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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswählen eines
Antennenstrahls bzw. "Beam" bzw. einer Antennenkeule
einer Basisstation eines Funksystems aus zwei oder mehr optionalen
Antennenstrahlen, wobei die Antennenstrahlen dazu ausgelegt sind,
Signale zu empfangen, die mit dem gleichen logischen Kanal in Beziehung
stehen, wobei bei diesem Verfahren Antenneneinrichtungen der Basisstation
mit einer Messeinrichtung zum Messen des Signalpegels eines empfangenen Signals
ausgestattet sind, der Signalpegel der durch unterschiedliche Antennenstrahlen
empfangenen Signale gemessen wird, und der Antennenstrahl zur Verwendung
ausgewählt
wird, der die Signale mit der stärksten
Signalstärke
empfangen hat, und die vom ausgewählten Antennenstrahl empfangenen
Signale zu einer Empfängereinheit
der Basisstation, die sich in einer Entfernung von der Antenneneinrichtung
befindet, weitergeleitet werden. Die Erfindung bezieht sich auch
auf eine Basisstation eines Funksystems, deren Antenneneinrichtung
Einrichtungen zum Empfangen von Signalen, die mit dem gleichen logischen Kanal
in Beziehung stehen, durch zumindest zwei Antennenstrahlen, eine
Messeinrichtung zum Messen des Signalpegels der durch die Antennenstrahlen
empfangenen Signale, und Steuereinrichtungen zum Auswählen von
einem oder mehreren Antennenstrahlen und zur Weiterleitung der mittels
dem ausgewählten
Antennenstrahl oder den Antennenstrahlen empfangenen Signale zu
einer Empfängereinheit
der Basisstation, die sich in einer Entfernung von der Antenneneinrichtung
befindet, enthält.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein zellulares Funksystem,
wobei dieses eine Basisstation, die eine in einer Entfernung von
der Basisstation angeordnete Antenneneinrichtung zum Empfangen von Funksignalen,
die mit dem gleichen logischen Kanal in Beziehung stehen, durch
zumindest zwei Antennenstrahlen, eine Messeinrichtung zum Messen
des Signalpegels der durch die Antennenstrahlen empfangenen Signale,
und Steuereinrichtungen zum Auswählen
von einem oder mehreren Antennenstrahlen und zur Weiterleitung der
mittels dem ausgewählten
Antennenstrahl oder den Antennenstrahlen empfangenen Signale zu
einer Empfängereinheit
der Basisstation aufweist, und eine Netzwerkmanagementzentrale,
die mittels einer Datenübertragungsverbindung
zur Basisstation verbunden ist, enthält.
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Diese
Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Größe des Funkversorgungsbereichs
von Basisstationen in einem zellularen Funksystem. Es hat sich als
sehr schwierig erwiesen, große,
fast unbevölkerte
Gebiete durch ein zellulares Funksystem abzudecken, da der Bedarf
an Verkehrskapazität
in diesen Gebieten allgemein so niedrig ist, dass ein Ausweiten des
Versorgungsbereichs des Systems durch neue Basisstationen eine zu
aufwändige
Alternative ist. Aufgrund von Pfaddämpfung ist es oft fast unmöglich, ein
großes
Gebiet durch wenige Basisstationen abzudecken. Die Pfaddämpfung ist
insbesondere bei höheren
Frequenzen, wie beispielsweise 1800 oder 1900 MHz, erheblich.
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Meist
kann das durch die Basisstation abgedeckte geographische Gebiet
zumindest einigermaßen
durch Erhöhung
der Sendeleistung der Basisstationssender ausgeweitet werden, ein
Problem wird dann aber die unzureichende Übertragungsleistung von Teilnehmerendgerät-Ausrüstungen
sein, was in der Praxis die größtmögliche Größe des Versorgungsbereichs
bestimmt. Das heißt,
dass obwohl die Teilnehmerendgerät-Ausrüstungen
Signale, die von der Basisstation mit einer höheren Leistung als normal gesendet
werden, empfangen können,
die Basisstation Signale, die von den Teilnehmerendgerät-Ausrüstungen
gesendet werden, nicht empfangen kann.
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Bisher
ist von der WO 95/33312 eine Lösung bekannt,
bei der eine Signalqualitätsmetrik,
wie beispielsweise die empfangene Signalstärke, für mehr als einen Antennenstrahl
erhalten wird. Diese Qualitätsmetrik
wird zum Auswählen
des zu verwendenden Antennenstrahls genutzt. Der Nachteil einer
derartigen Lösung
ist jedoch, dass das stärkste
Signal von anderswo stammen kann als von der Mobilstation, deren
Signale empfangen werden sollen.
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Bisher
ist auch von der EP-A-0 647 981 eine Lösung bekannt, bei der der Beste
von einer Vielzahl von Antennenstrahlen durch Vergleichen der Qualität von Signalen,
die durch unterschiedliche Strahlen empfangen werden, ausgewählt wird.
