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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein WCDMA (Breitband-Codeteilungs-Vielfachzugriff)
UTRAN (universelles terrestrisches Funkzugangsnetz) System, das
die Datenmenge auf einem DCH (dedizierter Kanal) steuert.
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Das
UTRAN in dem WCDMA-System ist ein Knoten, der zwischen einem Benutzergerät (UE),
wie etwa einem mobilen Endgerät,
und einem Kernnetz (CN), wie etwa einem Vermittlungsnetz, positioniert ist
und eine Verbindung zwischen ihnen herstellt.
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16 zeigt
einen allgemeinen Aufbau eines UTRAN, der dem bisherigen Stand der
Technik und der vorliegenden Erfindung gemeinsam ist. Diese Figur
zeigt ein UTRAN 10 mit einem schematischen aus Basisstationen 3 und 4 (Node
Bs) bestehenden Aufbau, die einen Punkt Uu als Luftschnittstellen
(Funkkanalschnittstellen) zu einem UE 5 und einer Basisstationssteuerung
(Funknetz-Controller: RNC) 2 enthalten, welche einen Punkt
Iu als eine Schnittstelle zu einem CN 1 abschließt.
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Ein
RNC enthält über eine
Iub-Schnittstelle mehrere Node Bs, um verschiedene Verarbeitungen auszuführen, die
Steuerkanäle
(CCH) für
den Austausch von Steuerdaten und Verkehrskanäle (TCH) für die Übermittlung von Benutzerdaten
betreffen. Von diesen Kanälen
werden Kanäle,
die von Benutzern gemeinsam genutzt werden, gemeinsame Kanäle genannt,
und Kanäle,
die Benutzern einzeln zugewiesen werden, werden dedizierte Kanäle (DCH) genannt.
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Eine
repräsentative
Funktion der gemeinsamen Kanäle
ist die Funktion des Funkrufs. Eine repräsentative Funktion der dedizierten
Kanäle
ist die Funktion der Auswahlsynthese/Verteilung, um eine sofortige
Trennung zu verhindern.
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In
dem UTRAN 10 ist es erforderlich, daß der DCH auf dem Punkt Iub
als einer Schnittstelle zwischen dem RNC und dem Node B gemäß Spezifikationen
des Iub-Frameprotokolls arbeitet, das in 3GPP TS25.427 (Technical
Specification Group Radio Access Network: UTRAN Iub/Iur Interface
User Plane Protocol) definiert ist.
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Ein
Unterschied zwischen dem Uplink-DCH (Node B -> RNC) und dem Downlink-DCH (RNC -> Node B) ist der Freiheitsgrad
bei der Auswahl des normalen Modus/stillen Modus. Das heißt, ein
Betreiber kann den DCH-Modus auf der Uplink-Seite (UL-Seite) auswählen. Auf
der Downlink-Seite (DL-Seite) ist der normale Modus für den Node
B auf der Downlink-Seite (Luftschnittstelle) jedoch unabdingbar.
Daher muß der
normale Modus als der Modus auf der Downlink-Seite auf der RNC-Seite ausgewählt werden,
wenn aus den zwei Modi, dem stillen Modus und dem normalen Modus,
einer ausgewählt werden
sollte.
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In
dem normalen Modus wird die Situation der Ankunft von gültigen Daten
für jede
Sendeverarbeitungsperiode geprüft,
und die gültigen
Daten werden gesendet, wenn gültige
Daten vorhanden sind. Andernfalls, wenn keine gültigen Daten vorhanden sind,
werden Keine-Daten-Frames gesendet. In dem stillen Modus werden,
wenn es gültige
Daten gibt, die gültigen
Daten gesendet. Andernfalls, wenn es keine gültigen Daten gibt, wird nichts
gesendet.
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17 zeigt
Sendedaten im Fall der Anwendung des normalen Modus auf der Uplink-Seite. Wenn
auf der Uplink-Seite
der normale Modus ausgewählt
ist, sendet der Node B innerhalb eines Sendezeitintervalls (TTI:
10, 20, 40 und 80 ms sind definiert) einen Iub-Frame für jeden
Benutzer an den RNC; ungeachtet dessen, ob Benutzerdaten von dem
UE empfangen werden oder nicht.
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Daten,
die an den RNC gesendet werden, wenn keine Benutzerdaten empfangen
werden, werden als ein Keine-Daten-Frame bezeichnet. Der Keine-Daten-Frame
enthält
keine Benutzerdaten, ist aber wie die Benutzerdaten mit Daten bezüglich der Funkqualität versehen.
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Der
RNC kann die Transportsynchronisation mit den Node Bs oder den Zustand
der Funkqualität in
einem TTI-Zyklus überwachen.
Daher ist es möglich,
in Verbindung mit den Node Bs feine Steuerungen (z.B. Erholung von
einem Synchronisationsfehler, Sendeleistungsregelung und ähnliches)
auszuführen.
Da die Frameverarbeitung zwangsläufig
mit dem TTI-Zyklus stattfindet, werden der Bandbreite und der Verarbeitungsleistungsfähigkeit
schwere Belastungen auferlegt.
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18 zeigt übermittelte
Daten, wenn auf der Uplink-Seite der stille Modus angewendet wird. Wenn
somit, wie in 18 gezeigt, auf der Uplink-Seite
der stille Modus angewendet wird, sind alle Daten, die der RNC von
den Node Bs empfängt, Benutzerdaten.
Die Node Bs senden keine Daten an den RNC, wenn die Benutzerdaten
von dem UE nicht empfangen werden.
