DE69534400T2

DE69534400T2 - Verfahren zur zuweisung von kommunikationsbetriebsmitteln in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69534400T2
Application number: DE69534400T
Authority: DE
Inventors: Allan Shedlo
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: CA2176514C; EP0737398A4; DE69534400D1; WO1996012369A1; FI962345A; EP0737398A1; EP0737398B1; JP3833247B2; JPH09507372A; FI962345A0; FI113933B; US5603085A; CA2176514A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf ein Verfahren zur Zuweisung von Kommunikationsressourcen in einem Kommunikationssystem.
Hintergrund der Erfindung
Kommunikationssysteme, und insbesondere zellulare Kommunikationssysteme, sind wohl bekannt. Zellulare Kommunikationssysteme bestehen bekanntermaßen aus einzelnen Zellstandorten, wobei jeder zum Kommunizieren mit innerhalb des Zellstandorts lokalisierten Mobilkommunikationseinheiten eingerichtet ist. Die Kommunikation in einem Zellstandort wird über eine Kommunikationsressource, häufig als Kommuni kationskanal bezeichnet, ausgeführt, die aus einem Paar Hochfrequenzen bestehen kann, welche von der Mobilkommunikationseinheit zum Übertragen und Empfangen von Daten mit dem Zellstandorttransceiver verwendet werden. Einige Kommunikationsressourcen können für spezielle Funktionen reserviert sein, wie z. B. die Zweiwegübertragung von Steuerdaten. Die Gesamtzahl an Kommunikationsressourcen ist jedoch begrenzt.
Bei der Planung von zellularen Funkfernsprechsystemen besteht eine nicht enden wollende Spannung zwischen einer Maximierung der Systemkapazität, der Bereitstellung von Träger -zu- Störsignal (C/I)-Festigkeit, der Bewältigung einer Zelle -zu -Zelle Handover -Topographie usw. Das beruht in erster Linie auf dem nicht ausreichend vorhandenen Funkspektrum. Um die Kapazität zu erhöhen, wird die begrenzte Anzahl an Kommunikationsressourcen an verschiedenen Zellstandorten im ganzen zellularen Kommunikationssystem wiederholt wieder verwendet. Jedoch wirkt sich eine höhere Ressourcenwiederverwendung nachteilig auf C/I aus und könnte auf Grund von Handover -Kriterien nicht möglich sein. Folglich bleibt dem Systembetreiber die sehr schwierige Aufgabe überlassen, den Zellen die Ressourcen so effizient wie möglich zuzuweisen. Diese Aufgabe ist jedoch im besten Fall äußerst arbeitsintensiv und iterativ. Sind Ressourcen innerhalb eines Systems erst einmal zugewiesen, wird ein Tuning des Systems zur Reduzierung der Auswirkungen von störenden Ressourcen oder ein Hinzufügen/Entfernen von Ressourcen von Zellen, um Kapazität auszugleichen, häufig nicht durchgeführt, selbst wenn die Systemleistung es nahe legen sollte.
Die EP-A-0 585 994 offenbart ein Systemoptimierungsschema für ein Kommunikationssystem. Das Schema ersetzt Störsignalschätzungen durch tatsächliche Störsignalmessungen. Das Schema umfasst eine Verteilung von Kanälen, die versucht, die beste Gesamtsystemleistung bereitzustellen, nicht aber ein Entscheidungsfindungsschema des Typs "geh durch, geh nicht durch" für eine individuelle Zelle eines zellularen Systems. Die EP-A-0 585 994 befasst sich nicht mit einem Tuningschema für einen individuelle Zelle, und schlägt es auch nicht vor. Das heißt, die EP-A-0 585 994 betrachtet hinsichtlich der Verbindungsqualität von allen möglichen Kombinationen der Funkkanalverwendung überall in den Zellen des Systems die Auswirkung von Zelle -nach -Zelle, und erzeugt dann eine systemweite Zuweisung basierend auf einer Optimierung der Gesamtverbindungsqualität. Die EP-A-0 585 994 offenbart keine Berücksichtigung von Funkkanälen, die für eine Zuweisung zu einer individuellen Zelle geeignet oder ungeeignet sind.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Zuweisung und Neuzuweisung von Kommunikationsressourcen zu Zellen eines Kommunikationssystems, das die verschiedenen Kriterien, die innerhalb des Systems erfüllt werden müssen, berücksichtigt, ohne ein übermäßiges Maß an Zeit und Ressourcen in Anspruch zu nehmen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Zuweisung von Kommunikationsressourcen in einem Kommunikationssystem zur Verfügung, wie in Anspruch 1 beansprucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das ein typisches zellulares Kommunikationssystem veranschaulicht;
2 ist ein Diagramm, das ein sektoriertes zellulares Kommunikationssystem mit Ressourcenzuweisungen veranschaulicht;
3 ist ein Blockdiagramm, das ein typisches Kommunikationssystem veranschaulicht; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Zuweisung von Ressourcen in einem Kommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsform(en)
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Zuweisung von Ressourcen in einem zellularen Kommunikationssystem. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist ebenso anwendbar, um eine anfängliche Ressourcenzuweisung des zellularen Kommunikationssystems durchzuführen, wie auch zum "Tuning" oder Neuzuweisen von Kommunikationsressourcen in einem bestehenden System.
