zwar unter Verwendung eines schmalen Antennenstrahls, welcher zum Mobilgerät gerichtet ist. Die Verwendung eines schmalen Antennenstrahls minimiert Interferenz, indem keine große Energiemenge über eine ganze Zelle ausgestrahlt wird, wenn der Ort eines Mobilgeräts in einem bestimmten Abschnitt der Zelle bekannt ist. Die Minimierung von Interferenz ist als Antennendiagramm-Optimierung bekannt.
2 stellt ein Antennendiagramm der Strahl- und Sektorantenne eines beispielhaften adaptiven Antennensystems dar. Die in 2 dargestellte Antenne hat acht festgelegte Strahlen, welche kleinere Abschnitte eines Sektors von einer Zelle abdecken. Ferner enthält die Antenne eine Sektorantenne, welche den gesamten Sektor abdeckt und die Gebiete umhüllt, welche durch die acht festgelegten Strahlen abgedeckt sind. Demgemäss wählt, wenn eine Information an ein einzelnes Mobilgerät zu übertragen ist, das mobile Netzwerk den Strahl aus, welcher den bestimmten Abschnitt des Sektors abdeckt, in welchem sich das Mobilgerät befindet. Wenn jedoch dieselbe Information an alle Mobilgeräte in einem Sektor zu übertragen ist, beispielsweise eine Steuerkanalinformation, wie zum Beispiel ein Ausstrahlungs-Steuerkanal (BCCH), dann wird die Sektorantenne verwendet. Eine Verwendung der einzelnen Strahlen zur Übertragung an Mobilgeräten reduziert die Interferenz, welche über das zellulare Netzwerk hinweg verursacht wird, und erlaubt wiederum eine dichtere Frequenz-Wiederbenutzung und/oder stellt eine höhere Netzwerkkapazität bereit.
Zusätzlich wird zu den oben beschriebenen Vorteilen von adaptiven Antennensystemen eine Verwendung von adaptiven Antennensystemen in einem EGPRS/GPRS Netzwerk einen wesentlichen Durchsatzanstieg erzeugen. Dieser Durchsatzanstieg gebührt den Verbindungsqualitäts-Steuerung (LQC) Merkmalen von EGPRS/GPRS. Bei EGPRS/GPRS werden eine Anzahl an unterschiedlichen Kodierungsschemata und zwei Modulationen verwendet um einen maximalen Durchsatz bei einer spezifischen Funkstreckequalität sicherzustellen, welche hinsichtlich eines Träger-zu-Interferenz Verhältnisses (C/I) gemessen werden kann. Bei GPRS wird ein spezifisches Kodierungsschema Computersystem genannt, und es existieren CS1-CS4. Bei EGPRS wird eine spezifische Kombination aus Modulation und Kodierung MCS genannt, und es existieren MCS1-MCS9. Um LQC in einem EGPRS/GPRS Netzwerk zu implementieren, meldet das Mobilgerät den Mittelwert und die Schwankung der Blockfehlerrate (BER) der Abwärtsstrecke-Verbindung an das Funknetzwerk. Das Funknetzwerk verwendet diese Meldungen um ein Computersystem (in einem GPRS Netzwerk) und ein MCS (in einem EGPRS Netzwerk) auszuwählen, welches den besten Ausgleich von Funkkanaldurchsatz und niedriger BER hat.
3 stellt die Trägerverteilungsfunktion zum Durchsatzgewinn für ein Netzwerk mit einem 1/3 Wiederverwendungsmuster dar, dass heißt, ein Wiederverwendungsmuster, bei welchem jede dritte Zelle dieselben Frequenzen verwendet. Die Kurve mit den Kreisen stellt die Durchsatzverteilung für das System dar, welches mit Sektorantennen angewendet wird, und die Kurve mit den Pluszeichen stellt die Durchsatzverteilung des Systems dar, welches mit adaptiven Antennen angewendet wird. Wie in 3 dargestellt, liegt der Durchsatzgewinn bei einem Netzwerk, welches adaptive Antennen anwendet, zwischen 10 kbps und 20 kbps bei jedem Zeitschlitz für jeden Pegel auf der Trägerverteilungsfunktion.