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In
diesem Modus verschlechtert sich die Genauigkeit in Hinsicht auf
Synchronisationsfehler beim Transport und die Überwachung der Funkqualität im Falle
einer kleinen Datenmenge. Wenn es jedoch keine Daten gibt, werden
keine Zellen (Daten) ausgetauscht, und daher ist dieser Modus in
Hinsicht auf die Bandbreite und die Verarbeitungsleistungsfähigkeit
vorteilhafter als der normale Modus. Repräsentative Einheiten der weiter
oben beschriebenen Zellen sind ATM-Pakete (ATM: asynchroner Transfermodus)
und IP-Pakete (IP: Internet-Protokoll).
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19 zeigt
die Übermittlung
von DCH-Daten auf der Downlink-Seite. Für den Downlink- (RNC -> Node B) DCH ist, wie
in 19 gezeigt, der normale Modus wesentlich. Das
heißt,
der RNC sendet Benutzerdaten oder Keine-Daten-Frames an die Node
Bs.
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Wenn
es keine gültigen
Daten gibt, werden die Frameanordnung und die Sendeverarbeitung, wie
auf der Uplink-Seite,
zu definierten Zeiten in dem TTI-Zyklus in Einheiten von Benutzern
ausgeführt, was
zu hohen Belastungen für
den RNC und die Node Bs führt,
was in Hinsicht auf die Bandbreite nachteilig ist.
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In
dem WCDMA-System werden Frames in der gegenwärtigen Situation durch ATM-Zellen übermittelt.
Selbst wenn es keine Daten gibt, wird daher die Bandbreite von 53[oct]/TTI
verbraucht. Falls zum Beispiel TTI = 10 [ms], braucht jeder einzelne
Benutzer mindestens eine Bandbreite von 42,4 KBit/s (= 53 [oct] × 8/10 [ms]).
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Das
System stellt somit einen niedrigen Wirkungsgrad mit einigen KBit/s
bereit, wenn Daten mit dem Best-Effort-Verfahren übermittelt werden. Wenn das
System unter Verwendung der vorhandenen Ressourcen in der Zukunft
weiter vervielfacht wird, kann es aufgrund des Problems der Bandbreite
unvermeidbar sein, die Kanäle
zu vermehren.
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Wie
weiter oben beschrieben, tauscht das herkömmliche WCDMA-UTRAN-System
in dem normalen Modus, selbst wenn es keine Benutzerdaten gibt,
in jedem TTI einen Keine-Daten-Frame
zwischen dem RNC und den Node Bs aus. Der Bandbreite und der Verarbeitungsleistungsfähigkeit
werden schwere Belastungen auferlegt.
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Ein
bekanntes Protokoll für
den Betrieb eines Funksenders und eines Empfängersystems mit einem normalen
Modus und einem stillen Modus wird detaillierter in dem NTT DoCo-Mo-Papier mit dem
Titel „TSG-RAN
Working Group 3, Meeting #7",
Sophia-Antipolis, Frankreich, 20.–24. September 1999 diskutiert.
Das Papier offenbart einen Knoten, der keine Übertragungsblöcke in die
Luft sendet, wenn keine Frameprotokolldaten von dem betreuenden Funknetz-Controller
empfangen werden, und der auch keine Frameprotokollinformation an
den betreuenden Funknetz-Controller sendet, wenn die Sendeframe-Anzeige
anzeigt, daß die
Länge des Übertragungsblocks
0 Bit ist.
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Weitere
Aspekte des universellen mobilen terrestrischen Funkzugangssystems
sind in dem Papier „UTRA-FDD:
Physical Layer Procedures" (3GPP-RAN
51.14 v2.0.0) der TSG-RAN Working Group 3, April 1999, beschrieben.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Situation gemacht
und stellt ein WCDMA-UTRAN-System zur Verfügung, das zur effizienten Nutzung
der Bandbreite und Rationalisierung der Verarbeitungsleistung des
Systems fähig
ist, indem die Zellensende-/Empfangsverarbeitungen zwischen dem
RNC und den Node Bs reduziert werden, wenn es keine Benutzerdaten
gibt.
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Nach
Anspruch 1 wird ein WCDMA-UTRAN-System bereitgestellt, in dem ein
Knoten (auf den hier im weiteren als Node B Bezug genommen wird),
der über
einen Punkt Uu mit einem Benutzergerät (auf das hier im weiteren
als UE Bezug genommen wird) kommuniziert, und ein Funknetz-Controller
(auf den hier als RNC Bezug genommen wird), der über einen Punkt Iu mit einem
Kernnetz kommuniziert, über
einen Punkt Iub verbunden sind, wobei für einen dedizierten Kanal (auf
den hier im weiteren als DCH Bezug genommen wird) auf der Uplink-Seite
in der Richtung von dem Node B zu dem RNC ein normaler Modus oder
ein stiller Modus verwendet wird und für den DCH auf der Downlink-Seite in
der Richtung von dem RNC zu dem Node B der normale Modus verwendet
wird, wobei ein seminormaler Modus vorgesehen ist, in dem der Knoten
und der Funknetz-Controller so gestaltet sind, daß sie die folgenden
Verfahrensschritte ausführen:
Wenn ein Keine-Daten-Frame vom RNC empfangen wird, sendet der Node
B keine Daten zum UE; wenn keine Daten von dem UE empfangen werden,
dann sendet der Node B einmal für
jedes aus einer Mehrzahl von Sendezeitintervallen (auf die hier
im weiteren als TTIs Bezug genommen wird) einen Keine-Daten-Frame zum
RNC; wenn keine Daten vom Node B empfangen werden, dann sendet der
RNC keine Daten zum CN; und wenn keine Daten vom CN empfangen werden,
dann sendet der RNC einen Keine-Daten-Frame einmal für jedes
aus einer Mehrzahl von TTIs an den Node B.