In Bezug auf 1 wird ein typisches zellulares Kommunikationssystem 10 dargestellt, das eine Mehrzahl von Zellen 12 – 20 umfasst, wobei jede Zelle von einer Basisstation 22 versorgt wird, um Kommunikationsdienste für die innerhalb einer Zelle betriebenen Mobilkommunikationseinheiten 24, 26 bereitzustellen. Die Kommunikationsdienste zwischen der Basisstation und der Einheit zur mobilen Kom munikation werden über eine Kommunikationsressource aus einer der Zelle zugewiesenen Mehrzahl von Kommunikationsressourcen bereitgestellt. Die Kommunikation zwischen den Mobilkommunikationseinheiten 24, 26 und den Basisstationen 22 kann in jedweder Anzahl von Formaten stattfinden, wie bekanntermaßen z. B. dem Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA) oder dem Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA). Daher sollte es sich verstehen, dass die Kommunikationsressource aus einem Kommunikationskanal besteht, der entweder über eine einzige Hochfrequenz oder ein Hochfrequenzpaar verfügt, wie es erforderlich ist, um eine Duplex -Kommunikation zwischen den Mobilkommunikationseinheiten und den Basisstationen zu ermöglichen.
2 veranschaulicht ein sektoriertes zellulares Kommunikationssystem 11. In 2 sind die Zellstandorte 40, 42, 44 und 46 jeweils in Sektoren geteilt. Jedem der Sektoren werden dann Kommunikationsressourcen (A – L) zur Versorgung von innerhalb des Sektors betriebenen Mobilkommunikationseinheiten zugewiesen. Die Kommunikationsressourcen (A – L) können aus Gruppen von Kommunikationskanälen bestehen, können aber auch einzelne Kommunikationskanäle sein. In dieser Patentschrift bezieht sich die Verwendung des Begriffs Zelle immer auf eine Zelle, einen Sektor, einen Versorgungsbereich oder ähnliches, das eine Region bezeichnet, in der zellulare Kommunikationsdienste erbracht werden. Der Betreiber muss bei der Ressourcenzuweisung z. B. die Träger – zu -Störsignal (C/I) -Verhältnisse zwischen allen Zellen, die Anzahl an erforderlichen Ressourcen für jede Zelle, die Anzahl an Kanalgruppen (wo die Kommunikationsressourcen als Gruppen von Kommunikationskanälen einer Zelle zugewiesen werden), den Mindestkanalabstand und die Handover- Topologie beachten.
3 veranschaulicht ferner Elemente des Kommunikationssystems 10. Wie man sehen kann, umfasst jede Basisstation 22 eine Mehrzahl an Transceivern 28, die wirksam werden, um in einer zugewiesenen Ressource mit einer Mobilkommunikationseinheit 24 oder 26 zu kommunizieren. Die Basisstationen 22 können auch die reservierten Transceiver 30 und 32 zur Bereitstellung von z. B. Steuerungs- und Signalisierungsdaten über zugeordnete Ressourcen für innerhalb der Zelle betriebene Mobilkommunikationseinheiten umfassen. Jede der Basisstationen steht mit einem Basisstationscontroller 34 in Verbindung. Wenn eine Mobilkommunikationseinheit einen Dienst anfordert, d. h. einen Ruf einleitet oder ihr der Empfang eines Rufs gemeldet wird, weist der Basisstationscontroller 34 die geeignete Basisstation an, eine Kommunikationsressource aus einer der Basisstation zugewiesenen Mehrzahl an Kommunikationsressourcen zuzuweisen, um die Kommunikation mit der Mobilkommunikationseinheit herzustellen.