Diese Lösung erfordert
jedoch, dass die Signale von jedem Strahl durch ein Kabel vom Antennenmast
zum Schaltschrank weitergeleitet wird, was die benötigte Verkabelung
erhöht.
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Eine
bekannte Lösung
zum Verbessern der Empfangsfähigkeit
von Basisstationen ist, dass die Antennenstrahlen von Basisstationen
verschmälert werden,
wodurch nicht mehr versucht wird, ein geographisches Gebiet einer
bestimmten Größe durch ein
Breitstrahlen-Antennenelement abzudecken, sondern es sind mehrere
Schmalstrahlen-Empfangsantennenelemente
darauf gerichtet. Die Unterteilung des durch die Basisstation abgedeckten
geographischen Gebiets in schmalere Strahlen als vorher führt jedoch
dazu, dass die Anzahl von Strahlen und verfügbaren Antennenelemente deutlich
wachsen wird, was beispielsweise wiederum neue Anforderungen an
die Verkabelung der Basisstation stellt. Da sich eine Basisstation
im Allgemeinen in einer Entfernung von Antenneneinrichtungen befindet,
das heißt
in der Praxis auf Bodenhöhe
neben einem Antennenmast, ist es für die Verkabelung der Basisstation
vorteilhaft, dass Signale, die beispielsweise nur durch einen oder
zwei (Diversity-Empfang)
Antennenstrahlen empfangen werden, zur Basisstation geleitet werden, weil
dann die Anzahl von Kabeln, die zwischen dem Antennenmast und der
Basisstation benötigt
werden, niedrig bleibt.
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Bisher
ist eine Basisstation bekannt, bei der ein Antennenmast mit einer
separaten Steuereinheit ausgestattet ist, das heißt einem
sogenannten RSSI-Empfänger (Empfangssignalstärkenindikation bzw. "Received Signal Strength
Indication"). Der
Antennenmast weist eine Einrichtung zum Empfangen von Signalen mit
mehreren Schmalstrahl-Antennenstrahlen auf, wobei in diesem Fall
die durch unterschiedliche Antennenstrahlen empfangenen und mit dem
gleichen logischen Kanal in Beziehung stehenden Signale zu den Eingängen der
Steuereinheit geleitet werden. Danach misst die Steuereinheit den
Signalpegel eines empfangenen Signals für jedes zugeführte Signal
und wählt
das Signal mit der stärksten
Signalstärke
aus, das zur Empfängereinheit
der Basisstation weitergeleitet wird.
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Die
wesentlichste Schwäche
der vorangehend erläuterten
Basisstation gemäß dem Stand
der Technik ist, dass die Steuereinheit unter ungünstigen Bedingungen
in ein inkorrektes Signal gesperrt sein kann, weil die Steuereinheit
das der Basisstation zuzuführende
Signal nur auf seiner Signalstärke
basierend auswählt.
Das heißt,
dass falls in der Umgebung der Basisstation eine starke Störquelle
(z. B. eine fehlerhafte Funkverbindung) ist, deren Frequenz beispielsweise
dem durch eine Mobilstation verwendeten Frequenzkanal entspricht,
und deren Signale bei der Basisstation stärker gehört werden als die Signale der
Mobilstation, es passieren kann, dass die Steuereinheit anstelle
des von der Mobilstation gesendeten Signals ein Signal zur Empfängereinheit
der Basisstation überträgt, das
von der Störquelle
stammt, wobei in diesem Fall die Verbindung zwischen der Basisstation
und der Mobilstation abbricht.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das vorangehend beschriebene
Problem zu lösen, und
ein Verfahren zur derartigen Auswahl eines Antennenstrahls einer
Basisstation zu erreichen, dass das bestmögliche Signal auf jeden Fall
zur Basisstation übertragen
wird, sogar unter gestörten
Bedingungen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der Erfindung
erreicht, das durch Überwachen
der Qualität
der durch die Empfängereinheit
der Basisstation mittels dem ausgewählten Antennenstrahl empfangenen
Signale und Auswählen
eines anderen Antennenstrahls zur Verwendung anstelle des ersten
ausgewählten
Antennenstrahls, falls die Qualität der durch die Empfängereinheit
empfangenen Signale unter einen vorbestimmten Referenzpegel fällt, charakterisiert
ist.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Basisstation, auf die das Verfahren
der Erfindung angewendet werden kann. Die Basisstation der Erfindung ist
dadurch charakterisiert, dass die Basisstation eine Einrichtung
zum Messen der Qualität
der durch die Empfängereinheit
von der Antenneneinrichtung empfangenen Signale, und zum Erzeugen,
ansprechend auf die Qualität
der Signale, eines Qualitätssignals und
zum Zuführen
desselben zu den Steuereinrichtungen aufweist, und dass die Steuereinrichtungen dazu
ausgelegt sind, den einen oder die mehreren Antennenstrahlen auf
dem von der Messeinrichtung gemessenen Signalpegel und dem zu den
Steuereinrichtungen zugeführten
Qualitätssignal
basierend auszuwählen.
