DE60220727T2 - Zugriffsanforderung und zugriffskontrolle in einem drahtlosen kommunikationsnetz - Google Patents

Zugriffsanforderung und zugriffskontrolle in einem drahtlosen kommunikationsnetz Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Anforderung und Steuerung von Zugriff auf einen Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes. Insbesondere betrifft die Erfindung Zugriffskonfigurationen, die Identifizierungscodes einsetzen, um zwischen Zugriffsanforderungen von verschiedenen Netzkomponenten zu unterscheiden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Moderne drahtlose Kommunikationsnetze setzen verschiedene Zugriffstechniken ein, wenn eine erste Netzkomponente intendiert, auf eine zweite Netzkomponente zuzugreifen. Als ein Beispiel für derartige Zugriffstechniken kann die so genannte Konfiguration für willkürlichen Zugriff (RA) angeführt werden. Die Bezeichnung „willkürlicher Zugriff" weist darauf hin, dass Zugriffsanforderungen aus der Blickrichtung der Netzkomponente, die die Zugriffsanforderungen empfängt, in einer willkürlichen Weise erzeugt werden.
  • Eine beispielhafte RA-Konfiguration wird von dem 3rd Generation Partnership Project (3GPP) in Abschnitt 6 des 3GPP-Dokuments TS 25.214, Version 4.4.0 (2002-03) mit dem Titel „Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Procedures (FDD); Release 4" angegeben. Eine andere beispielhafte RA-Konfiguration wurde durch Standardisierungskörperschaften für das Global System of Mobile Communications (GSM) definiert.
  • In RA-Konfigurationen kann die Situation eintreten, dass mehrere Netzkomponenten gleichzeitig versuchen, auf eine spezifische weitere Netzkomponente zuzugreifen, d. h. dass Zugriffsanforderungen von verschiedenen Netzkomponenten „kollidieren". Derartige Kollisionen sind nachteilig für die Qualität des Dienstes, da sie in Zugriffsverzögerungen, Verlust von Nachrichten usw. resultieren. Infolgedessen wurden verschiedene Techniken eingeführt, um die nachteiligen Wirkungen von Kollisionen, die RA-Konfigurationen eigen sind, zu vermeiden oder zu reduzieren.
  • Beispielsweise wurde vorgeschlagen, segmentierte Wiederholungskonfigurationen zu implementieren, nach denen eine spezifische Netzkomponente ihre Zugriffsanforderung wiederholt überträgt, bis sie eine Bestätigung von einer anderen Netzkomponente erhält. Weiterhin können Kollisionen vermieden oder reduziert werden, indem eine Technik bereitgestellt wird, die es gestattet, zwischen Zugriffsanforderungen von verschiedenen Netzkomponenten zu unterscheiden. Zu diesem Zweck kann jede Zugriffsanforderung einen bestimmten Identifizierungscode umfassen, der auch als „willkürlicher Diskriminator" (GSM) oder „Signatur" (3GPP) bezeichnet wird und der es einer Netzkomponente, die zwei oder mehr Anforderungen gleichzeitig empfängt, gestattet, zwischen willkürlichen Zugriffsanforderungen von verschiedenen Netzkomponenten zu unterscheiden. Ein dritte Weise zur Reduzierung von Kollisionen, die RA-Konfigurationen eigen sind, besteht darin, die Netzkomponenten in spezifische Zugriffsklassen zu gruppieren. Die Definition derartiger Zugriffsklassen gestattet es, ganzen Populationen von Netzkomponenten die Übertragung von Zugriffsanforderungen aufgrund ihrer Zugehörigkeit zu einer bestimmten Zugriffsklasse zu unterbinden.
  • Diese Mechanismen tragen alle dazu bei, Zugriffsverzögerungen und andere nachteilige Auswirkungen von kollidierenden Zugriffsanforderungen, die typisch für RA-Konfigurationen sind, zu vermeiden oder zu reduzieren. Derartige Kollisionen sind jedoch nicht die einzige Ursache von beispielsweise Zugriffsverzögerungen. Eine andere Ursache sind beispielsweise zu niedrige Leistungspegel der Zugriffsanforderungssignale. Zu hohe Leistungspegel erhöhen jedoch unnötigerweise den Gesamtstörpegel und reduzieren die Systemkapazität.
  • Dies zeigt die Notwendigkeit für effiziente Leistungssteuerungsmechanismen. Im Allgemeinen bezieht sich Leistungssteuerung auf die Möglichkeit, die Übertragungsleistung von individuellen Netzkomponenten innerhalb eines spezifischen Bereichs zu steuern. Ein beispielhafter Leistungssteuerungsmechanismus für die Übertragung von Zugriffsanforderungssignalen in RA-Konfigurationen ist beschrieben in Matthias Schulist, Georg Frank, „Link Level Performance Results for a WCDMA Random Access Scheme with Preamble Power Ramping and Fast Acquisition Indication", Proc. of VTC'99.-Fall. Nach diesem Leistungssteuerungsmechanismus überträgt eine spezifische Netzkomponente ihr Zugriffsanforderungssignal wiederholt unter Verwendung einer Leistungsanstiegstechnik. Beginnend bei einem geeignet gewählten anfänglichen Leistungspegel, werden anschließende Zugriffsanforderungssignale bei steigenden Leistungspegeln übertragen, bis sie von einer Netzkomponente, die die Aufgabe der Zugriffsverwaltung hat, erfasst werden.
  • Als Reaktion auf den Empfang eines Zugriffsanforderungssignals muss die Netzkomponente, die die Aufgabe der Zugriffsverwaltung hat, der Netzkomponente signalisieren, die die Anforderung ausgegeben hat, ob die Anforderung bewilligt oder abgelehnt wird. Zu diesem Zweck muss ein Zugriffssteuerungssignal erzeugt und übertragen werden.
  • Die Wahl eines geeigneten Übertragungsleistungspegels für das Zugriffssteuerungssignal ist die Auswahl eines Operators, die die Kapazität der Netzkomponente beeinflusst, die das Zugriffssteuerungssignal überträgt. Um eine ausreichend hohe Erfassungswahrscheinlichkeit des Zugriffssteuerungssignals zu gewährleisten, wird das Zugriffssteuerungssignal gewöhnlich mit einem vergleichsweise hohen Übertragungsleistungspegel übertragen.
  • Es besteht ein Bedarf nach einem effektiven Signalisierungsmechanismus zwischen einer Netzkomponente, die Zugriff auf einen Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes anfordert, und einer anderen Netzkomponente, die den Zugriff steuert.
  • Die bekannt gemachte US-Anmeldung US2001/038619 beschreibt ein Funkkommunikationssystem, in dem Leistungssteuerung auf die übertragenen Abwärtssignale durch mindestens eine der Nebenstationen angewandt wird, die Hinweiszeichen-Anzeigen der vorherrschenden Funkkanalcharakteristiken des Aufwärtskanals überträgt. Dieses Hinweiszeichen wird von der Hauptstation verwendet, um Leistungssteuerung auf die Abwärtssignale auszuüben, und das Hinweiszeichen wird nur für die Leistungssteuerung verwendet und enthält keinen Bestimmungscode, der zusätzlich verwendet wird, um die anfordernde Nebenstation von anderen derartigen Stationen zu unterscheiden.
  • Modulation eines Einleitungsteils in einer Funknachricht ist an sich vorher durch WO99/60729 bekannt. Diese Veröffentlichung beschreibt jedoch nur die Modulation der Einleitung und nicht, wie in der vorliegenden Erfindung, die Modulation eines Identifizierungscodes, die Übertragungsweginformationen bereitstellt.