Der Basisstationscontroller regelt auch das Handover einer Mobilkommunikationseinheit von einer ersten Zelle zu einer Handover -Zielzelle, wenn angebracht. In solch einem Fall, wenn ein Handover erforderlich ist, wird der Basisstationscontroller die Basisstation der Handover -Zielzelle zur Zuweisung einer Ressource anweisen und weist ferner die erste Basisstation an, die Mobileinheit zum Tunen von der von der ersten Basisstation zugewiesenen Kommunikationsressource zu der von der Basisstation der Handover -Zielzelle zugewiesenen Kommunikationsressource anzuleiten. Wie sich aus dem Vorhergehenden versteht, sollten bei der Erstellung der Kommunikationsressourcenzuweisung störende Kommunikationsressourcen Zellen, zwischen denen ein Handover der Mobilkommunikationseinheiten wahrscheinlich stattfindet, nicht zugewiesen werden. Das verhindert eine Zuweisung einer störenden Ressource durch die Basisstation der Handover -Zielzelle und den eventuellen Verlust des Anrufs auf Grund von Störung.
Der Basisstationscontroller 34 steht auch in Kommunikation mit einer Mobilfunkvermittlungsstelle MSC 36. Die Mobilfunkvermittlungsstelle wird tätig, um Meldungen vom Basisstationscontroller zu empfangen und leitet diese Meldungen entweder zum öffentlichen Fernsprechnetz (PSTN) 38 oder zu einem Basisstationscontroller, so dass die Kommunikation zwischen der Mobilkommunikationseinheit und einem Festnetztelefonkunden beziehungsweise einer anderen Mobilkommunikationseinheit hergestellt werden kann.
In Bezug auf 4 wird ein Verfahren zur Zuweisung von Kommunikationsressourcen in einem zellularen Kommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verfahren wird bei Blase 400 aufgenommen und setzt sich zu Feld 402 fort, wo die Zuweisungskriterien eingegeben werden. Im Fall eines System-Neu-Tunings wird die bestehende Ressourcenzuweisung vom Kommunikationssystem eingeholt. Falls es eine sich um eine anfängliche Ressourcenzuweisung handelt, können die Kommunikationsressourcen den Zellen willkürlich zugewiesen werden, um eine anfängliche Ressourcenzuweisung zu erstellen. Ferner werden die Ressourcenzuweisungskriterien eingegeben. Diese Kriterien umfassen die Kanalgruppierungsanforderungen, falls Kommunikationskanäle in Gruppen zugewiesen werden sollen, die C/I-Verhältnisse für jede Zelle, die sich aus tatsächlichen Messungen oder aus simulierten Daten ergeben, den Mindestkanalabstand, bei dem es sich um die Mindestanzahl an Kanälen zwischen jeglichen zwei einer Zelle zugewiesenen Kanälen handelt, und die Handover -Topologie, die Zellen identifiziert, bei denen es sich um Handover -Kandidaten handelt, und andere vom Systembetreiber für die Ressourcenzuweisung errichtete Kriterien. Eine zusätzliche erforderliche Information sind die Zellen, denen Ressourcen neu zugewiesen werden (d. h. die "Tuning"zellen) ebenso wie die Anzahl von neu in der Zelle zuzuweisenden Ressourcen.
Mit der vorangehenden Information setzt sich das Verfahren zu Raute 404 fort, wo das Verfahren ermittelt, ob es irgendwelche Zellen gibt, die neu getunt werden müssen. Eine Zelle wird neu getunt, falls die Ressourcenzuweisung für die Zelle geändert wird. Gibt es keine Zellen zum Neu-Tunen, dann wird die Ressourcenzuweisung abgeschlossen und in Feld 406 auf das Kommunikationssystem heruntergeladen und das Verfahren endet bei Blase 408. Ansonsten schreitet das Verfahren zu Raute 410 fort.