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Es
wird außerdem
ein Funknetz-Controller nach Anspruch 17 zur Verfügung gestellt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für den Betrieb eines Node B
in einem WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt;
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2 ist
ein Diagramm, das ein zweites Beispiel für den Betrieb des Node B in
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt;
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3 ist
ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für den Betrieb eines RNC in
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt;
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4 ist
ein Diagramm, das ein zweites Beispiel für den Betrieb des RNC in dem
WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt;
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5 zeigt
ein Formatbeispiel für
einen Modenumschalt-Quittungsframe;
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6 ist
ein Diagramm, das ein Umschaltbild eines ersten Inband-Modus zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das ein Umschaltbild eines zweiten Inband-Modus zeigt;
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8 zeigt
ein Betriebsbild im Fall der asynchronen Umschaltung;
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9 zeigt
ein Betriebsbild im Fall, daß das Sendezeitintervall
des Keine-Daten-Frame lang ist;
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10 zeigt
ein Betriebsbild im Fall, daß das Sendezeitintervall
des Keine-Daten-Frame kurz ist;
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11 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für ein
Verfahren zum Sammeln von Qualitätsdaten
in der Uplink-Richtung in dem normalen Modus zeigt;
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12 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für ein
Verfahren zum Sammeln von Qualitätsdaten
in der Uplink-Richtung in dem seminormalen Modus zeigt;
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13 zeigt ein Beispiel für das Verfahren zum
Bestimmen eines Modus, wenn in einem WCDMA-UTRAN-System gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Verbindung aufgebaut wird;
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14 zeigt
ein erstes Beispiel des Verfahrens, in dem die Vorrichtung automatisch
eine Modenumschaltung ausführt,
wenn in einem WCDMA-UTRAN-System gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Überlastung auftritt;
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15 zeigt
ein zweites Beispiel des Verfahrens, in dem die Vorrichtung automatisch
eine Modenumschaltung ausführt,
wenn in einem WCDMA-UTRAN-System gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Überlastung auftritt;
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16 zeigt
einen allgemeinen Aufbau eines UTRAN, der dem bisherigen Stand der
Technik und der vorliegenden Erfindung gemeinsam ist;
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17 zeigt übermittelte
Daten, wenn auf dem DCH auf der Uplink-Seite der normale Modus angewendet
wird;
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18 zeigt übermittelte
Daten, wenn auf dem DCH auf der Uplink-Seite der stille Modus angewendet
wird; und
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19 zeigt
die Übermittlung
von DCH-Daten auf der Downlink-Seite.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Nun
werden unter Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die Beschreibung wird insbesondere gegeben
für:
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für den Betrieb eines Node B
in einem WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt; 2 ist
ein Diagramm, das ein zweites Beispiel für den Betrieb des Node B in
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt; 3 ist
ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für den Betrieb eines RNC in
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt; 4 ist
ein Diagramm, das ein zweites Beispiel für den Betrieb des RNC in dem
WCDMA-UTRAN-System gemäß der ersten
Ausfüh rungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt; 5 zeigt
ein Formatbeispiel für
einen Modenumschalt-Quittungsframe; 6 ist ein
Diagramm, das ein Umschaltbild eines ersten Inband-Modus zeigt; 7 ist
ein Diagramm, das ein Umschaltbild eines zweiten Inband-Modus zeigt; 8 zeigt
ein Betriebsbild im Fall der asynchronen Umschaltung; 9 zeigt
ein Betriebsbild im Fall, daß das
Sendezeitintervall des Keine-Daten-Frame lang ist; 10 zeigt
ein Betriebsbild im Fall, daß das Sendezeitintervall
des Keine-Daten-Frame
kurz ist; 11 ist ein Diagramm, das ein
Beispiel für
ein Verfahren zum Sammeln von Qualitätsdaten in der Uplink-Richtung
in dem normalen Modus zeigt; 12 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel für
ein Verfahren zum Sammeln von Qualitätsdaten in der Uplink-Richtung
in dem seminormalen Modus zeigt.
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Der
Aufbau des UTRAN in dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist der gleiche wie der in dem in 16 gezeigten
Beispiel des bisherigen Stands der Technik.
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Das
UTRAN 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
hat den in 16 gezeigten Aufbau und besteht
aus Node Bs 3 und 4 und einem RNC 2,
die auf der Uplink-(UL-) Seite den normalen Modus und den stillen
Modus und auf der Downlink-(DL-)
Seite den normalen Modus unterstützen. Ein
Teil (oder alle) der Node Bs 3 und 4 und der RNC unterstützen den
seminormalen Modus.
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Beachten
Sie, daß der
seminormale Modus eine Zwischencharakteristik zwischen dem normalen Modus
und dem stillen Modus hat. In diesem Modus wird die Ankunftssituation
von gültigen
Daten für
jede Sendeverarbeitungsperiode geprüft. Wenn gültige Daten angekommen sind,
werden die gültigen
Daten ausgesendet. Wenn alternativ eine Situation ohne gültige Daten
fortbesteht, wird für
jedes vorbestimmte Intervall ein Keine-Daten-Frame gesendet.
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Das
UTRAN 10 kommuniziert mit einem UE 5, wie etwa
einem tragbaren Endgerät, über einen Punkt
Uu (Luft) ebenso wie einem CN 1, wie etwa einer Vermittlung, über einen
Punkt Iu. Der RNC 2 und die Node Bs 3 und 4,
die den seminormalen Modus unterstützen, führen entsprechend dem Empfang
eines Steuerframe, einer Anweisung (C-Ebene) von der Steuerung (Anwendung:
APL) Software eines unabhängigen
oder anderer äußerer Faktoren
oder einer Kombination davon eine Modenumschaltung (zwischen dem
normalen Modus und dem stillen Modus) aus. Jeder Knoten des UTRAN 10 führt in dem seminormalen
Modus den folgenden Betrieb aus.
