DE69522527T2

DE69522527T2 - Weiterreichungs- und sendeleistungssteuerung für eine mobilstation in einem mobilen telekommunikationssystem

Info

Publication number: DE69522527T2
Application number: DE69522527T
Authority: DE
Inventors: Harri Honkasalo; Zhi-Chun Honkasalo; Harri Jokinen; Harri Posti
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd; Nokia Networks Oy
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1994-05-11
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2015-05-11
Also published as: AU682112B2; JPH09504153A; JP3831762B2; WO1995031879A3; NO316843B1; FI96468B; FI942191A; ATE205341T1; NO960118D0; CN1080974C; FI942191A0; FI96468C; US5898925A; EP0709015A1; US5991627A; WO1995031879A2; EP0709015B1; DE69522527D1; AU2410495A; NO960118L

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Anordnung zur Leistungssteuerung einer Mobilstation und Durchführung eines Handovers (Weiterreichung) in einem Mobiltelekommunikationssystem, in dem Daten über den Funkweg zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation eines festen Funknetzwerks als Bursts in Zeitschlitzen aufeinanderfolgender Rahmen übertragen werden.

Hintergrund der Erfindung

In Mobiltelekommunikationssystemen des Zeitmultiplexzugriffs-(TDMA-(Time Division Multiple Access)) Typs findet eine Zeitmultiplexkommunikation in dem Funkweg in aufeinanderfolgenden TDMA-Rahmen statt, die jeweils aus mehreren Zeitschlitzen bestehen. In jedem Zeitschlitz wird ein kurzes Informationspaket als ein Funkfrequenzburst mit endlicher Dauer gesendet, wobei der Burst aus einer Anzahl modulierter Bits besteht. Größtenteils werden Zeitschlitze für die Übertragung von Steuerungskanälen und Verkehrskanälen verwendet. Auf den Verkehrskanälen werden Sprache und Daten übertragen. Auf den Steuerungskanälen wird eine Signalisierung zwischen einer Basisstation und mobilen Teilnehmerstationen ausgeführt. Das paneuropäische Mobilsystem GSM (Global System for global Communications) ist ein Beispiel für ein TDMA-Funksystem.
Für die Kommunikation in herkömmlichen TDMA-Systemen wird jeder Mobilstation ein Zeitschlitz eines Verkehrskanals für Daten- oder Sprachübertragung zugewiesen. Somit kann ein GSM-System beispielsweise maximal acht gleichzeitige Verbindungen zu verschiedenen Mobilstationen auf derselben Trägerfrequenz aufweisen. Die maximale Datenübertragungsrate auf einem Verkehrskanal ist auf einen relativ geringen Pegel entsprechend der Bandbreite bei der Verwendung und der Kanalcodierung sowie Fehlerkorrektur beschränkt, beispielsweise in einem GSM- System auf 9,6 kbit/s oder 12 kbit/s. Zusätzlich kann in einem GSM-System ein Halbgeschwindigkeits-Verkehrskanal (maximal 4,8 kbit/s) für niedrige Geschwindigkeiten der Sprachcodierung ausgewählt werden. Der Halbgeschwindigkeits-Verkehrskanal wird eingerichtet, wenn eine Mobilstation in einem spezifischen Zeitschlitz lediglich in jedem zweiten Rahmen kommuniziert, anders ausgedrückt mit halber Geschwindigkeit kommuniziert. Eine zweite Mobilstation kommuniziert in jedem zweiten Rahmen in den selben Zeitschlitz. Auf diese Weise kann die Kapazität des Systems verdoppelt werden, soweit dies die Anzahl der Teilnehmer betrifft. Das heißt, dass es möglich ist, dass auf derselben Trägerquelle bis zu 16 Mobilstationen simultan kommunizieren können.
In den letzten Jahren ist der Bedarf für Hochgeschwindigkeitsdatendienste in Mobilkommunikationsnetzwerken stark angestiegen. Datenübertragungsraten von zumindest 64 kbit/s würden zur Verwendung von beispielsweise festgeschalteten digitalen Datendiensten mit ISDN (digitales Netzwerk mit integrierten Diensten, Integrated Services Digital Network) benötigt. PSTN-Datendienste des öffentlichen Telefonnetzwerks wie Modems und Telefaxanschlüsse der Klasse G3 erfordern schnellere Übertragungsraten wie 14,4 kbit/s. Ein Bereich der wachsenden Bereiche von mobilen Datenübertragungen, die höhere Übertragungsraten benötigen, ist der mobile Videodienst. Als Beispiel für diese Art von Diensten kann eine Sicherheitsüberwachung durch Kameras und Videodatenbanken erwähnt werden. Die minimale Datenübertragungsrate in Videoübertragung kann beispielsweise 16 oder 32 kbit/s sein.