4 stellt zwei Mobilgeräte in EGPRS/GPRS Netzwerken dar, welche adaptive Antennen verwenden. Wie in 4 dargestellt, befindet sich Mobilgerät A in Strahl 410 und Mobilgerät B befindet sich in Strahl 420. Es wird nun angenommen, dass Mobilgerät B Abwärtsstrecke-Daten empfängt, während Mobilgerät A einen USF empfängt. Wie oben beschrieben, ist das USF bei EGPRS/GPRS in einem Datenblock enthalten, welcher in einem Abwärtsstrecke-Zeitschlitz übertragen wird. Da jedoch der Datenblock sowohl das USF für Mobilgerät A als auch die Daten für Mobilgerät B enthält, und das Mobilgerät A und Mobilgerät B sich in unterschiedlichen Antennenstrahlen befinden, wird Mobilgerät A nicht in der Lage sein das USF zu empfangen, wenn der Block in Richtung zu Mobilgerät B gesendet wird, und umgekehrt. Obwohl es vorteilhaft wäre, Daten in mehreren Strahlen zu übertragen, und zwar aufgrund von Beschränkungen hinsichtlich Hardware, kann dies nicht möglich sein. Zusätzlich übertragen EGPRS/GPRS Netzwerke unter Verwendung einer festgelegten Rahmenstruktur. Demgemäss hat eine Basisstation den gesamten Block (4 Bursts) im selben Strahl zu übertragen. Somit wird Mobilgerät A nicht in der Lage sein das USF im Block zu erfassen, welcher ebenfalls Daten enthält, welche für Mobilgerät B gedacht sind, wenn der Block in Strahl 420 übertragen wird. Wenn ferner der das USF enthaltende Datenblock in Strahl 410 zu übertragen war, wird Mobilgerät B nicht in der Lage sein die Daten im Block zu erfassen.
Demgemäss würde es vorteilhaft sein, die Vorteile eines adaptiven Antennensystems in einem Funknetzwerk zu erlangen, welches gemäß EGPRS/GPRS arbeitet.
Die Internationale Patentanmeldung WO 99/41918 offenbart ein Kommunikationssystem, welches ein USF verwendet, das auf der Abwärtsstrecke übertragen und mit weiteren Abwärtsstrecke-Daten verschachtelt wird, um Verkehr auf der Aufwärtsstrecke für ein oder mehrere Mobileinheiten zu planen, welche denselben physikalischen Kanal verwenden. Das USF zeigt einer Mobileinheit an, dass ein oder mehrere aufeinanderfolgende Funkblöcke für eine Aufwärtsstrecke-Übertragung reserviert ist/sind.
Die Internationale Patentanmeldung WO 02/13416 bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten an Mobileinheiten, welche einen gemeinsamen Zeitschlitz von einer Folge an Rahmen verwenden. Es wird ein Vorsignal erzeugt, welches Nutzlastdaten, welche für eine erste Mobileinheit bestimmt sind, und Steuerdaten enthält, welche für eine zweite Mobileinheit gedacht sind. Basierend auf diesem Vorsignal wird ein erstes Hochleistungssignal erzeugt und in einem ersten Strahlsektor übertragen, in welchem die erste Mobileinheit vorliegt, und zwar unter Verwendung einer ersten Sektorantenne. Dementsprechend wird ein zweites Niedrigleistungssignal basierend auf dem Vorsignal erzeugt und in Richtung zur zweiten Mobileinheit übertragen, und zwar unter Verwendung entweder einer zweiten Sektorantenne oder einer ungerichteten Antenne. Die Steuerinformation auf dem ersten und zweiten Signal wird mit einem stärkeren Fehlerschutz als bei den Nutzlastdaten kodiert. Der höhere Fehlerschutz der Steuerinformation ermöglicht es der zweiten Mobileinheit sie korrekt aus dem zweiten Signal zu dekodieren, und zwar trotz Verwendung eines solch geringen Leistungspegels für dieses zweite Signal.