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Betrieb des Node B (seminormaler
Modus)
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1 erklärt den Betrieb
des Node B in dem Fall der Übermittlung
in der Richtung RNC -> Node
B -> UE.
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Wenn
in dem seminormalen Modus von dem RNC ein Keine-Daten-Frame empfangen
wird, wird die Verarbeitung für
die normale Transportsynchronisation, wie etwa die Zeitsteuerungsanpassung
oder ähnliches,
wie in 1 gezeigt, ausgeführt, wobei sich der Empfang
des Keine-Daten-Frame in der Luft (UE) nicht widerspiegelt.
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2 erklärt den Betrieb
des Node B im Fall der Übermittlung
in der Richtung UE -> Node
B -> RNC.
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In
dem seminormalen Modus wird nur dann ein Keine-Daten-Frame an den RNC gesendet, wenn der
Node B für
eine vorbestimmte Periode (3 TTI in 2) weiterhin
keine Daten von dem UE empfängt.
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Zu
diesem Zeitpunkt kann es aufgrund der Außenschleifen-Leistungssteuerung
möglich
sein, eine Einrichtung zum Überwachen
der Funkqualitätsdaten
während
der Datennichtempfangsperiode bereitzustellen und das Ergebnis der Überwachung
in dem Keine-Daten-Frame widerzuspiegeln. Zum Beispiel ist es möglich, ein
Verfahren anzuwenden, in dem ein dem Keine-Daten-Frame gegebener QE-Wert
(der ein Feld ist, das eine Bitfehlerrate des Funkabschnitts anzeigt)
auf einen Mittelwert der Periode gesetzt wird.
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In
diesem Fall ist die Anzahl gesendeter Keine-Daten-Frames in dem
Sendezyklus nicht auf eins begrenzt, sondern kann durch Einstellung
von einer oberen Ebene geändert
werden. Auch kann dieser Modus, einschließlich von Parame tern, wie etwa
Zyklen und ähnlichem,
in der Richtung RNC -> Node
B (Downlink) und in der Richtung Node B -> RNC (Uplink) unabhängig bestimmt werden.
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Die
Bestimmung der Anzahl von Keine-Daten-Frames, die in dem Sendezyklus
gesendet werden sollen, wird nicht nur im Fall der Außenschleifenregelung,
sondern auch im seminormalen Modus, im allgemeinen auf der Basis
von Anweisungen von einer oberen Ebene ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt können Anweisungen
nicht immer notwendig sein.
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Die
weiter oben beschriebene Außenschleifenregelung
bedeutet ein Sendeleistungsregelungsverfahren wie folgt. Das heißt, der
RNC und das UE messen die Kommunikationsqualität eines langen Abschnitts und
bestimmen ein Ziel-SIR (Signal-Interferenz-Verhältnis, Störabstand)
des empfangenen Signals, so daß die
Kommunikationsqualität
BER (Bitfehlerrate) oder BLER (Blockfehlerrate) einen gewissen angestrebten
Wert erreicht. Ferner wird ein Befehl zum Hoch- oder Heruntersetzen
des Sendesignalpegels an die andere Seite gesendet, so daß das SIR
des Empfangssignals das angestrebte SIR erreicht. Die Empfangsseite
führt die
Steuerung der Erhöhung
und Verringerung der Sendeleistung abwechselnd in einem vorbestimmten
Zyklus aus, um die richtige Signalqualität zu erzielen und eine Zunahme
der Interferenz mit anderen Stationen zu verhindern.
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Betrieb des RNC (seminormaler
Modus)
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3 erklärt den Betrieb
des RNC im Fall der Übermittlung
in der Richtung Node B -> RNC
-> CN.
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In
dem seminormalen Modus werden Keine-Daten-Frames, die von dem Node
B empfangen werden, wie in 3 gezeigt,
der gleichen Verarbeitung unterzogen wie der in dem stillen Modus.
Wenn jedoch ein Keine-Daten-Frame ankommt, werden Funkqualitätsdaten
und ähnliche
wie in dem normalen Modus gesammelt, während keine Daten auf die Seite
der Iu gesendet werden.
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4 erklärt den Betrieb
des RNC im Fall der Übermittlung
in der Richtung CN -> RNC
-> Node B.
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Das
Senden von Keine-Daten-Frames in die Richtung RNC -> Node B wird ausgeführt, wenn
die Periode, in der keine Benutzerdaten von der Seite der Iu empfangen
werden, eine bestimmte Periode lang andauert (3 TTI in 4).
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Unter
Bezug auf 1 bis 12 und 16 wird
der Betrieb des WCDMA-UTRAN-Systems in dieser Ausführungsform
nachstehend beschrieben.
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5 zeigt
ein Formatbeispiel für
einen Modenumschalt-Quittungsframe.
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In
diesem Beispiel haben sowohl der RNC als auch der Node B eine Funktion
zum Austausch von Datenframes für
das Umschalten zwischen dem normalen Modus und dem seminormalen
Modus in einer Inband-Weise (auf der gleichen Verbindung wie die
der Benutzerdaten).
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Es
wird überlegt,
daß in
diesem Fall, wie in 5 gezeigt, ein vorhandenes auf
der Iub ausgetauschtes Steuerframeformat als der Datenframe zum
Umschalten von Modi verwendet wird.
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In 5 gibt
der Frame-CRC einen CRC-(zyklische Redundanzprüfung) Code an, um für jeden
Frame einen Fehler zu erfassen. Das Referenzsymbol FT bezeichnet
einen Frametyp. „0" bezeichnet einen
Datenframe und „1" bezeichnet einen Steuerframe.
Wie in der Figur gezeigt, sind die Typen „1" bis „9" als Steuerframes definiert.