In Raute 410 werden die den Tuningzellen zugewiesenen Ressourcen überprüft und es wird ermittelt, ob irgendeine der Zelle zugewiesenen Ressourcen die Zuweisungskriterien nicht erfüllt. Erfüllt eine Ressource die Zuweisungskriterien nicht, wird sie in Feld 412 von der Zellenressourcenzuweisung entfernt, und das Verfahren setzt sich zu Raute 414 fort. Wurden in Raute 410 keine Ressourcen identifiziert, schreitet das Verfahren ebenfalls zu Raute 414 voran.
In Raute 414 wird die Ressourcenzuweisung für die Zelle analysiert, um zu ermitteln, ob der Zelle irgendwelche Ressourcen hinzugefügt werden sollen. Dies wird geschehen, falls der Systembetreiber sich entschieden hat, einer Zelle zusätzliche Ressourcen hinzuzufügen oder falls zugewiesene Ressourcen in Feld 412 von der Zelle entfernt wurden. Sollen der Zelle keine Ressourcen hinzugefügt werden, kehrt das Verfahren zurück zu Raute 410, um herauszufinden, ob es andere Zellen gibt, die neu getunt werden sollen. Ansonsten werden der Zelle keine Ressourcen hinzugefügt und das Verfahren schreitet zu Feld 416 voran.
In Feld 416 analysiert das Verfahren innerhalb des Kommunikationssystems verfügbare Ressourcen, z. B. nicht zugewiesene Ressourcen oder anderen Zellen des Kommunikationssystems zugewiesene Ressourcen, um Ressourcenkandidaten zu identifizieren, die die Zuweisungskriterien für die Tuningzelle erfüllen. Können keine solche Ressourcenkandidaten identifiziert werden, sieht das Verfahren in Raute 418 eine Überarbeitung der Zuweisungskriterien vor. Das heißt, es ist hin und wieder wünschenswert, die Zuweisungskriterien langsam herabzusetzen, so dass einer Zelle mehr Ressourcen zugewiesen werden können als sonst zulässig wäre. Zu anderen Zeiten ist eine Änderung der Zuweisungskriterien verboten. Ist in Raute 418 eine Änderung der Zuweisungskriterien zulässig, werden die Zuweisungskriterien geändert. Andernfalls ist die Zuweisung unvollständig, da Ressourcen, die die Kriterien erfüllen, nicht identifiziert und der Tuningzelle zugewiesen werden können, Feld 420.
Typische Änderungen für Zuweisungskriterien umfassen das Zulassen von höheren Graden an C/I, eine Reduzierung des Mindestkanalabstands oder eine Aufspaltung von Kanalgruppen. In der bevorzugten Ausführungsform würde die Herabsetzung über einen voreingestellten Plan ablaufen, wo durch verschiedene Kriterien bis auf einen Punkt herabgesetzt werden, woraufhin ein anderes Kriterium herabgesetzt wird, bis ein Minimum erreicht wird. Sind die Zuweisungskriterien auf das Mindestmaß herabgesetzt und können Ressourcen immer noch nicht identifiziert werden, wird entschieden, dass die Zuweisung unvollständig ist, Feld 420.
Werden in Raute 416 Ressourcenkandidaten identifiziert, werden diese Ressourcen analysiert, um zu ermitteln, ob eine Zuweisung der Ressource zur Tuningzelle zu übermäßigem Neu-Tuning der anderen Systemzellen führt, Raute 422. Jedes Mal, wenn eine einer anderen Zelle zugewiesene Ressource der Tuningzelle zugewiesen wird, wird die Quellzelle zum Neu-Tuning markiert. Es ist jedoch wünschenswert, die Anzahl von Zellen, die neu getunt werden müssen, auf ein Minimum zu beschränken. Würde eine Zuweisung der Ressource zur Tuningzelle ein übermäßiges Neu-Tuning zur Folge haben, macht das Verfahren stattdessen eine Schleife zurück zu Raute 416, um andere Ressourcen, die die Kriterien erfüllen, zu identifizieren. Es sollte beachtet werden, dass die überhöhte Neu-Tuning -Schwelle als Teil der Änderung der Zuweisungskriterien in Raute 418 ebenfalls geändert werden kann.