  • Die Wahl eines geeigneten Übertragungsleistungspegels für das Zugriffssteuerungssignal ist eine Auswahl eines Operators, die die Kapazität der Netzkomponente beeinflusst, die das Zugriffssteuerungssignal überträgt. Um eine ausreichend hohe Erfassungswahrscheinlichkeit des Zugriffssteuerungssignals zu gewährleisten, wird das Zugriffssteuerungssignal gewöhnlich mit einem vergleichsweise hohen Übertragungsleistungspegel übertragen.
  • Es besteht ein Bedarf nach einem effektiven Signalisierungsmechanismus zwischen einer Netzkomponente, die Zugriff auf einen Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes anfordert, und einer anderen Netzkomponente, die den Zugriff steuert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dieser Bedarf wird nach der Erfindung durch ein Verfahren zur Anforderung von Zugriff zu einem Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes befriedigt, in dem Identifizierungscodes verwendet werden, um Zugriffsanforderungen von verschiedenen Netzkomponenten zu unterscheiden, wobei das Verfahren den Schritt des Ermitteln von Informationen über einen Übertragungsweg in dem Netz, den Schritt des Ermitteln eines Identifizierungscodes in Abhängigkeit von den ermittelten Übertragungsweginformationen, wobei vorher eine Assoziation zwischen Identifizierungscodes und Übertragungsweginformationen hergestellt wurde, und den Schritt des Modulieren des ermittelten Identifizierungscodes auf ein Signal, um ein Zugriffsanforderungssignal zu erzeugen, das Übertragungsweginformationen trägt umfasst.
  • Ein ergänzender Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Zugriffs zu einem Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, in dem Identifizierungscodes verwendet werden, um Zugriffsanforderungen von verschiedenen Netzkomponenten zu unterscheiden, wobei das Verfahren den Schritt des Empfangen eines Zugriffsanforderungssignals, auf das ein Identifizierungscode moduliert wurde, des Analysieren des Identifizierungscodes, um davon einen Übertragungsleitungspegel abzuleiten, wobei vorher eine (direkte oder indirekte) Assoziation zwischen Identifizierungscodes und Übertragungsleistungspegeln hergestellt wurde, und den Schritt des Übertragens eines Zugriffssteuerungssignals, das Zugriffssteuerungsinformationen enthält, bei dem vorher abgeleiteten Übertragungsleistungspegel umfasst.
  • Durch Assoziieren von Identifizierungscodes mit Übertragungsweginformationen wird ein Signalisierungsmechanismus realisiert, der eine verbesserte Signalisierung zwischen einer anfordernden Netzkomponente und einer Netzkomponente, die den Zugriff zu einen Netzknoten steuert, gestattet. Vorzugsweise ist die Netzkomponente, die den Zugriff steuert, identisch mit dem Netzknoten, zu dem Zugriff angefordert wird. Die Erfindung kann in jedem drahtlosen Kommunikationsnetz ausgeführt werden, das Identifizierungscodes zur Verwaltung von Zugriffsanforderungen verwendet und insbesondere in Zusammenhang mit RA- oder RA-ähnlichen Konfigurationen, die Identifizierungscodes wie „willkürliche Diskriminatoren" (GSM) oder „Signaturen" (3GPP) verwenden.
  • Die Übertragungsweginformationen können verschiedene Aspekte betreffen, die direkt oder indirekt mit einem Übertragungsweg zwischen beispielsweise der anfordernden Netzkomponente und der steuernden Netzkomponente oder dem Netzknoten in Verbindung stehen. Sie können beispielsweise einen Wegverlust-Parameter oder jeden anderen Parameter betreffen, der einen Zustand oder eine Länge des Übertragungswegs kennzeichnet der sich zwischen der Netzkomponente, die Zugriff anfordert, und beispielsweise dem Netzknoten, zu den der Zugriff angefordert wird, erstreckt. Die von dem Zugriffssteuerungssignal getragenen Übertragungsweginformationen können beispielsweise einen Übertragungsleistungspegel anzeigen, der erforderlich ist, um eine ausreichend hohe Erfassungswahrscheinlichkeit eines Signals wie ein Zugriffssteuerungssignal, das nach Empfang des und/oder als Reaktion auf das Zugriffsanforderungssignal übertragen wird, zu garantieren.
  • Die Übertragungsweginformationen werden mit dem Zugriffsanforderungssignal zu der Netzkomponente gesandt, die den Zugriff zu den Netzknoten steuert, und können von dieser Netzkomponente für verschiedene Zwecke genutzt werden. Vorzugsweise werden die Übertragungsweginformationen zur Auswahl eines geeigneten Übertragungsleistungspegels für mindestens eines des Zugriffssteuerungssignals und anschließender Signale genutzt. Alternativ oder zusätzlich können die Übertragungsweginformationen an andere Netzknoten für beispielsweise Leistungssteuerungszwecke weitergeleitet werden. Die Übertragungsweginformationen können jedoch auch für Zwecke verwendet werden, die nicht oder nicht direkt mit Leistungssteuerung in Verbindung stehen. Als ein Beispiel kann auch die Erstellung von Übertragungsweg-Statistiken erwähnt werden.
  • Die Übertragungsweginformationen können abhängig von ihrem Inhalt auf verschiedene Weise ermittelt werden. Beispielsweise können die Übertragungsweginformationen durch Messungs-, Berechnungs- oder Schätzungsschritte erhalten werden.
  • Nachdem die Übertragungsweginformationen ermittelt wurden, wird anschließend der korrespondierende Identifizierungscode bestimmt. Abhängig von den ermittelten Übertragungsweginformationen kann der Identifizierungscode beispielsweise aus einem vordefinierten Satz oder Bereich von Identifizierungscodes ausgewählt werden. Zu diesem Zweck kann eine Nachschlagetabelle bereitgestellt werden, die Identifizierungscodes und Übertragungsweginformationen assoziiert. Eine derartige Assoziation kann jedoch auch durch spezifische Funktionen hergestellt werden, die eine Abbildung von Übertragungsweginformationen auf Identifizierungscodes (und umgekehrt) gestattet. Vorzugsweise werden spezifische Klassen von Übertragungsweginformationen definiert, die beispielsweise mit individuellen Bereichen von Übertragungsweg-Parametern in Bezug stehen, und die Identifizierungscodes werden derart gruppiert oder angeordnet, dass eine Assoziation zwischen den Klassen der Übertragungsweginformationen und Gruppen oder Bereichen von Identifizierungscodes oder individuellen Identifizierungscodes erhalten wird.
  • Die Identifizierungscodes haben vorzugsweise die Formen von orthogonalen Sequenzen. Dies gestattet die gleichzeitige oder quasi-gleichzeitige Übertragung der Identifizierungscodes zu (und von) der Netzkomponente, die den Zugriff steuert.
  • Im Folgenden werden verschiedene Aspekte der Erfindung getrennt für einerseits die Netzkomponente, die Zugriff anfordert, und andererseits die Netzkomponente, die den Zugriff steuert, beschrieben.
  • Aspekte in Verbindung mit der Netzkomponente, die Zugriff anfordert, werden zuerst beschrieben. Diese Netzkomponente ist vorzugsweise konfiguriert, um als Reaktion auf ihr Zugriffsanforderungssignal ein Zugriffssteuerungssignal zu empfangen, das Zugriffssteuerungsinformationen enthält, und um dieses Zugriffssteuerungssignal zumindest in Bezug auf die enthaltenen Zugriffsinformationen zu analysieren. Die Zugriffssteuerungsinformationen betreffen beispielsweise die ausdrückliche Bewilligung oder Ablehnung einer Zugriffsanforderung oder die Spezifikation eines „Wiederholen-danach"-Intervalls.