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Wenn
zum Beispiel eine Modenumschaltanweisung von einer APL-Software
in der oberen Ebene empfangen wird, gibt der RNC, wie in 5 gezeigt,
eine Modenumschalt-Quittung (DL-Modenumschalt-Quittung) an den Node
B aus, mit dem der RNC kommuniziert.
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Nach
Empfang dieser Quittung antwortet der Node B auf die Quittung und
führt zum
Zeitpunkt der quittierten Daten das Umschalten von dem normalen Modus
auf den seminormalen Modus aus.
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6 und 7 zeigen
Bilder der Inband-Modenumschaltung. 6 zeigt
nur Auslöser in
dem Inband-Modenumschaltbetrieb. 7 zeigt den
Inband-Modenumschaltbetrieb im Fall, daß Daten der Benutzerebene (Daten
der U-Ebene) enthalten sind.
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6 zeigt
ein Verfahren, in dem der Node B und der RNC die Modi zu definierten
Zeiten synchron miteinander umschalten. Natürlich können die Modi ohne Synchronisation
zwischen dem Node B und dem RNC umgeschaltet werden.
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8 zeigt
ein Beispiel für
die Modenumschaltung ohne Synchronisation. ➀ bis ➇ zeigen
von dem RNC und dem Node B ausgeführte Umschaltarbeitsgänge in der
richtigen Reihenfolge.
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Wenn
der Empfang von Steuerframes als Auslöser genommen wird, um den Modenübergang nacheinander
vorzunehmen, sind wie in 8 gezeigt, keine komplizierten
Zeitsteuerungen notwendig.
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In 8 werden
die Modi sowohl auf der Uplink-Seite
(Node B -> RNC) als
auch der Downlink-Seite (RNC -> Node
B) auf einmal umgeschaltet.
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Wenn
der Downlink (DL) spezifiziert ist, wenn der normale Modus in den
seminormalen Modus umgeschaltet wird und wenn kein Anruf ankommt,
arbeitet der Node B derart, daß er
die gültigen
Daten nicht an die Luft sendet. Das heißt, selbst wenn ein Keine-Daten-Frame
empfangen wird, wird nur die mit dem RNC synchronisierte Steuerung
zum Arbeiten gebracht, und in dem Datenformat der Luft spiegelt
sich nichts wider. Wie in dem Beispiel des bisherigen Stands der
Technik kann jedoch gemeint werden, daß der Keine-Daten-Frame angekommen ist,
und dies kann sich in dem Datenformat der Luft widerspiegeln, selbst
wenn kein Keine-Daten-Frame angekommen ist.
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Der
RNC schaltet den normalen Modus auch zu einer definierten Zeit in
den seminormalen Modus um und beschränkt den Keine-Daten-Frame in
der Richtung RNC -> Node
B, während
von dem CN keine Benutzerdaten empfangen werden.
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In
diesem Fall kann das Verfahren zur Einschränkung des Keine-Daten-Frame
von dem Betreiber für
jede Art von Dienst definiert werden.
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Zum
Beispiel ist ein Paketruf oder ähnliches, der
mit dem I-Modus dargestellt wird, vom Best-Effort-Typ (nach bestem
Bemühen),
d.h. eine Art von Kommunikationsdienst, der nicht immer nutzbare Kommunikationsübermittlungsbänder für Benutzer sicherstellt,
wenn das Netz voll ist. Bei diesem Typ neigt der Verkehr normalerweise
zu Bursts, und eine Funktion für
die Wiederholungssendung ist vorgesehen. Es wird daher überlegt,
daß eine
Einschränkungsanweisung
einer Art angewendet werden kann, in der kaum Keine-Daten-Frames
gesendet werden.
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9 zeigt
ein Beispiel für
das Senden eines Keine-Daten-Frame, falls das Sendezeitintervall
für Keine-Daten-Frames lang
ist. Wie zum Beispiel in 9 gezeigt, kann der Keine-Daten-Frame
nur für jeden
Zyklus von TTI × α gesendet
werden.
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Wenn α unendlich
ist, d.h. wenn es keine Daten gibt, ist der Zyklus gleich dem stillen
Modus. Daher wird das meiste des Bands zwischen dem RNC und dem
Node B (RNC -> Node
B) im wesentlichen nicht verbraucht.
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Dedizierte
Steuerkanäle
(DCCH) als Steuerkanäle,
die jeweils einzelnen Benutzern zugewiesen werden, haben wie Pakete
eine Funktion zur Wiederholungsübertragung
in der RLC-Schichtebene
(Funkverbindungssteuerungs-Schichtebene). Es kann eine Auswahl geben,
z.B. wird die Modenumschaltung nicht ausgeführt, um Verzögerungen
oder ähnliches während Verbindungen
zu vermeiden, oder es wird eine Steuerung nahe dem normalen Modus
befohlen.
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10 zeigt
ein Bild, wenn der Zyklus des Keine-Daten-Frame kurz ist, falls die Steuerung
nahe dem normalen Modus ausgeführt
wird.
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10 zeigt
ein Beispiel für
den Fall, in dem alle 2 TTI ein Keine-Daten-Frame gesendet wird.
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Selbst
wenn es keine Daten gibt, wird das Band zwischen dem RNC und dem
Node B (RNC -> Node
B) verbraucht. Da der Transportzyklus mit einem kurzen Zyklus überwacht
wird, ist es jedoch möglich,
die Zuständigkeit
bei der Erholung von einem Synchronisierungsfehler zu verbessern.
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Die
Auswahl des Sendezyklus-Einstellmodus für Keine-Daten-Frames, wie weiter oben beschrieben,
hängt stark
davon ab, wo derartige Dienste, wie Gebühren, Zuverlässigkeit
und ähnlich
Wichtiges durchgeführt
werden sollten. Daher kann es besser sein, den Modus nicht eindeutig
zu bestimmen. Es ist daher erwünscht,
daß verschiedene
Muster von Sendesteuerungseinrichtungen für Keine-Daten-Frames in den
Spezifikationen des Geräts
enthalten sein sollten.