Führt eine Zuweisung der Ressource zur Tuningzelle nicht zu übermäßigem Neu-Tuning des Systems, wird die Zelle der Tuningzelle zugewiesen, Feld 424. Falls die Ressource vorher einer anderen Zelle im System zugewiesen war, wird diejenige Zelle für ein Neu-Tuning markiert, Feld 426. Das Verfahren kehrt dann zurück, um zu ermitteln, ob der Tuningzelle weitere Ressourcen zugewiesen werden sollen, Raute 414.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Zuweisung von Ressourcen in einem Kommunikationssystem bereit, welches eine verbesserte Ressourcenzuweisung (d. h. erhöhte Systemkapazität) mit verbesserter Leistung (z. B. verminderte Störung) gewährleistet. Darüber hinaus gewährleistet das Verfahren eine anfängliche Ressourcenzuweisung ebenso wie periodisches System-Neu-Tuning für verbesserten Systembetrieb und Effizienz. Ein ordentlicher Fachmann versteht jedoch leicht, dass seine Lehren über die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen hinaus Anwendung haben.

Claims

Verfahren zur Zuweisung von Kommunikationsressourcen in einem Kommunikationssystem, umfassend die Schritte zum: a) Abrufen einer Kommunikationssystemressourcenzuweisung vom Kommunikationssystem; b) Identifizieren einer zugewiesenen Kommunikationsressource, welche ein Zuweisungskriterium nicht erfüllt, innerhalb einer Zelle des Kommunikationssystems; c) Entfernen der zugewiesenen Kommunikationsressource von der Zelle; d) Identifizieren eines Kommunikationsressourcenkandidaten innerhalb des Kommunikationssystems, der die Zuweisungskriterien erfüllt; e) Ermitteln, ob eine Zuweisung des Kommunikationsressourcenkandidaten zu einem Neu-Tuning einer zweiten Zelle über eine überhöhte Neu-Tuning-Schwelle hinaus führt; f) Zuweisen des Kommunikationsressourcenkandidaten zur Zelle auf Grund der Ermittlung; und g) Automatisches Herunterladen der Kommunikationssystemressourcenzuweisung auf das Kommunikationssystem bei Betrieb des Kommunikationssystems.
Verfahren nach Anspruch 1, das darüber hinaus den Schritt zum Wiederholen der Schritte b – d, bis der Zelle eine vorgegebene Anzahl an Kommunikationsressourcen zugewiesen ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Identifizieren eines Kommunikationsressourcenkandidaten das Identifizieren eines Kommunikationsressourcenkandidaten aus einer anderen Zelle des Kommunikationssystems zugewiesenen Kommunikationsressourcen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das darüber hinaus den Schritt zum Durchführen der Schritte b – d für die andere Zelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das darüber hinaus den Schritt zum Identifizieren eines zusätzlichen Kommunikationsressourcenkandidaten umfasst, wenn die Zuweisung des Kommunikationsressourcenkandidaten zu einem Neu-Tuning der zweiten Zelle über eine überhöhte Neu-Tuning-Schwelle hinaus führt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zuweisungskriterien mindestens ein Kriterium aus der Gruppe umfasst, bestehend aus: Träger zu Störsignal-Verhältnis, erforderliche Anzahl an Kommunikationsressourcen je Versorgungsbereich, Mindestkommunikationskanalabstand zwischen Versorgungsbereichen, Handover-Topologie zwischen Versorgungsbereichen und Neu-Tuning-Minimum von angrenzenden Versorgungsbereichen.
Verfahren nach Anspruch 6, das darüber hinaus den Schritt zum Überarbeiten der Zuweisungskriterien umfasst, falls die vorgegebene Anzahl an Kommunikationsressourcen nicht zugewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das darüber hinaus den Schritt zum Zuweisen von Kommunikationsressourcen zu Kommunikationseinheiten, die im Versorgungsbereich aus der Mehrzahl von dem Versorgungsbereich zugewiesenen Kommunikationsressourcen Dienst anfordern, umfasst.