  • In RA-Konfigurationen kann eine Vielzahl von Netzkomponenten gleichzeitig versuchen, auf einen einzelnen Netzknoten zuzugreifen. In einem derartigen Fall kann das Zugriffssteuerungssignal gleichzeitig Zugriffssteuerungsinformationen für diese Vielzahl von Netzkomponenten enthalten. Die Zugriffssteuerungsinformationen für bestimmte Netzkomponenten in dem Zugriffssteuerungssignal sind vorzugsweise mit dem Identifizierungscode der Netzkomponente, wie sie im Zugriffsanforderungssignal der Netzkomponente angegeben ist, assoziiert. Folglich kann jede Netzkomponente die Zugriffssteuerungsinformationen, die mit ihrer eigenen Zugriffsanforderung in Zusammenhang stehen, aus dem Zugriffssteuerungssignal erlangen.
  • Zur Erhöhung der Erfassungswahrscheinlichkeit eines Zugriffssteuerungssignals und zur Reduzierung der Wahrscheinlichkeit von falschen Alarmen kann ein empfangenes Zugriffssteuerungssignal einem Interferenzen-Unterdrückungsschritt unterzogen werden. Verschiedene Routinen zur Unterdrückung von Interferenzen können verwendet werden. Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung enthält der Interferenzen-Unterdrückungsschritt, ein Kompensationssignal reflektierende Zugriffssteuerungsinformationen, die nicht mit dem Identifizierungscode assoziiert sind, der von der Netzkomponente verwendet wird, die den Interferenzen-Unterdrückungsschritt ausführt, von dem Zugriffssteuerungssignal zu subtrahieren. Vorzugsweise steht das Kompensationssignal nur mit solchen Zugriffssteuerungsinformationen in Verbindung, die bei demselben und/oder einem höheren Leistungspegel als die eigenen Zugriffssteuerungsinformationen der Netzkomponente gesendet wurden. Die Netzkomponente kann Informationen über den Leistungspegel, mit dem spezifische Zugriffssteuerungsinformationen gesandt wurden, durch Analysieren des Identifizierungscodes, der mit diesen Zugriffssteuerungsinformationen assoziiert ist, ableiten.
  • Zur Erlangung eines zufrieden stellenden Kompromisses zwischen Leistungseffizienz und Zugriffsverzögerung kann das Zugriffsanforderungssignal, das von einer Netzkomponente übertragen wird, die Zugriff zu einem Netzknoten anfordert, wiederholt unter Verwendung von Übertragungsleistungsanstieg übertragen werden. Während des Übertragungsleistungsanstiegs wird die Übertragungsleistung von wiederholt übertragenen Zugriffsanforderungssignalen nach einem bestimmten Leistungsanstiegskonzept erhöht.
  • Im Folgenden werden Aspekte in Verbindung damit, dass die Netzkomponente ein oder mehrere Zugriffsanforderungssignale empfängt, ausführlicher beschrieben. Eine mögliche Variante des Verfahrens, das nach der Erfindung von einer derartigen Netzkomponente ausgeführt wird, kann den Schritt umfassen, ein Zugriffsanforderungssignal zu empfangen, auf das ein Identifizierungscode moduliert wurde, den Schritt der Analyse des Identifizierungscodes in Bezug auf damit assoziierte Übertragungsweginformationen, wobei vorher eine Assoziation zwischen Identifizierungscodes und Übertragungsweginformationen hergestellt wurde, den Schritt der Ableitung eines Übertragungsleistungspegels von den vorher erhaltenen Übertragungsweginformationen und den Schritt der Übertragung eines Zugriffssteuerungssignals, das Zugriffssteuerungsinformationen enthält, bei dem vorher abgeleiteten Übertragungsleistungspegel.
  • Der Übertragungsleistungspegel kann direkt von dem Identifizierungscode abgeleitet werden, beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, oder kann indirekt von Übertragungsweginformationen abgeleitet werden, die aus dem in dem Zugriffsanforderungssignal enthaltenen Identifizierungscode deduziert wurden.
  • Wie oben erwähnt, erhält das Zugriffssteuerungssignal, das als Reaktion auf die Erfassung eines Zugriffsanforderungssignals von der Netzkomponente, die den Zugang steuert, übertragen wurde, Zugriffssteuerungsinformationen. Das Zugriffssteuerungssignal enthält vorzugsweise zusätzlich den Identifizierungscode, der von dem erfassten Zugriffsanforderungssignal abgeleitet wurde. In dem Zugriffssteuerungssignal kann der Identifizierungscode einer bestimmten Netzkomponente, die Zugriff anfordert, mit korrespondierenden Zugriffssteuerungsinformationen für diese Netzkomponente assoziiert sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft in dem Fall, dass das Zugriffssteuerungssignal gleichzeitig Zugriffssteuerungsinformationen für eine Vielzahl von Netzkomponenten enthält. Der Grund dafür ist die Tatsache, dass jede Netzkomponente den Identifizierungscode, den sie vorher auf das Zugriffsanforderungssignal moduliert hat, gespeichert haben kann, so dass jede Netzkomponente die richtigen Zugriffssteuerungsinformationen aus dem Zugriffssteuerungssignal entnehmen kann.
  • Wenn das Zugriffssteuerungssignal Zugriffssteuerungsinformationen für eine Vielzahl von Netzkomponenten enthält, kann der Übertragungsleistungspegel des Zugriffssteuerungssignal individuell für jede zu übertragene Zugriffssteuerungsinformation abgeleitet und angepasst werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Zugriffssteuerungssignal mit einem höheren Übertragungsleistungspegel übertragen werden kann, wenn Steuerungsinformationen, die für eine entfernte Netzkomponente vorgesehen sind, übertragen werden und umgekehrt.
  • Die Erfindung kann als eine Hardwarelösung und als ein Computerprogrammprodukt, das Programmcodeabschnitte zum Ausführen der obigen Schritte enthält, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Netzkomponente ausgeführt wird, implementiert werden. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Medium wie ein Datenträger, der an der Netzkomponente angebracht oder davon entfernbar ist, gespeichert werden.
  • Die Hardwarelösung enthält eine Netzkomponente, die konfiguriert ist, um Zugriff zu einem Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes anzufordern, und die eine erste Ermittlungseinheit zum Ermitteln von Informationen über einen Übertragungsweg in dem Netz, eine Datenbank, die Daten enthält, die Identifizierungscodes und Übertragungsweginformationen assoziieren, und eine zweite Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Identifizierungscodes, der in ein Zugriffsanforderungssignal, das Übertragungsweginformationen tragt, aufzunehmen ist, umfasst. Zusätzlich kann diese Netzkomponente einen Modulator zum Modulieren des ausgewählten Identifizierungscodes auf ein Signal, um das Zugriffsanforderungssignal zu erzeugen, und einen Sender zum Übertragen des Zugriffsanforderungssignals umfassen.
  • Nach einem ergänzenden Aspekt der Erfindung wird eine Netzkomponente bereitgestellt, die konfiguriert ist, um Zugriff zu einem Knoten eines drahtlosen Kommunikationsnetzes zu steuern, wobei die Netzkomponente eine Datenbank, die Daten enthält, die Identifizierungscodes und Übertragungsleistungsinformationen assoziieren, einen Analysator zum Analysieren des in einem empfangenen Zugriffsanforderungssignals enthaltenen Identifizierungscodes in Bezug auf die Übertragungsleistungsinformationen, die mit dem Identifizierungscode assoziiert sind, und eine Ableitungseinheit zum Ableiten eines Übertragungsleistungspegels für ein Zugriffssteuerungssignal aus den Übertragungsleistungsinformationen, die von dem Analysator erhalten wurden, umfasst.