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Das
Verfahren gemäß diesem
Beispiel wird nicht nur auf die Downlink-Seite, sondern auch auf die
Uplink-Seite angewendet. Außerdem
können
für den
Keine-Daten-Frame, abhängig
von verschiedenen Intentionen, verschiedene Verkehrsmuster berücksichtigt
werden. Zum Beispiel kann es ein Verfahren zur Erhöhung des
vorangehenden Werts geben, mit dem jede Sendung/jeder Empfang eines
Keine-Daten-Frame ausgeführt
wird.
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11 und 12 zeigen
schematische Bilder eines Verfahrens zum Sammeln von Qualitätsdaten
in der Uplink-Richtung. 11 zeigt
das Verfahren in dem normalen Modus. 12 zeigt
das Verfahren in dem seminormalen Modus.
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Um
eine Leistungsregelung, wie etwa eine Außenschleife oder ähnliches,
in dem normalen Modus durchzuführen,
sendet der Node B, wie in 11 gezeigt,
die Funkqualität
in einem Frame für
jedes TTI. Der RNC summiert die Funkqualitätsdaten aller Frames, berechnet
ein Mittel oder ähnliches
für jeden Zyklus
der Außenschleifenregelung
und gibt eine Anweisung aus.
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Alternativ
integriert der Node B im Fall der Ausführung der Leistungsregelung,
wie etwa einer Außenschleife
oder ähnlichem,
in dem seminormalen Modus die Qualitätsdaten während Perioden, in denen keine
Keine-Daten-Frames gesendet werden, und sendet die Funkqualität in einem
Frame für
jede Sendung eines Frame. Der RNC summiert die Funkqualitätsdaten
aller Frames, berechnet ein Mittel oder ähnliches für jeden Zyklus der Außenschleifenregelung
und gibt eine Anweisung aus. Auf diese Weise kann eine Leistungsregelung
realisiert werden, die der in dem normalen Modus gleichwertig ist.
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Auf
diese Weise werden in dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden Ausführungsform
Zellensende/Empfangsverarbeitungen an dem Node B und dem RNC in
einem Fall, in dem es keine Benutzerdaten gibt, verringert. Daher
können
die Ressourcen für
den verringerten Teil der Verarbeitungen verwendet werden, um andere
Benutzerdaten zu verarbeiten. Folglich kann in dem WCDMA-UTRAN-System
leicht eine Vervielfachung und Einsparung erzielt werden.
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Auch
wird die Möglichkeit,
daß über Kanäle nur die
Benutzerdaten fließen,
erhöht.
Daher gibt es Vorteile in der Hinsicht, daß das Kanalband effizienter
genutzt werden kann, das Auftreten von Verzögerungen verhindert werden
kann und die Vervielfachung verbessert werden kann.
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Außerdem kann
die Unterscheidung der Kanalqualität deutlicher definiert werden,
indem die Sendung/der Empfang von Keine-Daten-Frames beschränkt wird.
Folglich können
im Vergleich zu dem Fall der Standardspezifikationen gut organisierte Preise
bestimmt werden.
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Ferner
werden die Sendungen/Empfänge von
Keine-Daten-Frames verringert, so daß beim Leistungsverbrauch des
gesamten Systems unter entsprechenden Bedingungen mehr eingespart
werden kann als in einem System, welches das Verfahren der vorliegenden
Erfindung nicht verwendet. Als ein Ergebnis wird erwartet, daß die Lebensdauer
der Vorrichtung verlängert
werden kann.
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Da
unnötige
Zellen in dem UTRAN verringert oder auf null reduziert werden können, kann
die Genauigkeit in der Verkehrserfassung verbessert werden.
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Zweite Ausführungsform
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In
dem Verfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
wird durch einen Steuerframe eine Absprache (Negoziierung) zwischen
Knoten durchgeführt,
und dann werden in der Annahme, daß es einen Knoten gibt, der
nicht mit dem seminormalen Modus kompatibel ist, die Modi umgeschaltet.
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Dies
liegt daran, daß ein
Fall angenommen wird, in dem ein Knoten vorhanden ist, der den seminormalen
Modus nicht abhandelt. Zum Beispiel unterstützt ein vorhandener Node B
einen neuen Steuerframe nicht und kann daher nicht auf eine Modenumschaltanforderung
antworten. Auf diese Weise kann das System erkennen, daß der Knoten
nicht mit dem seminormalen Modus kompatibel ist und kann das Umschalten
des Modus beenden.
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Wenn
jedoch alle Knoten in dem UTRAN sowohl mit dem seminormalen Modus
als auch dem normalen Modus kompatibel sind, kann es ein Verfahren
geben, in dem die Negoziierung weggelassen wird und die Kommunikation
ab dem Aufbau einer Verbindung in einem vorgesehenen Modus durchgeführt wird.
Zum Beispiel können
vom Anfang bis zum Ende eines Rufs der seminormale Modus oder der normale
Modus spezifiziert werden.
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13 zeigt ein Beispiel für das Verfahren zum
Bestimmen eines Modus, wenn eine Verbindung aufgebaut wird, im Vergleich
zu dem Fall unter Verwendung eines Steuerframe.
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13A zeigt einen Fall, in dem ein Modus spezifiziert
wird, wenn eine Verbindung aufgebaut wird. ➀ und ➁ zeigen
jeweils die Inbetriebnahme des RNC und des Node B in dem seminormalen
Modus. Im Gegensatz dazu zeigt 13B einen
Fall, in dem ein Steuerframe verwendet wird, um das Umschalten des
Modus auszuführen.