Die Datenübertragungsraten der gegenwärtigen Mobilkommunikationsnetzwerke sind jedoch nicht zur Erfüllung dieser neuen Bedarfsarten ausreichend.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, höhere Datenübertragungsraten in Mobilkommunikationsnetzwerken zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer Handover- und Leistungssteuerung einer Mobilstation in Zusammenhang mit Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Leistungssteuerung einer Mobilstation in einem Mobiltelekommunikationssystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Handover-Verfahren in einem Mobiltelekommunikationssystem wie in Patentanspruch 6 dargelegt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Steuerungsanordnung einer Mobilstation in einem Mobiltelekommunikationssystem wie in Patentanspruch 10 dargelegt.
Die Erfindung wendet eine sogenannte Mehrschlitztechnik an, so dass eine Mobilstation Zugriff auf zwei oder mehrere Zeitschlitze in jedem Rahmen hat. Das über den Funkweg zu übertragende Hochgeschwindigkeitsdatensignal wird in eine erforderliche Anzahl von Datensignalen mit niedriger Geschwindigkeit aufgeteilt, wobei jedes Signal als Burst in einem jeweiligen Zeitschlitz übertragen wird. Sobald die Datensignale mit niedriger Geschwindigkeit getrennt über den Funkweg übertragen worden sind, werden sie an dem Empfangsende erneut in das ursprüngliche Hochgeschwindigkeitssignal kombiniert. Auf diese Weise kann die Datenübertragungsrate in Abhängigkeit davon, ob zwei, drei oder mehr Zeitschlitze zur Verwendung durch einen Teilnehmer zugewiesen sind, verdoppelt, verdreifacht und so weiter werden. In einem GSM-System werden beispielsweise zwei Zeitschlitze eine Datenübertragungsrate von 2 · 9,6 kbit/s ermöglichen, was für ein Modem mit 14,4 kbit/s oder ein Telefaxendgerät beispielsweise ausreichend ist. Sechs Zeitschlitze werden eine Datenübertragungsrate von 64 kbit/s ermöglichen.
Die Mehrschlitztechnik gemäß der Erfindung, in der ein Hochgeschwindigkeitsdatensignal als mehrere Burst in mehreren Zeitschlitzen innerhalb eines Rahmens übertragen wird, weist viele Vorteile gegenüber einen alternativen Ansatz auf, gemäß dem einer Mobilstation ebenfalls mehrerer Zeitschlitze in den selben Rahmen zur Datenübertragung zugewiesen werden, jedoch das gesamte Datensignal als ein Burst übertragen wird, der sich über die Zeit der zugewiesenen Zeitschlitze erstreckt. Gemäß der Erfindung gibt es keine Notwendigkeit zur Änderung anderer signifikanter Eigenschaften des physikalischen Übertragungswegs (Funkweg, beispielsweise Schicht 1 von GSM), sowie Frequenzverteilung, Rahmenformat und Zeitschlitzkonfiguration, Datenübertragungsrate, Fehlerkorrektur, Modulation, Format eines TDMA-Burst, Bitfehlerverhältnis (BER, Bit Error Ratio) und so weiter. Das heißt, dass gemäß der Erfindung es möglich ist, verschiedene Arten von Teilnehmerdatenübertragungsraten in dem Funksystem durch eine einzelne Struktur eines physikalischen Übertragungswegs zu unterstützen. Folglich gibt es ebenfalls keine Notwendigkeit zur Unterstützung verschiedener Strukturen eines physikalischen Übertragungswegs durch die Teilnehmerendgeräte.
Die Mehrschlitztechnik gemäß der Erfindung ermöglicht, dass jeder einer Mobilstation zugewiesener Zeitschlitz, d.h. Verkehrskanal, als ein unabhängiger Verkehrskanal im Hinblick auf Messungen, Senden von Messungsberichten und Leistungssteuerung behandelt werden kann. Jeder Verkehrskanal wird unabhängig gemessen. Gemäß dem Hauptausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, die Leistungssteuerung und das Berichten der Messungsergebnisse unabhängig für jeden Zeitschlitz durch Zuweisung eines individuellen, parallelen Steuerungskanal zu jedem Verkehrskanalzeitschlitz durchzuführen. Dies ist vorteilhaft, da die Signalqualität in verschiedenen Zeitschlitzen aufgrund von beispielsweise unterschiedlichen Interferenzbedingungen deutlich variieren kann. Durch die aufgetrennte Leistungssteuerung kann ein optimaleres Mehrschlitzsystem im Hinblick auf die verwendete Leistung und die Qualität des empfangenen Signals erhalten werden. Eine optimierte Verwendung von Übertragungsleistung bedeutet eine niedrigere Durchschnittsübertragungsleistung, was zu einer längeren Batterielebensdauer führt. Der Durchschnittsinterferenzpegel in dem System wird ebenfalls verringert, was zu einer höheren Systemkapazität führt.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen alle Zeitschlitze ihre eigenen Steuerungskanäle auf, durch die Messungsberichte übertragen werden, jedoch wird eine Leistungssteuerung für jeden Kanal über lediglich einen einzelnen Steuerungskanal in der Richtung von dem festen Netzwerk zu einer Mobilstation durchgeführt.