ÜBERSICHT
Diese und weitere Probleme, Nachteile und Beschränkungen der herkömmlichen Techniken werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren und einer Einrichtung zur Übertragung von Daten an Mobilgeräte überwunden, welche den Empfang von übertragenen Daten in einem Funknetzwerk verbessern, welches adaptive Antennen verwendet.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung bestimmt ein Funknetzwerk, welches adaptive Antennen zur Übertragung von Datenblöcken verwendet, ob eine Information an das erste Mobilgerät zu übertragen ist. Das Funknetzwerk bestimmt dann ob sich das erste Mobilgerät und ein zweites Mobilgerät in einem selben Antennenstrahl befinden, wenn die Information an das erste Mobilgerät zu übertragen ist. Wenn sich das erste und zweite Mobilgerät in unterschiedlichen Strahlen befinden und der Block eine Information für beide Mobilgeräte enthält, werden die Daten in Richtung zum ersten Mobilgerät übertragen, und die Daten, welche für das zweite Mobilgerät gedacht sind, werden derart kodiert, dass der abgenommene Antennengewinn beseitigt wird. Dies wird auf Blockbasis durchgeführt, so dass, wenn Granularität 4 verwenden wird, der dritte Block, welcher nur Daten für ein Mobilgerät enthält, nicht durch das weitere Mobilgerät empfangen werden wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch Studium der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlich, in denen:
1A und 1B jeweils Aufwärtsstrecke- und Abwärtsstrecke-Zeitschlitze darstellen;
2 Strahlen und Sektoren von einer Antenne darstellt;
3 die kumulative Dichtefunktion des Durchsatzes für adaptive Antennen und Sektorantennen darstellt;
4 die Unzulänglichkeiten von herkömmlichen Multitask-Netzwerken darstellt, welche adaptive Antennen verwenden, wenn Mobilgeräte in unterschiedlichen Antennenstrahlen dieselbe Information zu empfangen haben;
5 die Datenübertragung unter Verwendung einer adaptiven Antenne mit einer festgelegten Modulation und einem Kodierungsschema unter Verwendung der Option Granularität 4 darstellt;
6 eine beispielhafte Datenübertragung unter Verwendung einer adaptiven Antenne darstellt, bei welcher die Information in einem aus vier Blöcken für mehr als ein Mobilgerät gedacht ist, und die Modulation und das Kodierungsschema der Daten dazu angepasst sind, um das Antennendiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung abzugleichen;
7 beispielhafte Aufwärtsstrecke- und Abwärtsstrecke-Zeitschlitze mit unterschiedlicher Modulation und unterschiedlichen Kodierungsschemata für unterschiedliche Blöcke in der Abwärtsstrecke in einem Netzwerk darstellt, welches Granularität 4 verwendet, und zwar gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 den Durchsatz eines übertragenen Funkblocks darstellt;
9 den über vier übertragene Funkblöcke gemittelten Durchsatz darstellt; und
10 ein beispielhaftes Verfahren zur Übertragung von Datenblöcken an Mobilgeräte in unterschiedlichen Strahlen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf Datenübertragungs-Netzwerke gerichtet, welche adaptive Antennen implementieren. Genauer gesagt, gleicht die vorliegende Erfindung eine Antennendiagramm-Optimierung an ein Mobilgerät ab, wenn an das eine Mobilgerät zu übertragende Daten mit Daten gemischt werden, welche für weitere Mobilgeräte gedacht sind, welche sich in unterschiedlichen Antennenstrahlen als für das eine Mobilgerät befinden.
In der folgenden Beschreibung, welche zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung gedacht ist, werden spezifische Details fortgesetzt, um ein genaues Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Jedoch wird es dem Fachmann klar sein, dass die vorliegende Erfindung in weiteren Ausführungsformen umgesetzt werden kann, welche von diesen spezifischen Details abweichen. In weiteren Fällen werden genaue Beschreibungen von bekannten Verfahren, Vorrichtungen und Schaltungen ausgelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht zu verschleiern.