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Auf
diese Weise erzielt das WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform und kann unnötige Steuerframes und
Anweisungsprimitiven weglassen. Daher können die Belastungen für das System
weiter als in der ersten Ausführungsform
verringert werden.
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Dritte Ausführungsform
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In
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
führt eine
Vorrichtung, wie in 6 gezeigt, basierend auf Steuerframes
unabhängig
eine Negoziierung durch, um ein Umschalten zwischen dem seminormalen
Modus und dem normalen Modus durchzuführen, ohne APL-Software einzufügen.
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In
dem Verfahren dieser Ausführungsform sendet
die Vorrichtung an sich einen Steuerframe an einen Gegenknoten und
schaltet den Gegenknoten in den seminormalen Modus um, so daß Benutzerframes
nicht fallen gelassen werden könnten,
wenn von einer Überlastungserfassungsfunktion,
die normalerweise für
die Vorrichtung vorgesehen ist, bestimmt wird, daß eine Überlastung
oder beinahe eine Überlastung
vorliegt. Wenn der Überlastungszustand
aufgelöst
wird oder ähnliches,
wird der seminormale Modus wieder in den normalen Modus zurück geschaltet.
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14 zeigt
ein erstes Beispiel für
das Verfahren, in dem die Vorrichtung automatisch eine Umschaltung
des Modus durchführt,
wenn eine Überlastung
auftritt. 15 zeigt ein zweites Beispiel
für das Verfahren,
in dem die Vorrichtung automatisch eine Umschaltung des Modus durchführt, wenn
eine Überlastung
auftritt.
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Wenn
der RNC in dem in 14 gezeigten Verfahren eine Überlastung
erfaßt,
wird die Überlastung
der APL-Software avisiert, und dem Node B wird das Umschalten durch
einen Iub-Steuerframe avisiert. Der Modus wird dann unabhängig umgeschaltet.
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In
dem Verfahren dieses Beispiels werden im Unterschied zu dem Verfahren,
in dem Benutzerdaten normalerweise in der Reihenfolge der niedrigsten Priorität fallen
gelassen werden, um sich von der Überlastung zu erholen, unnötige Keine-Daten-Frames
verringert, um so weit wie möglich
zu verhindern, daß Benutzerdaten
fallen gelassen werden. Daher ist das Verfahren dieses Beispiels
als ein Mittel wirksam, das zur Zeit hoher Belastungen die Verschlechterung
der Qualität
verhindert.
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Wenn
der RNC in dem in 15 gezeigten Verfahren eine Überlastung
erfaßt,
wird der APL-Software die Überlastung
avisiert. Wenn von der APL-Software eine Anweisung für die Umschaltung des
Modus empfangen wird, wird dem Node B die Anweisung durch einen
Iub-Steuerframe avisiert. Die Umschaltung des Modus wird dann durchgeführt.
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In
diesem Verfahren kann die APL-Software, der die Überlastung avisiert wird, den
RNC anweisen, bezüglich
eines Rufs, der keine Priorität
hat, eine Umschaltung des Modus durchzuführen. Dieses Verfahren verhindert
eine Qualitätsverschlechterung, wenn
hohe Belastungen angewendet werden, und ist auch vorteilhaft für den Fall,
in dem eine Überlastung oder ähnliches
auftritt, die von der Vorrichtung allein nicht erfaßt werden
kann.
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Auf
diese Weise können
in dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Außerdem
werden unnötige
Keine-Daten-Frames verringert, um zu verhindern, daß Benutzerdaten
fallen gelassen werden. Daher kann eine Verschlechterung der Qualität verhindert
werden, wenn hohe Belastungen angewendet werden.
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Vierte Ausführungsform
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In
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
werden die Modi nicht für
jeden einzelnen Benutzer umgeschaltet, sondern gemeinsame oder dedizierte
Kanäle
zwischen Knoten werden eingesetzt, um avisierte Daten durch die
Kanäle
auszutauschen, so daß allen
Verbindungen einer Gegenvorrichtung gleichzeitig eine Außerband-Umschaltung
des Modus avisiert wird. Die Modi werden auf diese Weise für jede Vorrichtung
bezüglich
aller von der Vorrichtung abgewickelten Verbindungen umgeschaltet.
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Dieses
Verfahren nimmt an, daß eine
lange Zeit für
die Wiederherstellung erforderlich ist, wenn Steuerungen jeweils
für Kanäle durchgeführt werden, wenn
eine Überlastung
auftritt. Folglich wird dieses Verfahren für den folgenden Fall oder ähnliche
verwendet. Das heißt,
die Modi aller Kanäle
werden einmal in den seminormalen Modus umgeschaltet. Die Kanäle werden
in der Reihenfolge von dem Kanal mit der höchsten Priorität nacheinander
und einzeln zurück
in den normalen Modus geschaltet.
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In
diesem Fall braucht das Umschalten des Modus nicht immer für alle Kanäle gleichzeitig
durchgeführt
wer den, sondern kann gleichzeitig für jeden Dienst durchgeführt werden.
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Dieses
Verfahren ist ein vorteilhaftes Mittel für eine Überlastung oder ähnliches,
weil die Modi gleichzeitig in der Reihenfolge des Dienstes ohne
Priorität
umgeschaltet werden können,
insbesondere, wenn es Vorrichtungen gibt, die jeweils für Dienste bestimmt
sind.
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Wenn
dieses Verfahren beinhaltet ist, kann eine frühe Wiederherstellung und Sicherstellung
der Qualität
erzielt werden, wenn hohe Lasten angewendet werden.
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Um
genau zu sein, ist die Verbindung für den Austausch von Steuerframes
in den Arbeitsgängen von 14 und 15 in
der dritten Ausführungsform
Inband (gleich der U-Ebene).