Ähnliche Arten von Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit des Systems, obgleich von weniger Bedeutung, werden durch Verwendung eines gemeinsamen parallelen Steuerungskanal für alle einer Mobilstation zugewiesenen Zeitschlitze erreicht, so dass eine Kombination von Messungsergebnissen aller Zeitschlitze, beispielsweise ein Durchschnittswert, zu dem festen Funknetzwerk über den gemeinsamen Steuerungskanal übertragen werden. Das feste Funknetzwerk steuert die Sendeleistung der Mobilstation über denselben gemeinsamen Steuerungskanal.
Die Zuverlässigkeit von Handover-Entscheidungen kann ebenfalls in einem Mehrschlitzsystem in den Fällen verbessert werden, in denen jeder einer Mobilstation zugewiesene Zeitschlitz unabhängig gemäß der Erfindung gemessen wird, und die Handover-Entscheidung auf der Grundlage einer Kombination der Messungsergebnisse, wie ein Durchschnittswert, oder auf der Grundlage des schwächsten Zeitschlitz durchgeführt wird.
Die Implementierung kann insbesondere einfach sein, falls benachbart Zeitschlitze angewendet werden. Folglich wird es einfacher sein, verschiedene Messungen des restlichen Teils des Rahmens durchzuführen, wobei eine Erhöhung der Anzahl von Frequenzsynthesizern in den Empfänger der Mobilstation vermieden wird. In dem GSM-System ist es insbesondere vorteilhaft, die Erfindung mit zwei Zeitschlitzen anzuwenden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Abschnitt eines Mobilsystems, bei dem die Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 2, 3, 4 und 5 ein TDMA-Rahmenformat,
Fig. 6 einen TCH/F+SACCH-Multirahmen,
Fig. 7 eine herkömmliche Datenübertragung in einem Zeitschlitz,
Fig. 9 eine Datenübertragung gemäß der Erfindung in zwei Zeitschlitzen,
Fig. 9 den Zeitverlauf des Sendens, des Empfangs und Messungen in einer Datenübertragung in einem Zeitschlitz, und
Fig. 10 den Zeitverlauf des Sendens, des Empfangs und der Messungen in einer Datenübertragung mit zwei Zeitschlitzen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die Erfindung kann auf Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung in den meisten digitalen Mobilsystemen des TDMA-Typs wie beispielsweise dem paneuropäischen digitalen Mobilsystem GSM, DSC1800 (digitales Kommunikationssystem), UMTS (universelles mobiles Telekommunikationssystem), FPLMTS (zukünftiges öffentliches Landmobiltelekommunikationssystem, Future Public Land Mobile Telecommunication System) und so weiter angewendet werden.
Ein Mobilsystem des GSM-Typs ist als Beispiel veranschaulicht. GSM (globales System für Mobilkommunikation) ist ein paneuropäisches Mobilsystem.
Fig. 1 veranschaulicht sehr kurz die grundsätzlichen Elemente des GSM-Systems, ohne dass weiter in die Einzelheiten oder andere Unterabschnitte des Systems eingegangen wird. Für eine nähere Beschreibung des GSM- Systems wird auf die GSM-Empfehlungen und "The GSM System for Mobile Communications" von M. Mouly und M. Pautet, Palaiseau, Frankreich, 1992, ISBN: 2-9507190-0-7 hingewiesen.
Ein Mobildienstevermittlungszentrum MSC behandelt die Verbindung von eingehenden und ausgehenden Rufen. Es führt Funktionen ähnlich zu demjenigen einer Vermittlungsstelle eines öffentlichen Telefonnetzwerks (PSTN) durch. Zusätzlich dazu führt es ebenfalls Funktionen aus, die lediglich für Mobilkommunikationen charakteristisch sind, wie eine Teilnehmerlokalisierungsverwaltung in Zusammenarbeit mit den Teilnehmerregistern des Netzwerks. Als Teilnehmerregister weist das GSM-System zumindest das Heimatortsregister HLR (Home Location Register) und das Besucherortsregister VLR (Visitor Location Register) auf, die in Fig. 1 nicht gezeigt sind. Genauere Informationen bezüglich des Orts des Teilnehmers, gewöhnlicherweise die Genauigkeit des Ortsbereichs, sind in den Besucherortsregister gespeichert, wobei typischerweise ein VLR pro Mobildienstevermittlungszentrum MSC vorhanden sind, wobei das HLR weiß, welchen VLR-Bereich die Mobilstation MS besucht. Die Mobilstationen MS sind mit den Zentrum MSC durch Basisstationssystemen verbunden. Das Basisstationssystem weist eine Basisstationssteuerungseinrichtung BSC und Basisstationen BTS auf. Eine Basisstationsteuerungseinrichtung wird zur Steuerung mehrerer Basisstationen BTS verwendet. Die Aufgaben der BSC weisen unter anderen Handover in Fällen auf, in denen der Handover innerhalb der Basisstation oder zwischen zwei Basisstationen durchgeführt wird, die durch dieselbe BSC gesteuert werden. Fig. 1 zeigt zur vereinfachten Darstellung lediglich ein Basisstationssystem, in dem neun Basisstationen BTS1 bis BTS9 mit einer Basisstationssteuerungseinrichtung BSC verbunden sind, wobei der Funkabdeckungsbereich der Basisstation die entsprechenden Funkzentren C1 bis C9 bildet.