  • Die Datenbank, die zum Assoziieren von Identifizierungscodes und Übertragungsleistungsinformationen verwendet wird, kann verschiedene Konfigurationen aufweisen. Sie kann beispielsweise als eine Nachschlagetabelle konfiguriert sein, die individuelle Identifizierungscodes oder Bereiche von Identifizierungscodes direkt mit korrespondierenden Übertragungsleistungspegeln korreliert. Dagegen ist es auch möglich, dass die Datenbank Identifizierungscodes und Übertragungsleistungsinformationen indirekt über Übertragungsweginformationen assoziiert. In einem derartigen Fall können die Identifizierungscodes beispielsweise mit Übertragungsweginformationen assoziiert werden und die Übertragungsweginformationen können mit Übertragungsleistungspegeln korreliert werden. Der Übertragungsleistungspegel, der zum Übertragen eines Zugriffssteuerungssignal zu verwenden ist, kann daher von Übertragungsweginformationen, die mit einem spezifischen Identifizierungscode korreliert sind, abgeleitet werden.
  • Die Netzkomponente, die die Aufgabe der Zugriffssteuerung erfüllt, kann weiter einen Empfänger zum Empfangen des Zugriffssteuerungssignals, auf das der Identifizierungscode moduliert wurde, und einen Sender zum Übertragen des Zugriffssteuerungssignals bei dem von der Ableitungseinheit abgeleiteten Übertragungsleistungspegel umfassen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, von denen:
  • 1 schematisch die Topographie eines drahtlosen Kommunikationsnetzes nach der Erfindung zeigt;
  • 2 schematisch eine Konfiguration für willkürlichen Zugriff zeigt, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann;
  • 3 schematisch die Struktur einer Zugriffsanforderung zeigt, die die Form eines Einleitungssignals hat;
  • 4 schematisch die Struktur einer Erfassungsanzeige zeigt, die als Zugriffssteuerungsinformationen dient;
  • 5 schematisch die Erzeugung von Zugriffssteuerungsinformationen zeigt;
  • 6 schematisch die Struktur einer Nachricht zeigt, die als Reaktion auf eine positive Zugriffssteuerungsinformation übertragen wird;
  • 7 schematisch eine Netzkomponente in der Form einer Benutzerausrüstung nach der Erfindung zeigt;
  • 8 schematisch eine Netzkomponente in der Form einer Basisstation nach der Erfindung zeigt;
  • 9 schematisch die Einheiten einer Benutzerausrüstung zeigt, die an einem Interferenzen-Unterdrückungsverfahren beteiligt sind;
  • 10 schematisch einige der in 9 dargestellten Einheiten detaillierter zeigt; und
  • 11 schematisch einige der in 10 dargestellten Einheiten detaillierter zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft in Bezug auf ein drahtloses Kommunikationssystem nach der 3GPP-Spezifikation dargelegt. Insbesondere wird die Erfindung in Zusammenhang mit der RA-Konfiguration, die in Abschnitt 6 des 3GPP-Dokuments TS 25.214, Version 4.4.0 (2002-03) mit dem Titel „Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Procedures (FDD); Release 4" definiert ist, beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die Erfindung auch in einem anderen drahtlosen Kommunikationssystem wie CDMA 2000 ausgeführt werden könnte.
  • Obwohl die Erfindung hierin nachstehend im Zusammenhang mit Netzkomponenten in der Form von Benutzerausrüstungen (UEs) beschrieben wird, die Zugriff zu einem gemeinsamen Netzknoten (Netzkomponente) anfordern, der als eine Basisstation (BS) konfiguriert ist, ist die Erfindung weiterhin weder auf derartige spezifische Netzkomponenten beschränkt noch muss der Netzknoten, zu dem Zugriff angefordert wird, notwendigerweise mit der Netzkomponente, die den Zugriff zu diesen Netzknoten steuert, identisch sein.
  • Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die hierin nachstehend beschriebene Funktionalität „entfernte Leistungssteuerung" beschränkt. Andere Funktionalitäten außer der Leistungssteuerung könnten auch auf der Grundlage des erfinderischen Konzepts implementiert werden.
  • In 1 ist ein beispielhaftes drahtloses 3GPP-Kommunikationsnetz 10 nach der Erfindung dargestellt. Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Netz 10 einen zentralen Netzknoten in der Form einer Basisstation BS und eine Vielzahl von Benutzerausrüstungen UEs in der Form von z. B. Mobiltelefonen, persönlichen digitalen Assistenten (PDAs) usw. Kommunikation zwischen der Basisstation BS und den individuellen Benutzerausrüstungen UEs wird über individuelle Übertragungswege 12 ausgeführt. In 1 ist zwischen der Basisstation BS und jeder Benutzerausrüstung UE nur ein einzelner Übertragungsweg 12 dargestellt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass in Wirklichkeit Mehrwegausbreitung erfolgen kann.
  • 3GPP hat eine RA-Konfiguration für ihren FDD-(WCDMA)-Modus in den 3GPP-Spezifikationen TSG-RAN WG1 TS25.211 bis TS 25.215 definiert. Die RA-Konfiguration von 3GPP bietet sowohl aus der Sicht der Zugriffsverzögerung als auch aus der Sicht der Leistungseffizienz Vorteile. Die RA-Konfiguration umfasst eine Rückwärtsverbindungskomponente (Aufwärtsverbindung, UL), die sich von der Benutzerausrüstung UE hin zu der Basisstation BS erstreckt, und eine Vorwärtsverbindungskomponente (Abwärtsverbindung, DL), die sich von der Basisstation BS zu der Benutzerausrüstung UE erstreckt. Die UL-Komponente wird als physikalischer Kanal mit willkürlichem Zugriff (PRACH) bezeichnet und die DL-Komponente wird als Erfassungsanzeigekanal (AICH) bezeichnet. Im Allgemeinen wird der UL PRACH für die Übertragung von Zugriffsanforderungssignalen und Nachrichten zur Basisstation verwendet, während der DL AICH zur Übertragung von Zugriffssteuerungsinformationen, die als Reaktion auf die Erfassung einer Zugriffsanforderung erzeugt werden, zur Benutzerausrüstung UE verwendet wird.
  • 2 zeigt eine Skizze der 3GPP-WCDMA-RA-Konfiguration. Im Folgenden wird diese RA-Konfiguration kurz so weit beschrieben, wie sie für die vorliegende Erfindung relevant ist.
  • In der oberen Hallte von 2 ist der UL PRACH dargestellt. Der UL PRACH ist in eine Vielzahl von individuellen Zugriffsschlitzen aufgeteilt, die eine Länge von jeweils 5120 Chips haben. Bei einer Chiprate von 3,84 MChips/s korrespondiert dies mit einer Zugriffsschlitzlänge von 1,33 ms. Jedes Mal, wenn ein Benutzer z. B. einen Anruf einleiten möchte, wählt seine Benutzerausrüstung UE willkürlich einen UL-Zugriffsschlitz aus einem vordefinierten Satz von Zugriffsschlitzen aus (segmentiertes ALOHA-Konzept).
  • Jeder Zugriff auf den PRACH wird in zwei distinkte Phasen unterteilt, die durch eine Erfassungsanzeigephase in dem AICH getrennt sind. Während der ersten Phase wird ein Zugriffsanforderungssignal in der Form einer Einleitung wiederholt in dem PRACH gesendet. Während der zweiten Phase, die als Reaktion auf den Empfang einer positiven Einleitungsbestätigung in dem AICH initiiert wird, wird eine Nachricht in dem PRACH gesendet. Folglich besteht das UL-PRACH-Rahmenformat aus einer oder mehreren Einleitungen, wobei jede Einleitung eine Länge von 4096 Chips (≈ 1 ms) hat und von einer Schutzperiode einer flexiblen Länge und einem Nachrichtenteil von 10 oder 20 ms gefolgt wird. Die Zeitsteuerung von Einleitung und Schutzperiode ist an die RA-Zugriffsschlitzstruktur angepasst, um eine exakte UL-Zeitrahmenausrichtung des Nachrichtenteils zu gestatten.