In der vorliegenden Erfindung wird jedoch getrennt eine dedizierte Verbindung
bereitgestellt, so daß die
in 14 und 15 gezeigten
Sequenzen, die in Einheiten von Benutzern stattfinden, zum Zeitpunkt
einer Überlastung
gleichzeitig ausgeführt
werden können.
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Wenn
außerdem
eine Außerband-Negoziierung
mit Gegenknoten durchgeführt
wird, wenn das System hochfährt,
ist es möglich,
zu wissen, welche Knoten dem seminormalen Modus entsprechen. Dieses
Wissen kann verwendet werden, um unnötige Primitiven und Verkehr
zu verringern, wenn eine Benutzerverbindung aufgebaut wird.
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Auf
diese Weise können
in dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die gleichen Vorteile wie die in der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Ferner werden unnötige
Keine-Daten-Frames verringert, um zu verhindern, daß Benutzerdaten
fallen gelassen werden, so daß eine
Verschlechterung der Qualität
verhindert werden kann, wenn hohe Belastungen angewendet werden.
Außerdem
kann eine frühe
Wiederherstellung und Sicherstellung der Qualität erreicht werden, wenn hohe
Belastungen angewendet werden.
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Fünfte Ausführungsform
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In
dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Sendezeitintervall (TTI) selbst geändert.
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Das
heißt,
wenn die Belastungen des Systems gering sind, wie in dem Fall, in
dem die Anzahl der enthaltenen Benutzer klein ist, wird ein schnelles TTI
ausgewählt.
Alternativ wird ein langsames TTI festgelegt, wenn die Belastungen
des Systems hoch sind, wie im Fall, in dem die Anzahl der enthaltenen Benutzer
klein ist. Im Falle einer Überlastung
oder ähnlichem
wird eine Vorrichtung, die mit dem schnellen TTI arbeitet, auf das
langsame TTI umgeschaltet, um auf das System angewendete Belastungen
zu verringern und die Kapazität
oder ähnliches
zu erhöhen.
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Dieses
Verfahren steuert nicht nur Keine-Daten-Frames, sondern auch den Durchsatz der
Benutzerdatenframes. Dieses Verfahren ist auch fähig, selbst unter Beibehaltung
des normalen Modus Belastungen zu verringern.
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In
dem Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform
können
Benutzerdaten mit einer hohen Geschwindigkeit übermittelt werden, was zu einer
Verringerung der gemittelten Haltezeit von Paketrufen oder ähnlichem
beiträgt.
Folglich ist die Antwort schneller, so daß die Kanalbelegungszeit pro Benutzer
verringert werden kann. Es kann folglich erwartet werden, daß die Nutzungsrate
von Kanälen zunimmt,
was vorteilhaft für
die Kapazitätserhöhung des
gesamten Systems ist.
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Auf
diese Weise können
in dem WCDMA-UTRAN-System gemäß der vorliegenden
Erfindung die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform
erzielt werden. Außerdem
können
Belastungen sogar unter Beibehaltung des normalen Modus verringert
werden. Indem auf diese Weise die Antwort schneller gemacht wird,
kann die Nutzungsrate von Kanälen
erhöht
werden, und die Kapazität des
gesamten Systems kann erhöht
werden.
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In
der obigen Beschreibung wurden die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Praktische
Aufbauten sind nicht auf dieses Ausführungsformen beschränkt, sondern
die vorliegende Erfindung umfaßt
Modifikationen im Design, ohne von dem Schutzbereich des Gegenstands
der vorliegenden Er findung abzuweichen. Zum Beispiel ist das in 1 gezeigte
UE nicht auf ein tragbares Endgerät beschränkt, sondern kann eine andere
Vorrichtung sein, solange die Vorrichtung das WCDMA-System unterstützt. Außerdem ist
das CN nicht auf ein Vermittlungsnetz beschränkt, sondern kann ein IP-Netz
umfassen. Jede der obigen Ausführungsformen
wurde lediglich in Bezug auf die Verarbeitung der Umschaltung von
dem normalen Modus in den seminormalen Modus beschrieben. Allerdings
kann die Verarbeitung der Umschaltung von dem seminormalen Modus
in den normalen Modus in ähnlicher Weise
durchgeführt
werden.
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Wenn
von dem RNC in den obigen Ausführungsformen
ferner ein Keine-Daten-Frame empfangen wird, senden die Node Bs
keine Daten an das UE. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht
auf einen derartigen Aufbau beschränkt. In einem Fall, in dem
der seminormale Modus auf der Downlink-Seite in der Richtung von
dem RNC zu den Node Bs verwendet wird, wird es mit anderen Worten
manchmal notwendig, daß das
UE mit derartigen Daten korrespondiert.
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Außerdem ist
es nicht notwendig, daß der Steuerframe
zum Umschalten der Modi unter Führung
des RNC ausgeführt
wird. Es kann mit einem Aufbau realisiert werden, daß von den
Node Bs ein Iub-Steuerframe in die Richtung des RNC gesendet wird
und der RNC dann auf den Iub-Steuerframe antwortet.
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Wie
weiter oben beschrieben, wird gemäß dem WCDMA-UTRAN-System der vorliegenden Erfindung
der Durchsatz von Keine-Daten-Frames, die regelmäßig ausgetauscht werden, gesteuert,
wenn zwischen dem RNC und dem Node B (RNC -> Node B) keine Benutzerdaten vorhanden
sind. Daher kann der für
das gesamte System notwendige Bandbereich beschränkt werden, um zur Rationalisierung des
UTRAN-Systems beizutragen.
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Unnötige Keine-Daten-Frames
werden reduziert, um zu verhindern, daß Benutzerdaten fallen gelassen
werden. Daher kann die Verschlechterung der Qualität verhindert
werden, wenn hohe Belastungen angewendet werden.