Das GSM-System ist ein Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffs- TDMA-System, in dem der Zeitmultiplexverkehr auf dem Funkweg in aufeinanderfolgenden TDMA-Rahmen stattfindet, die jeweils aus mehreren Zeitschlitzen bestehen. In jedem Zeitschlitz wird ein kurzes Informationspaket als Funkfrequenzburst mit endlicher Dauer gesendet, wobei der Burst aus einer Anzahl modulierter Bits besteht.
Größtenteils werden Zeitschlitze für die Übertragung von Steuerungskanälen und Verkehrskanälen verwendet. Auf den Verkehrskanälen werden Sprache und Daten übertragen. Auf den Steuerungskanälen wird eine Signalisierung zwischen einer Basisstation und mobilen Teilnehmerstationen ausgeführt.
Kanalstrukturen, die in der Funkschnittstelle des GSM- Systems verwendet werden, sind ausführlicher in der ETSI/GSM-Empfehlung 05.02 beschrieben. Das TDMA- Rahmenformat eines GSM-Systems ist als Beispiel in Fig. 2 bis 5 veranschaulicht. Fig. 5 veranschaulicht einen TDMA-Grundrahmen, der acht Zeitschlitze 0 bis 7 aufweist, die als Verkehrskanäle oder Steuerungskanäle verwendet werden. Somit wird in jedem Zeitschlitz lediglich ein Frequenzburst übertragen, der kürzer als die Dauer des Zeitschlitzes ist. Sobald ein TDMA- Grundrahmen in Zeitschlitz 7 endet, beginnt unmittelbar der Zeitschlitz 0 des nächsten Grundrahmens. Somit bilden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, 26 oder 51 aufeinanderfolgende TDMA-Rahmen einen Hyperrahmen (Multiframe) in Abhängigkeit davon, ob eine Verkehrskanal- oder eine Steuerungskanalstruktur betroffen ist. Ein Superrahmen (Superframe) besteht aus 51 oder 26 aufeinanderfolgenden Hyperrahmen in Abhängigkeit davon, ob die Hyperrahmen 26 oder 51 Rahmen aufweisen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Ein Hyperrahmen ist aus 2048 Superrahmen gebildet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Der Hyperrahmen ist die größte aufeinanderfolgende Rahmeneinheit, dessen Ende einen neuen ähnlichen Hyperrahmen startet.
Fig. 6 veranschaulicht eine Struktur eines Vollgeschwindigkeitsverkehrskanals TCH/F-SACCH/TF, der durch die Empfehlung definiert ist, wobei in dieser Struktur ein Überrahmen 24 Vollgeschwindigkeitsverkehrskanalrahmen TCH, einen parallelen Steuerungskanalrahmen SACCH und einen Pseudorahmen IDLE aufweist. In jedem zur Verwendung als Verkehrskanal zugewiesenen Zeitschlitz werden der Steuerungskanal SACCH und ein Pseudozeitschlitz alle 26 Zeitschlitze wiederholt. Die Positionen der Rahmen SACCH und IDLE sind für die Zeitschlitze, 2, 4 und 6 anders als in den Zeitschlitzen 1, 3, 5 und 7. Was in Fig. 7 veranschaulicht ist, gilt für Zeitschlitze 0, 2, 4 und 6. In den Zeitschlitzen 1, 3, 5 und 7 tauschen die Rahmen IDLE und SACCH miteinander die Plätze aus. Der Steuerungskanal SACCH wird zur Mitteilung der Messungsergebnisse aus der Mobilstation zu dem festen Funknetzwerk sowie zur Steuerung der Mobilstation, beispielsweise zur Leistungseinstellung von dem festen Funknetzwerk verwendet.
Im normalen Betrieb wird zu Beginn eines Rufs einer Mobilstation MS ein Zeitschlitz aus einer Trägerwelle als Verkehrskanal zugewiesen (Einzelschlitzzugriff). Die Mobilstation MS synchronisiert sich in diesem Zeitschlitz zum Senden und Empfangen von Funkfrequenzbursts. Gemäß Fig. 7 ist beispielsweise eine Mobilstation MS auf den Zeitschlitz 0 eines Rahmens eingerastet. Kanalcodierung, Verschachtelung, Burstbildung und Modulation 70 werden an den zu übertragenden Daten DATAIN ausgeführt, wobei nach diesen Operationen der Radiofrequenzburst in den Zeitschlitz 0 jedes TDMA-Rahmens übertragen wird. In dem restlichen Teil des Rahmens führt die MS verschiedene Arten von Messungen aus, wie es im folgenden beschrieben ist.
Erfindungsgemäß wird einer Mobilstation, die eine Datenübertragung mit höherer Geschwindigkeit benötigt, als ein Verkehrskanal bieten kann, zwei oder mehr Zeitschlitze desselben Rahmens zugewiesen.