  • Wie aus 2 ersichtlich ist, wird das Zugriffsanforderungssignal (Einleitung), das wiederholt von der Benutzerausrüstung UE in dem UL PRACH übertragen wird, einem Leistungsanstieg unterzogen. In der Einleitungs-Leistungsanstiegsphase wird der Einleitungs-Leistungspegel in dem UL PRACH stetig von der Benutzerausrüstung UE erhöht, beginnend bei einem geeignet gewählten anfänglichen Leistungspegel. Der anfängliche Leistungspegel kann beispielsweise durch Schätzung des Wegverlusts unter Berücksichtigung der bekannten Basisstation-Übertragungsleistungs- und -Interferenzpegel bestimmt werden.
  • Die Struktur der Einleitung, d. h. des Zugriffsanforderungssignals, ist in 3 dargestellt. Wie aus 3 ersichtlich, ist die Einleitung eine Sequenz von 256 Wiederholungen einer Signatur Si mit einer Länge von 16 Chips.
  • Die Einleitungssignaturen werden als Identifizierungscodes verwendet, um die Kollisionswahrscheinlichkeit von Einleitungen (Zugriffsanforderungen), die von verschiedenen Netzkomponenten stammen, zu vermeiden oder zu reduzieren. Zu diesem Zweck spezifiziert 3GPP sechzehn Signaturen in der Form von orthogonalen Sequenzen (Walsh-Sequenzen), die nach der 3GPP-Spezifikation willkürlich von der Benutzerausrüstung UE während jedes Zugriffsversuchs ausgewählt werden.
  • Eine Benutzerausrüstung UE, die Zugriff anfordert, überträgt wiederholt willkürlich ausgewählte Einleitungen bei einem steigenden Leistungspegel, bis die letzte Einleitung an der Basisstation BS erfasst wird. Nach der Identifizierung der Einleitungssignatur überträgt die Basisstation BS eine unmittelbare („schnelle") Erfassungsanzeige (AI) in dem DL AICH, wie in der unteren Hälfte von 2 dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich, besteht ein zeitlicher Versatz zwischen den Zugriffsschlitzen des UL PRACH und des DL AICH.
  • Nach dem in 2 und 4 dargestellten DL-AICH-Rahmenformat ist ein Funkrahmen in Zugriffsschlitze unterteilt, die jeweils eine Dauer von 5120 Chips haben. Damit korrespondiert die Zugriffsschlitzstruktur des DL AICH genau mit der Schlitzstruktur des UL PRACH. Jeder Zugriffsschlitz des DL AICH besteht aus einem AI-Teil mit einer Länge von 4096 Chips, gefolgt von einer Ruhezeit mit einer Länge von 1024 Chips (siehe 4). Der AI-Teil von jedem Zugriffsschlitz besteht aus einer symbolweisen Kombination von sechzehn komplexen orthogonalen Codewörtern a1 ... a16, wobei jedes Codewort eine Dauer von 4096 Chips nach der Spreizung hat. Die Codewörter a1 ... a16 stimmen einzeln mit den in dem UL PRACH verwendeten Einleitungssignaturen überein. Jede in dem UL PRACH erfolgreich empfangene Einleitung, die eine spezifische Signatur tragt, wird dem korrespondierenden AI-Codewort in dem DL AICH zugeordnet. Daher werden die Codewörter auch als AI-Signaturen bezeichnet. Dies gestattet einer anfordernden Benutzerausrüstung UE, sich seiner Einleitungssignatur bewusst zu sein, um die richtige AI in dem DL AICH zu erfassen. Nach 4 besteht jede AI-Signatur aus sechzehn AI-Symbolen.
  • Eine AI bildet ein Zugriffssteuerungssignal und tragt Informationen hinsichtlich der folgenden Inhalte:
    AI = 1: positive Einleitungs-Bestätigung: Einleitung erfasst, Benutzerausrüstung UE sollte Nachricht senden;
    AI = 0: Einleitung nicht erfasst: Einleitung bei einem erhöhten Leistungspegel erneut senden;
    AI = –1: negative Einleitungs-Bestätigung: Einleitung erfasst, Benutzerausrüstung UE sollte Nachricht nicht senden.
  • Der Fall A = 0 bedeutet daher im Wesentlichen, dass die jeweilige AI-Signatur überhaupt nicht übertragen wird.
  • Die Erzeugung von AICH-Informationen pro Zugriffsschlitz ist schematisch in 5 dargestellt. Wie aus 5 ersichtlich, können während eines Zugriffsschlitzes Zugriffssteuerungsinformationen für bis zu sechzehn Benutzerausrüstungen UE, die Zugriff anfordern, in dem DL AICH übertragen werden. Dies beruht auf der Tatsache, dass die sechzehn Codewörter a1 ... a16 in Bezug aufeinander orthogonal sind.
  • Eine Benutzerausrüstung UE überwacht während der Schutzperiode, die auf die Übertragung einer Einleitung im UL PRACH folgt, ob eine AI einschließlich einer AI-Signatur, die mit der auf die Einleitung modulierte Signatur korrespondiert, im DL AICH erfasst wird oder nicht. Wenn dies der Fall ist, werden die in der AI enthaltenen dedizierten Zugriffssteuerungsinformationen ausgewertet. Im Fall einer positiven Bestätigung (AI = 1) wird die Nachricht von der Benutzerausrüstung UE im nächsten UL-PRACH-Zugriffsschlitz nach AI-Übertragung und -Empfang gesendet. Im Fall einer negativen Bestätigung (AI = –1) unterlasst es die Benutzerausrüstung UE, die Nachricht zu senden, und bricht den Einleitungs-Leistungsanstieg ab. In dem Fall, dass die jeweilige AI-Signatur nicht erfasst wird (AI = 0), fahrt die Benutzerausrüstung UE mit dem Einleitungs-Leistungsanstieg fort.
  • Das Format einer im UL PRACH gesendeten Nachricht im Fall von AI = 1 ist schematisch in 6 dargestellt. Der Nachrichtenteil nimmt einen oder zwei Funkrahmen ein. Daten werden im Zweig „I" übertragen, der als der dedizierte physikalische Datenkanal (DPDCH) bezeichnet wird. Pilotsymbole und Steuerungsinformationen wie Transportformat-Kombinationsanzeigen (TFCIs) werden in dem Zweig „Q" übertragen, der als der dedizierte physikalische Steuerungskanal (DPCCH) bezeichnet wird. Die Datenübertragung im DPDCH wird mit der Übertragung eines zyklischen Redundanzcodes (CRC) abgeschlossen. Wie aus 2 ersichtlich, kann die Nachricht mit demselben Übertragungsleistungspegel wie das letzte Einleitungssignal, d. h. wie das Einleitungssignal, das die AI im DL AICH verursacht hat, oder mit einem Übertragungsleistungspegel, der in Bezug auf den Übertragungsleistungspegel des letzten Einleitungssignals einen Leistungsversatz hat, gesendet werden.
  • Um Zugriffsverzögerungen und übermäßig hohe Einleitungs- und Nachrichtenleistungspegel zu vermeiden, muss eine sichere Erfassung einer AI, die von der Basisstation BS im DL AICH an die Benutzerausrüstung UE gesendet wurde, in verschiedenen Übertragungsausbreitungsszenarien gewährleistet werden. Dies wird von der so genannten Erfassungswahrscheinlichkeit reflektiert, die im Idealfall gegen 100% gehen sollte. Außerdem, und um insbesondere große Zugriffsverzögerungen und erhöhte Interferenzpegel in der Basisstation BS zu vermeiden, sollten AIs, die nicht von der Basisstation BS übertragen wurden, keine korrespondierenden Erfassungsergebnisse durch eine Benutzerausrüstung UE verursachen. Dies wird von der so genannten Wahrscheinlichkeit für falsche Alarme oder Imitationswahrscheinlichkeit reflektiert, die im Idealfall gegen 0% gehen sollte.