5 stellt ein Verfahren zur Implementierung adaptiver Antennen in einem EGPRS/GPRS Netzwerk dar. Wie in 5 dargestellt, wird Granularität 4 verwendet, und der erste Block, welcher das USF für Mobilgerät A enthält, wird an Mobilgerät A übertragen, während der zweite bis vierte Block, welche Daten für Mobilgerät B enthalten, an Mobilgerät B übertragen werden. Wie oben beschrieben, wird ein bestimmtes MCS zur Übertragung unter Verwendung von Meldungen von einem Mobilgerät ausgewählt. Wenn ein Funkkanal sich schnell verschlechtert, wird das Funknetzwerk nicht in der Lage sein, sich auf ein niedrigeres MCS einzustellen, weil das Netzwerk nicht schnell genug die Meldung vom Mobilgerät empfangen kann, um das MCS einzustellen. Dies führt zu einer Datenblock Übertragung mit einem zu hohen MCS, das heißt, einem MCS, welches nicht ausreichend Schutz für die übertragenen Blöcke bereitstellt. Da der erste Block im Strahl für Mobilgerät A übertragen wird, hat das Netzwerk bis zu dem Zeitpunkt, bei welchem das Funknetzwerk die Meldung von Mobilgerät B empfängt, bereits damit begonnen die Datenblöcke im Strahl von Mobilgerät B zu übertragen. Somit erlaubt die Meldung von Mobilgerät B es dem Funknetzwerk nicht das MCS einzustellen, wenn der erste Block an Mobilgerät A übertragen wird. Demgemäss stellt 5 eine Übertragung aller vier Blöcke unter Verwendung desselben MCS, d.h. MCS X, dar.
6 stellt ein beispielhaftes Verfahren zur Implementierung adaptiver Antennen in einem EGPRS Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 6 dargestellt, verwendet das Funknetzwerk MCS Y zur Kodierung der Daten, welche für Mobilgerät B gedacht sind, und zwar beim Übertragung des ersten Blocks, welcher das USF enthält und in Richtung zu A übertragen wird, und MCS X beim Übertragen der restlichen Blöcke in dem zu Mobilgerät B gerichteten Strahl. MCS Y wird ein niedrigeres MCS als MCS X haben, d.h., das MCS Y einen größeren Schutz für die übertragenen Daten aber einen niedrigeren Durchsatz als MCS X haben wird. Genauer gesagt, werden die Daten in Block 1 mit einem höheren Fehlerschutzcode enkodiert als das USF in Block 1. Dann wird eine Modulation für den gesamten Datenblock ausgewählt, welche sicherstellt, dass Mobilgerät B die Information in Block empfangen und dekodieren kann, welche für Mobilgerät B relevant ist, d.h., der gesamte Datenblock mit Ausnahme des USF. Unter Verwendung einer niedrigeren MCS für den an Mobilgerät A übertragenen Block steigt die Wahrscheinlichkeit an, dass Mobilgerät B die im Strahl in Richtung zu Mobilgerät A übertragenen Daten dekodieren kann. Es wird erkannt werden, dass das Funknetzwerk, welches darauf basiert ob ein bestimmter Funkblock durch Mobilgeräte zu empfangen ist, welche sich in unterschiedlichen Strahlen befinden, das MCS für den bestimmten Funkblock vor der Übertragung des Funkblocks einstellt.
7 stellt beispielhafte Aufwärtsstrecke- und Abwärtsstrecke-Zeitschlitze mit unterschiedlicher Modulation und unterschiedlichen Kodierungsschemata für unterschiedliche Blöcke in der Abwärtsstrecke gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Wie durch die Schraffierungen in 7 dargestellt, wird, wenn ein USF-Mobilgerät und ein DATA-Mobilgerät sich in unterschiedlichen Strahlen befinden, und ein USF an das USF-Mobilgerät zu übertragen ist, der erste Block in jedem Zeitschlitz (TN0 und TN1) in dem Strahl des USF-Mobilgeräts unter Verwendung eines niedrigeren MCS als das MCS übertragen, welches zur Übertragung des zweiten bis vierten Block in den Strahl des DATA-Mobilgeräts verwendet wird. Wieder wird dieses niedrigere MCS derart implementiert, dass eine höhere Fehlerschutzkodierung auf den Datenabschnitt des Blocks angewendet wird, als die Kodierung, welche auf den USF Abschnitt des Blocks angewendet wird.