Die Mehrschlitztechnik gemäß der Erfindung erfordert gewisse zusätzliche Merkmale in Verbindung mit der Verkehrskanalzuweisung. Während der Rufaufbauzeit wird die Zuweisung eines Verkehrskanals zu einer Mobilstation durch einen Zuweisungsbefehl ausgeführt, der von dem festen Netzwerk zu der Mobilstation übertragen wird. Diese Mitteilung muss die Daten aller Verkehrskanäle enthalten, die einer Mobilstation MS für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung gemäß der Erfindung zugewiesen sind. Bereits jetzt muss das GSM-System in der Lage sein, zwei Halbgeschwindigkeitsverkehrskanäle in demselben Zuweisungsbefehl zu adressieren, weshalb die Mitteilung Beschreibungen und Betriebsarten für sowohl den ersten als auch den zweiten Verkehrskanal enthält. Der vorliegende Zuweisungsbefehl kann leicht zur Abdeckung der Adressierung von zumindest zwei Zeitschlitzen, d.h. Vollgeschwindigkeitsverkehrskanälen ausgedehnt werden. Ein Zuweisungsbefehl ist in der GSM- Empfehlung 04.08, Version 4.5.0, Juni 1993, Seiten 168- 170 beschrieben. Eine Kanaladressierung gemäß der Erfindung kann in den Zuweisungsbefehldatenelemente Betriebsart des ersten Kanals, Betriebsart des zweiten Kanals und dem Kanalbeschreibungsinformationselement durchgeführt werden, die ausführlicher in der GSM- Empfehlung 04.08, Version 4.5.0, Juni 1993, Seiten 316- 350 beschrieben sind. Zur Adressierung von mehr als zwei Zeitschlitzen muss eine neue Mitteilung bestimmt werden. Aufgrund der Tatsache, dass alle adressierten Kanäle von demselben Kanaltyp sind, TCH/F, kann die Mitteilung zur Beschreibung des Typs des ersten Kanals und dann der Gesamtanzahl der erforderlichen Kanäle beschränkt werden. In einem derartigen Fall würde die Mitteilung eher kurz und einfach gehalten werden können.
Dementsprechend muss im Fall eines Handovers der Handover-Befehl in der Lage sein, zwei oder mehr Zeitschlitze in den selben Rahmen zu adressieren. In dem GSM-System enthält der Handover-Befehl dieselben Datenfelder wie vorstehend in Zusammenhang mit den Zuweisungsbefehl beschrieben, weshalb er auf die Erfordernisse der Erfindung mit ähnlichen Änderungen angewendet werden kann. Der Handover-Befehl ist in der GSM-Empfehlung 04.08, Version 4.5.0, Juni 1993, Seiten 184-189 beschrieben.
Eine zweite Alternative besteht darin, einen besonderen Zuweisungsbefehl für jeden Zeitschlitz anzuwenden.
In beiden Fällen müssen sowohl ausgehende als auch eingehende Rufaufbaumitteilungen (Setup) einer Mobilstation Informationen über die gegenwärtigen Kanalerfordernisse enthalten, das heißt, die Anzahl der benötigten Zeitschlitze. Diese Informationen können in dem Trägerfähigkeitsinformationselement BCIE (Bearer Capability Information Element) enthalten sein. Das BCIE ist in der GSM-Empfehlung 04.08, Version 4.5.0, Seiten 423-431 beschrieben.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel, in dem einer Mobilstation MS aufeinanderfolgende Zeitschlitze 0 und 1 desselben TDMA- Rahmens zugewiesen sind. Ein über den Funkweg zu übertragendes Hochgeschwindigkeitsdatensignal DATAIN wird in den Teiler 82 in eine erforderliche Anzahl von Datensignalen niedriger Geschwindigkeit DATA1 und DATA2 aufgeteilt. Kanalcodierung, Verschachtelung, Burstbildung und Modulation 80 und entsprechend, 81, werden getrennt an jedem Datensignal niedriger Geschwindigkeit DATA1 und DATA2 ausgeführt, wobei danach jedes Datensignal als Funkfrequenzburst in dessen zugewiesenen Zeitschlitz 0 und 1 jeweils übertragen wird. Sobald die Datensignale DATA1 und DATA2 niedriger Geschwindigkeit getrennt über den Funkweg gesendet worden sind, werden Demodulation, Endverschachtelung und Kanalcodierung 83 und entsprechend 84 der Signale getrennt an dem Empfangsende durchgeführt, wobei danach die Signale DATA1 und DATA2 zu dem ursprünglichen Hochgeschwindigkeitssignal DATAOUT in dem Kombinierer 85 an dem Empfangsende kombiniert werden.
Auf der Festnetzwerkseite sind die Funktionen der Blöcke 80, 81, 83 und 84 gemäß Fig. 8, das heißt, die Kanalcodierung, Verschachtelung, Burstbildung und Modulation sowie entsprechend Demodulation, Endschachtelung und Kanaldecodierung vorteilhaft an der Basisstation BTS angeordnet. Die Basisstation BTS weist eine getrennte parallele Behandlung für jeden Zeitschlitz auf. Der Teiler 82 und der Kombinierer 85 können umgekehrt wie erforderlich jedem Netzwerkelement wie einer Basisstation BTS, einer Basisstationsteuerungseinrichtung BSC oder einem Mobildienstevermittlungszentrum MSC zugeordnet werden. In den Fällen, in denen der Teiler 82 und der Kombinierer 85 in einem anderen Netzwerkelement als die Basisstation BTS angeordnet sind, werden die Datensignal niedriger Geschwindigkeit DATA1 und DATA2 zwischen diesem Element und der Basisstation BTS in ähnlicher Weise wie Signale auf normalen Verkehrskanälen übertragen.