  • Um gleichzeitig eine hohe Erfassungswahrscheinlichkeit, eine niedrige Wahrscheinlichkeit für falsche Alarme und niedrige Interferenzpegel zu gewährleisten, müssen Übertragungsleistungspegel für die Als sorgfältig ausgewählt werden. Da die Basisstation BS bisher noch nicht über den Standort, d. h. den Wegverlust zu, einer anfordernden Benutzerausrüstung UE informiert wurde, wurde gewöhnlich die maximal verfügbare Leistung ausgewählt, um ausreichende AI-Erfassung und Leistung für falsche Alarme zu gewährleisten.
  • In dieser Hinsicht ähnelt der AICH ein wenig dem gemeinsamen Pilotkanal (CPICH), der die von der Basisstation BS abgedeckte Zellgröße bestimmt. Einige Vorhersagen schätzen eine Übertragungsleistung von 2 bis 4 W für den CPICH. Dies würde einen Verbrauch von 1,6 bis 12,8 W mittlerer Leistung für einen AICH bedeuten, wenn ein Dauerverkehr von 1 bis 4 gleichzeitigen AIs und AICH angenommen wird. Dies könnte in einer erschöpfenden Nutzung der verfügbaren Leistungsressourcen der Basisstation und anderer Ressourcen als ein Ergebnis der Tatsache, dass die Basisstation BS nicht über adäquate Informationen über den Übertragungsweg zu der Benutzerausrüstung UE verfügt, die Zugriff zur Basisstation BS anfordert, resultieren.
  • Um das oben dargestellte Szenarium zu vermeiden, übertragen die Benutzerausrüstungen UEs Informationen über den Zustand des Übertragungswegs, die ihnen verfügbar sind, zusammen mit der Einleitungssignatur („Identifizierungscode") im UL PRACH zur Basisstation BS. Ein mögliches Verfahren zur Übertragung von beispielhaften Übertragungsweginformationen zur Basisstation BS wird hierin nachstehend beschrieben.
  • Der in 2 dargestellte Anstieg der Einleitungsleistung beginnt bei einem anfänglichen Leistungspegel, der von der Benutzerausrüstung UE aus dem DL-Wegverlust und dem Ziel-Signal-Rausch-Abstand an der Basisstation BS geschätzt wird, um eine spezifische Empfangsqualität zu gewährleisten. Der DL-Wegverlust kann beispielsweise aus dem ausgestrahlten Basisstation-Leistungspegel (z. B. im CPICH) und dem tatsächlich empfangenen Leistungspegel geschätzt werden. Anstelle des Wegverlusts oder zusätzlich zum Wegverlust kann die Benutzerausrüstung UE andere Parameter bestimmen, die charakteristisch für den Zustand des Übertragungswegs zur Basisstation BS sind, beispielsweise durch Messungen.
  • Nachdem die Benutzerausrüstung UE Übertragungsweginformationen in der Form einer Wegverlustschätzung bestimmt hat, kann sie sich selbst in Bezug auf ihre Mitgliedschaft zu einer spezifischen „Wegverlustklasse" klassifizieren. Zu diesem Zweck wird der vollständige Satz von sechzehn Einleitungssignaturen in individuelle Wegverlustklassen aufgeteilt. Beispielsweise könnten die Signaturen in vier Gruppen von jeweils vier Signaturen aufgeteilt werden, wobei jede Signaturgruppe einen bestimmten Wegverlust kennzeichnet. Nach einem derartigen Szenarium kann die Benutzerausrüstung UE eine Einleitungssignatur in Abhängigkeit von den festgestellten Übertragungsweginformationen basierend auf der folgenden Assoziation zwischen Einleitungssignaturen und Wegverlustschätzungen auswählen:
    Wegverlust Wegverlustklasse verfügbare Einleitungssignaturen
    0–10 dB 1 1–4
    > 10–20 dB 2 5–8
    > 20–30 dB 3 9–12
    > 30 dB 4 13–16
  • Nach der Schätzung eines tatsächlichen Wegverlusts für den Übertragungsweg zur Basisstation BS wählt die Benutzerausrüstung UE willkürlich eine korrespondierende Einleitungssignatur aus der Signaturgruppe aus, die mit diesem Wegverlust korrespondiert, und moduliert diese Signatur auf das Einleitungssignal. Folglich trägt das Einleitungssignal nicht nur den Identifizierungscode der Benutzerusrüstung UE, sondern gleichzeitig Übertragungsweginformationen in der Form einer bestimmten Wegverlustlklasse.
  • Wenn die Benutzerausrüstung UE beispielsweise einen Wegverlust von 22 dB schätzt, bestimmt sie aus der obigen Tabelle, dass dieser Wegverlust mit der Wegverlustklasse 3 korrespondiert. Sie wählt dann willkürlich eine der Signaturen 9 bis 12 aus, die mit dieser Wegverlustklasse 3 korrespondieren, und moduliert die ausgewählte Signatur auf die Einleitung.
  • Durch die obige Gruppierung der sechzehn Einleitungssignaturen und Abbildung auf Wegverlustklassen kann Signalisierung von Wegverlustinformationen von der Benutzerausrüstung UE zur Basisstation BS durchgeführt werden. Eine versorgende Basisstation BS, die eine bestimmte Einleitungssignatur identifiziert, kann daher die korrespondierende Wegverlustklasse (z. B. Klasse 3) bestimmen und kann den jeweiligen AI-Übertragungsleistungspegel (z. B. 10 dB unter dem CPICH-Übertragungsleistungspegel) geeignet einstellen. Dies gestattet der Basisstation BS, eine Benutzerausrüstung UE, die sich nahe der Basisstation BS befindet, mit einem niedrigeren Leistungspegel als eine weit entfernte Benutzerausrüstung UE zu versorgen. Insbesondere kann eine versorgende Basisstation BS gleichzeitig RA Als mit individuell angepassten Übertragungsleistungspegeln übertragen.
  • Wenn die Basisstation BS gleichzeitig Als im DL AICH überträgt, kann die dedizierte AI einer Benutzerausrüstung UE, die zu einer niedrigen Wegverlustklasse gehört, stark durch andere Als gestört werden. Daher ist es vorteilhaft, geeignete Interferenzunterdrückungsverfahren in der Benutzerausrüstung UE zu implementieren. Vor der ausführlicheren Diskussion eines beispielhaften Interferenzen-Unterdrückungsverfahrens werden die Einheiten, die in einer Benutzerausrüstung UE und einer Basisstation BS zur Ausführung der Erfindung erforderlich sind, unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
  • In 7 ist eine der Benutzerausrüstungen UEs des in 1 dargestellten drahtlosen Kommunikationsnetzes 10 beispielhaft dargestellt. Die Benutzerausrüstung UE umfasst mehrere Einheiten einschließlich einer Datenbank 20, einer ersten Ermittlungseinheit 22, einer zweiten Ermittlungseinheit 24, eines Modulators 26, eines Senders 28 und einer Antenne 30.
  • Jedes Mal, wenn ein willkürlicher Zugriff zur Basisstation BS eingeleitet werden muss, beginnt die Benutzerausrüstung UE mit der Ableitung des Wegverlusts zur Basisstation BS. Zu diesem Zweck schätzt die erste Ermittlungseinheit 22 der Benutzerausrüstung UE den Wegverlust aus dem ausgestrahlten Basisstation-Leistungspegel und dem tatsächlich empfangenen Leistungspegel. Der geschätzte Wegverlust wird zur zweiten Ermittlungseinheit 24 ausgegeben, die als Reaktion auf den Empfang des geschätzten Wegverlusts auf die Datenbank 20 zugreift, um eine mit dem geschätzten Wegverlust korrespondierende Einleitungssignatur zu bestimmen.