8 stellt den Durchsatz für einen übertragenen Funkblock dar. Die in 8 dargestellten Kurven basieren auf einer Träger-zu-Interferenz Verhältnis Reduktion zwischen Antennenstrahlen von 12 dB. Die durchgängige Kurve in 8 stellt den Durchsatz für einen Funkblock dar, welcher im selben Strahl wie beim Mobilgerät übertragen wird, welches dazu gedacht ist den Datenblock zu empfangen. Demgemäss empfängt das Mobilgerät die gesamten Daten und es kann ein hoher Durchsatz erreicht werden. Die gestrichelte Kurve in 8 stellt die Durchsatzabschwächung, wie vom DATA-Mobilgerät aus gesehen, dar, wenn das MCS nicht zur Übertragung eines Blocks angepasst ist, welcher das USF enthält, und Daten enthält, welche für ein Mobilgerät gedacht sind, welches sich in einem anderen Strahl befindet, wenn der Block im Strahl des USF-Mobilgeräts übertragen wird. Wie zu erkennen, wird die gesamte Übertragung des an das USF-Mobilgerät gesendeten Blocks beim Empfang durch das DATA-Mobilgerät verloren gehen. Die punktierte Linie stellt die Durchsatzabschwächung, wie vom DATA-Mobilgerät aus gesehen, dar, wenn das MCS zur Übertragung eines Blocks eingestellt ist, welcher ein USF enthält und Daten enthält, welche für ein Mobilgerät gedacht sind, welches sich in einem anderen Strahl befindet, wenn der Block im Strahl des USF-Mobilgeräts übertragen wird. Wie in 8 dargestellt, wird der Durchsatz verschlechtert, wenn das MCS eingestellt ist, jedoch sollte das DATA-Mobilgerät in der Lage sein, die meisten Daten zu dekodieren, welche im Strahl an das USF-Mobilgerät übe tragen werden.
9 stellt den über vier übertragenen Blöcken gemittelten Durchsatz dar. Die durchgängige Kurve stellt den Durchsatz für vier Blöcke dar, welche im selben Strahl wie beim Mobilgerät übertragen werden, welches die vier Blöcke dekodiert. Die punktierte Kurve stellt den Durchsatz für vier Funkblöcke dar, wenn ein Funkblock in einem anderen Strahl übertragen wird als bei Mobilgerät, welches den Funkblock dekodiert, wenn das MCS nicht eingestellt ist. Die gestrichelte Kurve stellt den Durchsatz für vier Funkblöcke dar, wenn ein Fun block in einem unterschiedlichen Strahl als beim Mobilgerät übertragen wird, welches den Funkblock dekodiert, wenn das MCS für den Funkblock eingestellt ist, welcher im unterschiedlichen Strahl übertragen wird. Wie anhand von 9 zu erkennen, ist der über die vier übertragenen Blöcke gemittelte Durchsatzabstieg, wenn das MCS für den ersten Block verringert wird, nicht wesentlich niedriger als der Durchsatzabstieg, wenn das MCS nicht eingestellt ist. Demgemäss stellen 8 und 9 dar, dass ein Einstellen des MCS für den Funkblock, welcher vom DATA-Mobilgerät in einem unterschiedlichen Strahl übertragen wird, die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das DATA-Mobilgerät in der Lage sein wird den ersten Block ohne wesentliche Verringerung des Durchsatzes für alle vier übertragenen Blöcke korrekt zu dekodieren.
10 stellt ein beispielhaftes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Anfangs bestimmt das Funknetzwerk ob es zu übertragende Daten gibt (Schritt 1010). Wenn das Funknetzwerk bestimmt, dass es keine zu übertragenden Daten gibt ("NEIN"-Pfad vom Entscheidungsschritt 1010), wartet das Funknetzwerk, bis es zu übertragende Daten gibt. Wenn das Funknetzwerk bestimmt, dass es zu übertragende Daten gibt ("JA"-Pfad vom Entscheidungsschritt 1020), bestimmt das Funknetzwerk ob ein USF an ein Mobilgerät zu übertragen ist, welches sich vom DATA-Mobilgerät unterscheidet (Schritt 1020). Wenn bestimmt ist, dass ein USF nicht an ein Mobilgerät zu übertragen ist, welches sich vom DATA-Mobilgerät unterscheidet ("NEIN"-Pfad vom Entscheidungsschritt 1020), sendet das Funknetzwerk dann die Datenblöcke unter Verwendung herkömmlicher Prozeduren, beispielsweise die oben beschriebenen Prozeduren (Schritt 1030).