In einem festen Netzwerk des GSM-Systems sind Funktionen, die sich auf die Sprachcodierung und die Ratenadaptierung beziehen, in einer TRCU (Transcoder- /Ratenadaptiereinheit, Transcoder/Rate Adapter Unit) konzentriert. Die TRCU kann an verschiedenen alternativen Stellen in dem System entsprechend der durch den Hersteller gemachten Auswahl angeordnet sein. Typischerweise ist die TRCU an dem Mobildienstschaltzentrum MSC angeordnet, sie kann jedoch ein Teil einer Basisstationsteuerungseinrichtung BSC oder einer Basisstation BTS sein. In den Fällen, in denen die TRCU nicht in der Basisstation BTS angeordnet ist, werden Informationen zwischen der Basisstation und der Transcoder/Ratenadaptiereinheit TRCU in sogenannten TRAU- Rahmen übertragen. Die Funktion der Transcoder/Ratenadaptiereinheit ist in der GSM-Empfehlung 08.60 definiert. Ein Kombinierer 85 und ein Teiler 83 gemäß der Erfindung können mit dieser Transcoder- /Ratenadaptiereinheit TRCU angeordnet sein.
In einer Mobilstation MS sind die Blöcke 80, 81, 83 und 84 gemäß Fig. 8, d.h., Kanalcodierung, Verschachtelung, Burstbildung und Modulation und dementsprechend Demodulation, Endschachtelung und Kanaldecodierung vorteilhafterweise durch eine Verarbeitungseinheit implementiert, die für alle Zeitschlitze gemeinsam ist, zumindest bei einem Ausführungsbeispiel mit zwei Zeitschlitzen.
Wie allgemein bekannt, können Mobilstationen MS sich in dem Bereich des Mobilsystems von einer Zelle zu einer anderen frei bewegen. Falls eine Mobilstation keinen Ruf behandelt, ist das Umschalten von einer Zelle zu einer anderen einfach eine Registrierung bei einer neuen Zelle. Falls eine Mobilstation während des Umschaltens der Zellen einen Ruf behandelt, muß ebenfalls der Ruf von einer Basisstation zu einer anderen auf eine Weise umgeschaltet werden, die so wenig Störungen bei dem Ruf wie möglich verursacht. Ein Umschalten von Zellen während · eines Rufs wird als Handover bezeichnet. Ein Handover kann ebenfalls innerhalb einer Zelle von einem Verkehrskanal zu einem anderen ausgeführt werden.
Falls sich eine Mobilstation MS in einem Funknetzwerk bewegt (Roaming) wird normalerweise ein Handover von der bedienenden Zelle zu einer benachbarten Zelle durchgeführt, (1) wenn die Messungsergebnisse der Mobilstation MS und/oder der Basisstation BTS eine niedrigen Signalpegel und/oder eine schlechte Qualität von der gegenwärtig bedienenden Zelle angeben, und einen besseren Signalpegel von einer benachbarten Zelle erhalten werden kann, oder (2) wenn eine benachbarte Zelle eine Kommunikation mit niedrigeren Übertragungs- bzw. Sendeleistungspegeln ermöglicht, das heißt, wenn die Mobilstation MS sich in einem Grenzbereich zwischen den Zellen befindet. In Funknetzwerken besteht das Ziel darin, unnötig hohe Leistungspegel und somit Interferenzen an anderer Stelle in dem Netzwerk zu vermeiden.
In Fig. 9 ist eine Mobilstation normalerweise in einem Zeitschlitz 0 eines Rahmens eingerastet. In dem Zeitschlitz 0 wird der der Mobilstation zugewiesene Verkehrskanal CCH übertragen. Zusätzlich wird in dem 26ten Rahmen desselben Zeitschlitzes ein paralleler Steuerungskanal SACCH übertragen, wie es in Zusammenhang in Fig. 6 beschrieben worden ist. Gemäß den GSM- Empfehlungen überwacht (misst) eine Mobilstation MS den Pegel und die Qualität des Downlink-Signals der bedienenden Zelle in Zeitschlitz 0 auf dem Verkehrskanal TCH, der ihr zugewiesen worden ist. Während der anderen Zeitschlitze misst die Mobilstation MS die Pegel der Downlink-Signale der benachbarten Zellen der bedienende Zelle. Alle Messungsergebnisse der Mobilstation MS werden regelmäßig zu einer Basisstationssteuerungseinrichtung BSC über einen dem Zeitschlitz des Verkehrskanals TCCH zugehörigen parallelen Steuerungskanal SACCH übertragen. Die Basisstation BTS überwacht (misst) den Pegel und die Qualität des Ablinksignals, das von jeder von der Basisstation BTS bedienten Mobilstation MS empfangen wird.
Auf der Grundlage der Messungsergebnisse steuert die BSC die Leistung der Mobilstationen MS durch Leistungssteuerungsbefehle, die zu der MS in der Downlink-Richtung über den Steuerungskanal SACCH übertragen werden, und führt die Handover-Entscheidungen durch.
Verarbeitungen und Berechnungen, die in Funknetzwerken zur Bestimmung von geeigneten Sendeleistungspegeln verwendet werden, werden als Leistungssteuerungsalgorithmen bezeichnet. Es gibt viele unterschiedliche Arten von Algorithmen, jedoch besteht üblicherweise deren Ziel in den geringostmöglichen Sendeleistungspegel und somit niedrigen Interferenzpegeln.