  • Die Datenbank 20 kann beispielsweise eine Nachschlagetabelle enthalten, die für individuelle Wegverlustklassen eine oder mehr verfügbare Einleitungssignaturen angibt. In dem Fall, dass nur eine Signatur für den bestimmten geschätzten Wegverlust gültig ist, wird diese Signatur von der zweiten Ermittlungseinheit 24 aus der Datenbank 20 gelesen und zum Modulator 26 weitergeleitet. In dem Fall, dass der Inhalt der Datenbank 22 angibt, dass zwei Einleitungssignaturen oder mehr der bestimmten Wegverlustschätzung zugeordnet sind, wählt die zweite Ermittlungseinheit 24 willkürlich eine der gültigen Signaturen aus und leitet die ausgewählte Signatur zum Modulator 26 weiter.
  • Der Modulator 26 moduliert die von der Auswahleinheit 24 empfangene Einleitungssignatur auf das Einleitungssignal, so dass das Einleitungssignal die Wegverlustschätzung (d. h. Wegverlustklasse) angibt. Das modulierte Einleitungssignal wird zum Sender 28 ausgegeben, der das modulierte Einleitungssignal über die Antenne 30 zur Basisstation BS überträgt.
  • Wie aus 8 ersichtlich, umfasst die Basisstation BS eine Empfangsantenne 40 zum Empfangen von Einleitungssignalen, einen Empfänger 42, einen Analysator 44, eine Datenbank 46, eine Ableitungseinheit 48, einen Sender 50 und eine Sendeantenne 52.
  • Ein vom Empfänger 42 über die Antenne 40 empfangenes Einleitungssignal wird zum Analysator 44 ausgegeben, der die Einleitungssignatur hinsichtlich z. B. der mit dieser Einleitungssignatur assoziierten Wegverlustklasse analysiert. Zu diesem Zweck greift der Analysator 44 auf die Datenbank 46 zu, die eine Tabelle enthält, die Einleitungssignaturen und Wegverlustklassen assoziiert. Die vom Analysator 44 bestimmte Wegverlustklasse wird zur Ableitungseinheit 48 ausgegeben, die aus z. B. einer internen Nachschlagetabelle einen Übertragungsleistungspegel für die AI, die im DL AICH zu übertragen ist, ableitet.
  • Der Übertragungsleistungspegel wird zum Sender 50 ausgegeben, der zusätzlich Informationen vom Analysator 44 über die spezifische Einleitungssignatur, für die der Übertragungsleistungspegel abgeleitet wurde, und AI-Zugriffssteuerungsinformationen (+1/0/–1) empfängt. Der Sender erzeugt ein AI-Signal, das die AI-Zugriffssteuerungsinformationen und die jeweilige AI-Signatur, die mit der Einleitungssignatur korrespondiert, enthält. Der Sender 50 strahlt die AI dann im DL AICH mit dem Übertragungsleistungspegel aus, der individuell für eine spezifische Benutzerausrüstung UE von der Ableitungseinheit 48 abgeleitet wurde.
  • Im Prinzip kann der Sender 50 gleichzeitig eine Vielzahl von AIs für eine Vielzahl von Benutzerausrüstungen UEs bei verschiedenen Übertragungsleistungspegeln, die von den individuellen Wegverlustklassen abhängen, die von den Einleitungssignaturen der individuellen Benutzerausrüstungen UEs angegeben werden, übertragen. Dies kann zu der Situation führen, dass die empfangene dedizierte AI einer bestimmten Benutzerausrüstung UE stark durch andere AIs gestört wird, insbesondere durch solche Als, die bei einem höheren Übertragungsleistungspegel übertragen werden. Zum Umgang mit derartigen Interferenzen kann die Benutzerausrüstung UE mit Interferenzen-Unterdrückungsfähigkeiten ausgestattet sein.
  • Im Folgenden wird ein beispielhaftes Interferenzenunterdrückungs-(IC)-Verfahren, das in die Benutzerausrüstung UE von 7 implementiert werden kann, unter Bezug auf die 9 bis 11 beschrieben. Es ist zu beachten, dass diese IC-Technik nicht auf die bestimmte, in 7 dargestellte Benutzerausrüstung UE beschränkt ist, sondern im Allgemeinen in einem drahtlosen Kommunikationssystem in Verbindung mit Mehrsignaldetektion (MUD) eingesetzt werden kann.
  • 9 zeigt schematisch Komponenten eines Empfängers zur Implementierung eines MUD/ID-Konzepts für den AICH. Wie aus 9 ersichtlich, empfängt eine IC-Einheit 60 der Benutzerausrüstung UE ein AI-Signal, das anfänglich Entspreizung, Kanalschätzungsverarbeitung und Maximalverhältniskombination (MRC) in einer IC-Komponente 62 unterzogen wird. Die IC-Komponente 62 wird unten unter Bezugnahme auf 10 ausführlicher beschrieben.
  • Ein von der IC-Einheit 62 ausgegebenes Signal AI_MRC wird in den AI-Referenzsignalgenerator 64 eingegeben, um ein Referenzsignal AI_SIG zu erzeugen, das mit allen im DL AICH gleichzeitig empfangenen AIS in Beziehung steht. Das Signal AI_SIG wird in eine Extraktionskomponente 66 der IC-Einheit 60 eingegeben, wo alle AIs erfasst werden, die stärker gewichtet werden (d. h. die bei einem höheren Leistungspegel übertragen werden) als die eigene AI der Benutzerausrüstung UE. Gleich oder niedriger gewichtete AIs, d. h. AIs, die bei dem gleichen oder einem niedrigeren Leistungspegel als die eigene AI der Benutzerausrüstung UE übertragen werden, brauchen aufgrund ihres vernachlässigbaren Beitrags zur gesamten Interferenz nicht weiter berücksichtigt zu werden.
  • Die von der Extraktionskomponente 66 erfassten stärker gewichteten AIs werden zusammen mit den bereits verfügbaren, von der IC-Komponente 62 ausgegebenen Kanalschätzungen in einen Remodulator 68 eingegeben. Der Remodulator 68 erzeugt ein Kompensationssignal in Bezug auf alle AIs, die nicht mit der eigenen AI der Benutzerausrüstung UE assoziiert sind und die bei einem höheren Leistungspegel übertragen werden. Das Kompensationssignal wird dann von dem empfangenen AI-Signal subtrahiert, was in einem interferenzreduzierten Signal zur Erfassung der AI, die an einer Basisstation BS auf der korrespondierenden AI-Signatur moduliert wurde, resultiert.
  • Das empfangene Signal, von dem das Kompensationssignal subtrahiert wurde, wird in einem Entspreizer 70 entspreizt, um ein entspreiztes Signal M_MRC' zu erzeugen. Dieses Signal AI_MRC' wird dann in den AI-Referenzsignalgenerator 72 für die spezifische AI eingegeben, um das spezifische AI-Signal AI_SIG' zu erzeugen. Das Signal AI_SIG' wird dann einer Schwellenwertentscheidung in dem Detektor 74 unterzogen, um zu bestimmen, ob die Zugriffssteuerungsinformation AI für die bestimmte Benutzerausrüstung UE gleich –1, 0 oder +1 ist.
  • Jetzt werden die IC-Komponente 62 und der AI-Referenzsignalgenerator 64 der IC-Einheit 60 von 9 ausführlicher unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben.
  • 10 zeigt die Struktur eines CPICH/AICH-RAKE-basierenden AI-Empfängerkonzepts. Zusätzlich zu einem Codegenerator 75 und Empfängerkomponenten 76, 80, die das CPICH-Signal suchen/verfolgen sowie entspreizen (und demodulieren), nutzen ein AI-Entspreizer 82 und eine AI-MRC-Einheit 84 die Verzögerungs- und Kanalschätzungsinformationen, die von den Komponenteneinheiten 76, 80 erzeugt werden.