Wenn bestimmt ist, dass ein USF an ein Mobilgerät zu übertragen ist, welches sich vom DATA-Mobilgerät unterscheidet ("JA"-Pfad vom Entscheidungsschritt 1020), bestimmt das Funknetzwerk dann, ob das USF-Mobilgerät und das DATA-Mobilgerät sich in unterschiedlichen Antennenstrahlen befinden (Schritt 1040). Wenn sich das USF-Mobilgerät und das DATA-Mobilgerät im selben Strahl befinden ("NEIN"-Pfad vom Entscheidungsschritt 1040), überträgt das Funknetzwerk dann die Datenblöcke unter Verwendung herkömmlicher Prozeduren, beispielsweise die oben beschriebenen Prozeduren (Schritt 1030). Wenn sich jedoch das USF-Mobilgerät und das DATA-Mobilgerät in unterschiedlichen Strahlen befinden ("JA"-Pfad vom Entscheidungsschritt 1040), überträgt das Funknetzwerk dann den ersten Block im Strahl des USF-Mobilgeräts unter Verwendung eines niedrigeren MCS für die Daten als das MCS, welches zur Übertragung im Strahl des DATA-Mobilgeräts verwendet wird (Schritt 1050). Genauer gesagt, ist die Kodierung, welche zur Enkodierung der Daten verwendet wird, welche für das DATA-Mobilgerät gedacht sind, verstärkt fehlergeschützt als die Kodierung, welche auf dem USF Abschnitt des Blocks verwendet wird. Die Modulation für den gesamten Block wird ausgewählt um sicherzustellen, dass das DATA-Mobilgerät die Daten im übertragenen Block empfangen und dekodieren kann. Als nächstes überträgt das Funknetzwerk Blöcke zwei bis vier im Strahl des DATA-Mobilgeräts unter Verwendung eines höheren MCS als das MCS, welches für den Block verwendet wird, welcher das in Richtung zum USF-Mobilgerät übertragene USF enthält (Schritt 1060).
Es wird erkannt werden, dass, obwohl das oben in Verbindung mit 10 beschriebene Verfahren sich auf ein System bezieht, welches Granularität 4 implementiert, die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein System anwendbar ist, welches Granularität 1 implementiert. Im Falle eines Systems, welches Granularität 1 verwendet, würde das in Verbindung mit 10 beschriebene Verfahren modifiziert werden, um die Übertragung von Blöcken zwei bis vier an das DATA-Mobilgerät zu beseitigen (Schritt 1060). Ferner würde der Schritt 1050 derart modifiziert werden, dass der Datenblock mit einem niedrigeren MCS an das USF-Mobilgerät übertragen wird, als sie verwendet wird um im eigenen Strahl des DATA-Mobilgeräts an das DATA-Mobilgerät zu übertragen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es verschiedene Wege um das MCS zu bestimmen, welches beim Übertragen im Strahl des USF-Mobilgeräts zu verwenden ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein vorbestimmtes MCS beim Übertragen von Blöcken im Strahl des USF-Mobilgeräts verwendet werden. Beispielsweise kann das robusteste MCS in der vorliegenden MCS Familie verwendet werden, d.h., dass MCS 1 beim Übertragen von Blöcken im Strahl des USF-Mobilgeräts verwendet werden kann. Dies stellt die größte Schutzgröße für die Blöcke bereit und stellt die höchste Wahrscheinlichkeit bereit, dass das DATA-Mobilgerät die im Strahl des USF-Mobilgeräts übertragenen Blöcke dekodieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das MCS basierend auf einem festgelegten Wert der Träger-zu-Interferenz Verhältnis (C/I) Reduktion zwischen Antennenstrahlen ausgewählt. Dieser festgelegte Wert und das MCS, welches zur Übertragung an das DATA-Mobilgerät im Antennenstrahl des DATA-Mobilgeräts verwendet wird, werden mit einer Nachschlagtabelle verwendet, um das MCS zu bestimmen, welches