Entscheidungen über Handover während gegenwärtig durchgeführter Rufe werden durch die Basisstationsteuerungseinrichtung BSC auf der Grundlage von verschiedenen Handover-Parametern durchgeführt, die jeder Zelle zugeordnet sind, und auf der Grundlage von Messungsergebnissen durchgeführt, die durch eine Mobilstation MS und Basisstationen BTS berichtet werden. Ein Handover wird normalerweise auf der Grundlage von Kriterien auf dem Funkweg durchgeführt, jedoch kann er ebenfalls auf der Grundlage anderer Gründe durchgeführt werden, beispielsweise Lastteilung (Load Sharing). Die Verarbeitungen und Berechnungen, die als Grundlage einer Handover-Entscheidung verwendet werden, werden als Handover-Algorithmus bezeichnet. Alternativ können alle Handover-Entscheidungen bei einem Mobildienstschaltzentrum MSC gemacht werden, dem alle Messungsergebnisse in einem derartigen Fall übertragen werden. Ein MSC steuert ebenfalls zumindest diejenigen Handover, die aus dem Bereich einer Basisstationssteuerungseinrichtung zu dem Bereich einer anderen auftreten.
Da einer Mobilstation erfindungsgemäß mehrere Zeitschlitze innerhalb desselben Rahmens für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zugewiesen sind, misst die Mobilstation den Pegel und die Qualität des Downlink-Signals getrennt in jeden ihr zugewiesenen Zeitschlitz. In dem Beispiel gemäß Fig. 10 sind einer Mobilstation die benachbarten Zeitschlitze 0 und 1 zugewiesen. Die Mobilstation MS misst den Pegel und die Qualität des Downlink-Signals der bedienenden Zelle unabhängig in den Zeitschlitzen 9 und 1 auf dem Verkehrskanal CCH, der ihr zugewiesen ist. Während der anderen Zeitschlitze misst die Mobilstation MS die Pegel der Downlink-Signale der benachbarten Zelle der bedienenden Zelle.
Gemäß dem Hauptausführungsbeispiel der Erfindung weist jeder einer Mobilstation MS zugewiesener Zeitschlitz, der Verkehrskanal TCH, einen besonderen parallelen Steuerungskanal SACCH auf, durch den die Messungsergebnisse in Bezug auf den jeweiligen Zeitschlitz einer Basisstationssteuerungseinrichtung BSC übertragen werden.
Eine Basisstationssteuerungseinrichtung BSC steuert die Sendeleistung einer Mobilstation MS getrennt in jedem Zeitschlitz, das heißt, auf dem Verkehrskanal CCH, durch Leistungssteuerungsbefehle, die der Mobilstation MS in Downlink-Richtung über den Steuerungskanal SACCH des Verkehrskanals übertragen werden. Die Leistungssteuerung auf einem individuellen Kanal wird andernfalls entsprechend den GSM-Empfehlungen ausgeführt.
Alternativ kann eine Basisstationssteuerungseinrichtung BSC die Sendeleitungspegel aller Zeitschlitze durch einen gemeinsamen Leistungssteuerungsbefehl steuern, der der Mobilstation MS in Downlink-Richtung über einen parallelen Steuerungskanäle übertragen wird.
Die Handover-Entscheidung wird durch die Basisstationssteuerungseinrichtung auf der Grundlage einer Kombination von Messungsergebnissen von zwei oder mehr Zeitschlitzen, die einer Mobilstation zugewiesen sind, oder auf der Grundlage eines Messungsergebnisses des schwächsten Zeitschlitzes durchgeführt. Wenn die Entscheidung zur Ausführung eines Handovers getroffen worden ist, wird ein modifizierter Handover-Befehl der Mobilstation MS gesendet, wie es vorstehend beschrieben worden ist.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen alle einer Mobilstation MS zugewiesenen Zeitschlitze, die Verkehrskanäle CCH, einen gemeinsamen parallelen Steuerungskanal CACCH auf, durch den eine Kombination von Messungsergebnissen der Zeitschlitze zu einer Basisstationssteuerungseinrichtung BSC übertragen werden. Diese Kombination der Messungsergebnisse kann beispielsweise der Durchschnittswert der Messungsergebnisse der verschiedenen Zeitschlitze sein.
Die Basisstationssteuerungseinrichtung BSC steuert die Sendeleistungspegel der Mobilstation MS gemeinsam in allen Zeitschlitzen, das heißt, auf dem Verkehrskanal CCH, durch gemeinsame Leistungssteuerungsbefehle, die der Mobilstation MS in der Downlink-Richtung über den gemeinsamen Steuerungskanal SACCH übertragen werden.
Die Handover-Entscheidung wird durch die Basisstationssteuerungseinrichtung auf der Grundlage einer Kombination von Messungsergebnissen von entweder allen oder einigen der einer Mobilstation MS zugewiesenen Zeitschlitze durchgeführt. Wenn die Entscheidung zur Durchführung eines Handovers getroffen worden ist, wird der Mobilstation wie vorstehend beschrieben ein modifizierter Handover-Befehl übertragen.
Die Figuren und die Beschreibung in Bezug darauf sollen lediglich die Erfindung veranschaulichen. Das Verfahren und die Anordnung der Erfindung kann in Einzelheiten innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche variieren.