  • Die von Demodulation des CPICH gelieferten Kanalschätzungen werden auf einer AI-Symbolbasis bewertet. Zum Entfernen der Rauschkomponente der geschätzten Kanalabgriffgewichtungen wird eine einfache Durchschnittsbildung einer Zahl von Kanalschätzungen angewandt:
    Figure 00150001
    wobei g / ~l[k] die komplexe Kanalabgriffgewichtung ist, die direkt aus der Demodulation des DPICH zum Symbolzeitpunkt k berechnet wurde. Die Zahl der durchschnittlichen „Roh"-Gewichte wurde an die maximale Dopplerverschiebung angepasst. Die verwendete Daumenregel war:
    Figure 00150002
    wobei fDoppler die maximale Dopplerverschiebung und tsymbol die Symboldauer (hier tsymbol ≈ 0,0625 ms) sind. Die Dopplerverschiebungs-Anpassung kann ausgelassen werden, wenn keine oder nur eine geringe Dopplerverschiebung vorliegt.
  • In der AI-MRC-Einheit 84 wird die folgende Operation mit jedem demodulierten AI-Symbol AI[k] durchgeführt.
    Figure 00150003
    wobei AI_MRC[k] der symbolbasierte Ausgang ist, AIl[k] das demodulierte AI-Symbol für jeden Ausbreitungsweg (jeden verwendeten RAKE-Finger) ist, L die Zahl der Ausbreitungswege ist und g / ~l[k]* die komplex konjugierte symbolbasierte Kanalschätzung für den Ausbreitungsweg 1 und die Symbolkonstante k ist.
  • 11 skizziert den Erzeugungsprozess des AI-Referenzsignals (AI_SIG) aus dem AI-MRC-Ausgangssignal AI_MRC in dem in 10 dargestellten AI-Referenzsignalgenerator 86. Dieses Ausgangssignal wird blockweise (16 Muster) gehalten, was in AI_MRC_h resultiert, und mit allen 16 Signaturen von einem Referenzsignaturelement multipliziert. Diese Operation resultiert in 16 komplexen Signaturreferenzwerten, einem für jede Signatur. Dies bedeutet, dass eine positive gesendete AI-Signatur idealerweise in einem Referenzwert von 1 resultiert, eine nicht gesendete Signatur in einem Referenzwert von 0 resultiert und eine negative Bestätigung in –1 resultiert.
  • Der jeweilige Prozess kann durch die folgende Matrixoperation ausgedrückt werden: AI_SIG = AI_MRC·SIG
  • Hier bedeutet A_SIG / → den Reihenvektor (Block) von 16 Signaturreferenzwerten, AI_MRC / → bezeichnet den Reihenvektor (Block) von 16 AI-MRC-Ausgangsmustern und SIG repräsentiert die (16×16) Matrix aller (komplexen) Signaturen.
  • Zusammengefasst schlägt die Erfindung vor, ein Zugriffsanfordenrungssignal zu erzeugen, das Übertragungsweginformationen trägt. Diese Informationen können von einer empfangenden Netzkomponente für eine Reihe von verschiedenen Zwecken genutzt werden. Beispielsweise gestatten sie eine Leistungszuweisung für Als im AICH und damit eine Kapazitätserhöhung in einer Basisstation BS. Weiterhin kann ein reduziertes Spitzen-zu-Durchschnitts-Leistungsverhältnis in einem Basisstations-Leistungsverstärker realisiert werden.
  • Da die Erfindung mit aktuellen Spezifikationen für z. B. 3GPP übereinstimmt, sind keine wesentlichen Änderungen von 3GPP-RA-Verfahren und -Spezifikation erforderlich, um die Erfindung zu implementieren. Insbesondere kann die Nutzung der vorliegenden Erfindung einem Operator einer spezifischen Basisstation als eine Option überlassen werden.
  • Während Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, und sämtliche derartige Abwandlungen und Äquivalente sollen abgedeckt sein.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Anforderung von Zugriff zu einem Knoten (BS) eines drahtlosen Kommunikationsnetzes (10), enthaltend eine Netzkomponente (UE) unter anderen Netzkomponenten (UE), wobei die Netzkomponente Zugriff zu dem Knoten anfordert, das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: a) Ermitteln von Informationen über einen Übertragungsweg (12) in dem Netz (10); b) Ermitteln eines Identifizierungscodes, um die anfordernde Netzkomponente (UE) von [den] anderen Netzkomponenten (UE) basierend auf den ermittelten Übertragungsweg-Informationen unterscheidend zu identifizieren, wobei vorher eine Assoziation zwischen Identifizierungscodes und Übertragungsweg-Informationen hergestellt wurde; c) Modulieren des ermittelten Identifizierungscodes auf ein Signal, um ein Zugriffsanforderungssignal zu erzeugen, von dem Übertragungsweg-Informationen abgeleitet werden können; gekennzeichnet durch d) Analysieren eines Zugriffssteuerungssignals, das als Reaktion auf das Zugriffsanforderungssignal empfangen wird, das Zugriffssteuerungsinformationen (AI) enthält, wobei das Zugriffsanforderungssignal gleichzeitig Zugriffssteuerungsinformationen (AI) für eine Vielzahl von Netzkomponenten (UE) enthält und wobei die Zugriffssteuerungsinformationen (AI) für jede Netzkomponente (UE) in dem Zugriffssteuerungssignal mit einem individuellen Identifizierungscode assoziiert sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zugriffssteuerungssignal einem Interferenzen-Unterdrückungsschritt unterzogen wird, der enthält, von dem Zugriffssteuerungssignal ein Kompensationssignal zu subtrahieren, das zu Zugriffssteuerungsinformationen (AI) in Beziehung steht, die nicht mit dem in Schritt b) ermittelten Identifizierungscode assoziiert sind.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Zugriffsanforderungssignal, das den in Schritt b) ermittelten Identifizierungscode enthält, wiederholt unter Verwendung von Anstieg der Übertragungsleistung übertragen wird.
  4. Verfahren zur Steuerung von Zugriff zu einem Knoten (BS) eines drahtlosen Kommunikationsnetzes (10), enthaltend eine Netzkomponente (UE) unter anderen Netzkomponenten (UE), das Verfahren die folgenden Schritte umfassend: a) Empfangen eines Zugriffsanforderungssignals, auf das ein Identifizierungscode moduliert wurde, wobei die Identifizierungscodes die anfordernde Netzkomponente (UE) unterscheidend von anderen Netzkomponenten (UE) identifiziert; b) Analysieren des Identifizierungscodes in Bezug auf damit assoziierte Übertragungsweginformationen, wobei die Identifizierungscodes über Übertragungsweginformationen mit Übertragungsleistungspegeln assoziiert sind und wobei der mit einem spezifischen Identifizierungscode korrespondierende Übertragungsleitungspegel von den Übertragungsweginformationen abgeleitet wird, die mit dem spezifischen Identifizierungscode korrespondieren, um davon einen Übertragungsleistungspegel abzuleiten, wobei vorher eine Assoziation zwischen Identifizierungscodes und Übertragungsleistungspegeln hergestellt wurde; und gekennzeichnet durch c) Übertragen eines Zugriffssteuerungssignals, das Zugriffssteuerungsinformationen enthält, bei dem in Schritt b) abgeleiteten Übertragungsleistungspegel und den in Schritt b) analysierten Identifizierungscode enthaltend, wobei das Zugriffssteuerungssignal gleichzeitig Zugriffssteuerungsinformationen (AI) für eine Vielzahl der Netzkomponenten (UE) enthält, die Zugriff zu dem Knoten (BS) anfordern, und wobei der Übertragungsleistungspegel für das Zugriffssteuerungssignal individuell für jede Netzkomponente (UE), die Zugriff bei dem in Schritt b) abgeleiteten Übertragungsleistungspegel anfordert, abgeleitet und angepasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Identifizierungscode aus einem vordefinierten Satz oder Bereich von Identifizierungscodes ausgewählt wird.
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