beim Übertragen im Antennenstrahl des USF-Mobilgeräts zu verwenden ist. Es wird beispielsweise angenommen, das MCS 7 derzeit zur Übertragung an das DATA-Mobilgerät im Antennenstrahl des DATA-Mobilgeräts verwendet wird, und das es eine C/I Abnahme zwischen Antennenstrahlen von 12 dB gibt. Unter Verwendung der Nachschlagetabelle würde das Netzwerk bei MCS 7 beginnen und bestimmen, welches MCS genug Schutz bereitstellen würde, um der 12 dB C/I Abnahme zwischen Antennenstrahlen entgegenzuwirken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unterschiedliche MCS Werte in Abhängigkeit von der C/I Abnahme zwischen verschiedenen Strahl-Kombinationen ausgewählt, d.h., basierend auf der C/I Abnahme zwischen dem Strahl des USF-Mobilgeräts und dem Strahl des DATA-Mobilgeräts. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine Nachschlagetabelle verwendet werden, um den MCS Wert in Abhängigkeit von der spezifischen Strahl-Kombination zu bestimmen. Wenn sich beispielsweise das USF-Mobilgerät in Strahl 1 befindet und das DATA-Mobilgerät in Strahl 2 befindet, wird ein erstes MCS verwendet, und wenn sich das USF-Mobilgerät in Strahl 1 befindet und das DATA-Mobilgerät in Strahl 3 befindet, kann ein zweites MCS verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben als Funknetzwerk beschrieben wurde, welches eine Entscheidung hinsichtlich des bestimmten MCS trifft, welches zur Übertragung von Datenblöcken zu verwenden ist, wird der Fachmann anerkennen, dass verschiedene Elemente im Funknetzwerk diese Entscheidung treffen können. Beispielsweise kann eine Auswahl eines bestimmten MCS durch die Basis Sende- und Empfangsstation (BTS) getroffen werden, von welcher aus die Datenblöcke zu übertragen sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die BTS beschränkt, welche diese Entscheidung trifft, und der Fachmann wird anerkennen, dass weitere Bauteile des Funknetzwerks diese Entscheidung treffen können. Ferner wird der Fachmann anerkennen, dass eine BTS typischerweise zumindest einen Übertrager, eine Antenne und einen Prozessor enthält.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben in Verbindung mit einem GPRS/EGPRS Netzwerk aus Gründen der Darstellung beschrieben. Demgemäss wird erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung allgemein auf jegliches Netzwerk anwendbar ist, in welchem adaptive Antennen verwendet werden, und eine Information, welche in einem Strahl der Antenne zu übertragen ist, von einem Empfänger empfangen werden muss, welcher sich in einem anderen Strahl der adaptiven Antenne befindet. Dies wird durch separates Einstellen der Kodierung der Information erreicht, welche in einem Block übertragen wird, welcher von räumlich getrennten Empfängern empfangen werden muss. Im allgemeinen kann die Modulation des Blocks zusammenwirkend optimiert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Jedoch wird es dem Fachmann offensichtlich sein, dass es möglich ist die Erfindung in spezifischen Formen auszuführen, welche sich von den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen unterscheiden. Diese beispielhaften Ausführungsformen sind lediglich darstellhaft und sollten keineswegs als beschränkend betrachtet werden. Der Umfang der Erfindung wird durch die anliegenden Ansprüche anstelle durch die vorhergehende Beschreibung gegeben, und jegliche Variationen und Äquivalente, welche innerhalb des Bereichs der Ansprüche fallen, werden als darin einbezogen angesehen.