Claims

1. Verfahren zur Leistungssteuerung einer Mobilstation (MS) in einem mobilen Telekommunikationssystem, mit den Schritten Senden von Daten über den Funkweg zwischen einer Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BTS1- BTS9) eines festen Funknetzwerks (MSC, BSC, BTS1-BTS9) als Bursts in Zeitschlitzen aufeinanderfolgender Rahmen, und Zuordnen der Mobilstation auf zumindest zwei Zeitschlitzen in jedem Rahmen für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, gekennzeichnet durch

Messen der Eigenschaften des empfangenen Signals an der Mobilstation (MS) in jedem der Mobilstation (MS) zugeordneten Zeitschlitz,

Steuern der Sendeleistung einer Mobilstation (MS) auf der Grundlage einer Kombination von Messergebnissen von zwei oder mehr Zeitschlitzen oder auf der Grundlage eines Messergebnisses des Zeitschlitzes, das die niedrigsten gemessenen Signaleigenschaften aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften des empfangenen Signals Signalpegel und/oder Signalqualität aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

Zuordnen einer Mobilstation (MS) auf einen parallelen Steuerungskanal, der allen der Mobilstation zugeordneten Zeitschlitzen gemeinsam ist,

Senden einer Kombination von Messergebnissen aller Zeitschlitze von der Mobilstation (MS) zu einem festen Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) über den gemeinsamen parallelen Steuerungskanal,

Steuern der Sendeleistung der Mobilstation (MS) in allen Zeitschlitzen über den gemeinsamen parallelen Steuerungskanal.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

Zuordnen einer Mobilstation (MS) auf einen besonderen parallelen Steuerungskanal für jeden der Mobilstation (MS) zugeordneten Zeitschlitz,

Senden der Messergebnisse jedes Zeitschlitzes getrennt von der Mobilstation (MS) zu einem festen Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) über den parallelen Steuerungskanal entsprechend dem Zeitschlitz,

Steuern der Sendeleistung der Mobilstation (MS) in jedem Zeitschlitz über den Steuerungskanal entsprechend dem Zeitschlitz.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

Steuern der Sendeleistung der Mobilstation (MS) in jedem Zeitschlitz über einen gemeinsamen parallelen Steuerungskanal.

6. Handover-Verfahren in einem mobilen Telekommunikationssystem, mit den Schritten Senden von Daten über den Funkweg zwischen einer Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BTS1-BTS9) eines festen Funknetzwerks (MSC, BSC, BTS1-BTS9) als Bursts in Zeitschlitzen aufeinanderfolgender Rahmen, und Zuordnen der Mobilstation auf zumindest zwei Zeitschlitze in jedem Rahmen für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, gekennzeichnet durch

Durchführen einer Handover-Entscheidung auf der der Grundlage einer Kombination von Messergebnissen von zwei oder mehr Zeitschlitzen oder auf der Grundlage eines Messergebnisses des Zeitschlitzes, das die niedrigsten gemessenen Signaleigenschaften aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften des empfangenen Signals Signalpegel und/oder Signalqualität aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch

Zuordnen einer Mobilstation (MS) auf einen parallelen Steuerungskanal, der allen der Mobilstation zugeordneten Zeitschlitzen gemeinsam ist, und

Senden einer Kombination von Messergebnissen aller Zeitschlitze von der Mobilstation (MS) zu einem festen Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) über den gemeinsamen parallelen Steuerungskanal.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch

Zuordnen einer Mobilstation (MS) auf einen besonderen parallelen Steuerungskanal für jeden der Mobilstation (MS) zugeordneten Zeitschlitz, und

Senden der Messergebnisse jedes Zeitschlitzes getrennt von der Mobilstation (MS) zu einem festen Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) über den parallelen Steuerungskanal entsprechend dem Zeitschlitz.

10. Mobiles Telekommunikationssystem, bei dem Daten über den Funkweg zwischen einer Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BTS1-BTS9) eines festen Funknetzwerks (MSC, BSC, BTS1-BTS9) als Bursts in Zeitschlitzen aufeinanderfolgender Rahmen gesendet werden, und eine Mobilstation zumindest zwei Zeitschlitzen in jedem Rahmen für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zugeordnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass

die Mobilstation (MS) eingerichtet ist, die Eigenschaften des empfangenen Signals an der Mobilstation (MS) in jedem der Mobilstation (MS) zugeordneten Zeitschlitz zu messen, und dass das feste Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) eingerichtet ist, die Steuerung der Sendeleistung einer Mobilstation (MS) und/oder eine Handover-Entscheidung auf der Grundlage einer Kombination von Messergebnissen von zwei oder mehr Zeitschlitzen oder auf der Grundlage eines Messergebnisses des Zeitschlitzes durchzuführen, das die niedrigsten gemessenen Signaleigenschaften aufweist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften des empfangenen Signals Signalpegel und/oder Signalqualität aufweisen.

12. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mobilstation (MS) einen parallelen Steuerungskanal aufweist, der allen der Mobilstation zugeordneten Zeitschlitzen gemeinsam ist, und dass die Mobilstation (MS) eingerichtet ist, eine Kombination von Messergebnissen aller Zeitschlitze von der Mobilstation (MS) zu einem festen Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) über den gemeinsamen parallelen Steuerungskanal zu senden.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) eingerichtet ist, die Sendeleistung der Mobilstation (MS) in allen Zeitschlitzen über den gemeinsamen parallelen Steuerungskanal zu steuern.

14. System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mobilstation (MS) einen besonderen parallelen Steuerungskanal für jeden der Mobilstation (MS) zugeordneten Zeitschlitz aufweist, und dass die Mobilstation (MS) eingerichtet ist, die Messergebnisse jedes Zeitschlitzes getrennt von der Mobilstation (MS) zu einem festen Funknetzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) über den parallelen Steuerungskanal entsprechend dem Zeitschlitz getrennt zu senden.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Netzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) eingerichtet ist, die Sendeleistung der Mobilstation (MS) in jedem Zeitschlitz über den Steuerungskanal entsprechend dem Zeitschlitz zu steuern.

16. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Netzwerk (MSC, BSC, BTS1-BTS9) eingerichtet ist, die Sendeleistung der Mobilstation (MS) in allen Zeitschlitzen über einen paralleln Steuerungskanal.