Claims

Verfahren in einem Funknetzwerk, welches adaptive Antennen verwendet, zum Übertragen von einem Datenblock, welcher einen ersten Abschnitt und einen restlichen Abschnitt enthält, wobei der erste Abschnitt ein Aufwärtsstrecke-Zustandsflag hat, welches hier als USF bezeichnet wird, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bestimmen ob das Aufwärtsstrecke-Zustandsflag durch eine Basisstation an ein erstes Mobilgerät (A) zu übertragen ist, wobei das Aufwärtsstrecke-Zustandsflag angibt, dass das erste Mobilgerät (A) im nächsten Aufwärtsstrecke-Zeitschlitz überträgt; Bestimmen ob sich das erste Mobilgerät (A) und ein zweites Mobilgerät (B) in einem selben Antennenstrahl (410; 420) der Basisstation befinden, wenn das Aufwärtsstrecke-Zustandsflag an das erste Mobilgerät (A) zu übertragen ist; und Übertragen des Datenblocks im Antennenstrahl (410) des ersten Mobilgeräts (A), wenn sich das erste (A) und zweite (B) Mobilgerät in unterschiedlichen Antennenstrahlen (410; 420) befinden und das USF an das erste Mobilgerät (A) zu übertragen ist, wobei der erste Abschnitt des Datenblocks das an das erste Mobilgerät (A) zu übertragende USF enthält und mit einem ersten Kode enkodiert ist, und der restliche Abschnitt des Datenblocks eine für das zweite Mobilgerät (B) vorgesehene Information enthält und mit einem zweiten Kode enkodiert ist, wobei der zweite Kode ein fehlerbeständigerer Kode als der erste Kode ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Modulieren des Datenblocks, wobei die Modulierung derart ausgewählt ist, dass das zweite Mobilgerät (B) den restlichen Abschnitt des Datenblocks empfangen und dekodieren kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kode und der zweite Kode vorbestimmte Kodes sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kode aus einer Nachschlagetabelle basierend auf einem festen Träger-zu-Interferenz Verhältniswert zwischen angrenzenden Antennenstrahlen (410, 420) der adaptiven Antenne und dem ersten Kode ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kode aus einer Nachschlagetabelle basierend auf einem Träger-zu-Interferenz Verhältniswert zwischen dem Antennenstahl (410) des ersten Mobilgeräts (A) und dem Antennenstrahl (420) des zweiten Mobilgeräts (B) und dem ersten Kode ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kode zu einem niedrigeren Datendurchsatz für die enkodierten Daten als der erste Kode führt.
Einrichtung zum Übertragen eines Datenblocks, welcher einen ersten Abschnitt und einen restlichen Abschnitt enthält, wobei der erste Abschnitt ein Aufwärtsstrecke-Zustandsflag hat, welches hier als USF bezeichnet wird, über eine Luftschnittstelle, wobei die Einrichtung enthält: eine adaptive Antenne; und einen Prozessor, wobei der Prozessor enthält: ein Mittel zum Bestimmen ob das Aufwärtsstrecke-Zustandsflag an ein erstes Mobilgerät (A) zu übertragen ist, wobei das USF angibt, dass das erste Mobilgerät (A) im nächsten Aufwärtsstrecke-Zeitschlitz überträgt; ein Mittel zum Bestimmen ob sich das erste Mobilgerät (A) und ein zweites Mobilgerät (B) in einem selben Antennenstrahl (410, 420) der adaptiven Antenne befinden, wenn das USF an das erste Mobilgerät (A) zu übertragen ist; und ein Mittel zum Übertragen des Datenblocks in den Antennenstrahl (410) des ersten Mobilgeräts (A), wobei der erste Abschnitt des Datenblocks das an das erste Mobilgerät (A) zu übertragende USF enthält und mit einem ersten Kode enkodiert ist, und der restliche Abschnitt des Datenblocks eine für das zweite Mobilgerät (B) vorgesehene Information enthält und mit einem zweiten Kode enkodiert ist, wobei der zweite Kode ein fehlerbeständigerer Kode als der erste Kode ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Modulieren des Datenblocks, wobei die Modulierung derart ausgewählt ist, dass das zweite Mobilgerät (B) den restlichen Abschnitt des Datenblocks empfangen und dekodieren kann.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kode und der zweite Kode vorbestimmte Kodes sind.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor ferner ein Mittel zum Auswählen des zweiten Kodes aus einer Nachschlagetabelle basierend auf einem festen Träger-zu-Interferenz Verhältniswert zwischen angrenzenden Antennenstrahlen (410; 420) der adaptiven Antenne und dem ersten Kode enthält.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor ferner ein Mittel zum Auswählen des zweiten Kodes aus einer Nachschlagetabelle basierend auf einem Träger-zu-Interferenz Verhältniswert zwischen dem Antennenstrahl (410) des ersten Mobilgeräts (A) und dem Antennenstrahl (420) des zweiten Mobilgeräts (B) und dem ersten Kode enthält.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kode zu einem niedrigeren Datendurchsatz für die enkodierten Daten als der erste Kode führt.