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Die
Erfindung basiert auf dem Konzept, dass die Auswahl des geeignetsten
Antennenstrahls deutlich einfacher ist und die Empfangsbedingungen
der Basisstation insbesondere bei gestörten Bedingungen deutlich verbessert
sind, wenn zusätzlich
zur Stärke
des empfangenen Signals die Qualität des Signals bei der Auswahl
des Antennenstrahls berücksichtigt
wird. Da bekannte Basisstationen bereits fähig sind, die Qualität der durch
ihre Empfängereinheiten
empfangenen Signale herauszufinden, kann diese Besonderheit gemäß der Erfindung
verwendet werden, so dass ein die Qualität des Signals beschreibendes
Signal von der Basisstation zu einer Steuereinheit, die in Verbindung
mit der Antenne der Basisstation angeordnet ist, geleitet wird.
In diesem Fall kann die Steuereinheit sowohl die Signalstärke als
auch die Signalqualität
bei der Auswahl eines Antennenstrahls beachten. Da die Information,
die die Qualität
des empfangenen Signals darstellt, von der Basisstation zur Steuereinheit übermittelt
wird, kann das Verfahren der Erfindung eingesetzt werden, ohne dass
es komplizierte Besonderheiten benötigt, die den Preis der Steuereinheit
erhöhen.
Es ist deshalb notwendig, zu einer an sich bekannten Steuereinheit
(RSSI-Empfänger)
nur einen Anschluss zum Empfangen eines Qualität darstellenden Signals und eine
Logik (ein Rechnerprogramm) zum Auswählen eines Antennenstrahls
gemäß der Erfindung
hinzuzufügen.
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Die
Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein zellulares Funksystem,
bei dem das Verfahren der Erfindung und die Basisstation der Erfindung
eingesetzt werden können.
Das zellulare Funksystem der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Basisstation eine Einrichtung zum Messen der Qualität der durch
die Empfängereinheit
von der Antenneneinrichtung empfangenen Signale und zum Erzeugen
und Zuführen
eines Qualitätssignals,
das auf die Qualität
der Signale anspricht, zu den Steuereinrichtungen aufweist, wobei
in diesem Fall die Steuereinrichtungen dazu ausgelegt sind, den
einen oder die mehreren Antennenstrahlen auf dem von der Messeinrichtung
gemessenen Signalpegel und dem zu den Steuereinrichtungen zugeführten Qualitätssignal
basierend auszuwählen,
dass die Basisstation eine Einrichtung zum Senden von Information,
die den Signalpegel des empfangenen Signals und die Qualität der durch
die Empfängereinheit
empfangenen Signale darstellt, getrennt für jeden Antennenstrahl, zur
Netzwerkmanagementzentrale mittels der Datenübertragungsverbindung aufweist,
und dass die Netzwerkmanagementzentrale eine Datenverarbeitungseinrichtung
zum Verarbeiten von Daten, die von der Basisstation erhalten wurden,
enthält,
um das Störniveau
in der Umgebung der Basisstation herauszufinden.
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Mittels
die Stärke
und Qualität
der durch die Basisstation empfangenen Signale darstellenden Werten kann
der Operator für
die Netzwerkmanagementzentrale Informationen über Störungen im durch das zellulare
Funksystem abgedeckten geographischen Gebiet sammeln. Das heißt, weil
die Basisstation ein gestörtes
Signal derart erkennen kann, dass die Stärke des Signals hoch ist, die
Qualität
des Signals aber unter ein vorbestimmtes Niveau fällt (da es
ein inkorrektes Signal ist), kann die Basisstation eine erhebliche
Menge an Information sammeln, die der Operator zum Suchen nach Störungen verwenden
kann. Diese Information ist beispielsweise die Richtung, in der
sich die Quelle der Störung
befindet, die Frequenz der Störung
und die Zeit, zu der die Störung
auftrat. Mittels dieser Information kann der Operator versuchen,
die Quelle der Störung
ausfindig zu machen, insbesondere falls es eine regelmäßig auftretende
Störung
ist.
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Die
bevorzugten Ausführungsbeispiele
des Verfahrens und der Basisstation der Erfindung sind aus den angefügten abhängigen Ansprüche ersichtlich.
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Im
Folgenden wird die Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung
erklärt,
in der
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1 ein
Blockdiagramm eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Basisstation
der Erfindung zeigt,
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2 die
Ausrichtung der Antennenstrahlen der Basisstation von 1 veranschaulicht,
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3 ein
Flussdiagramm eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verfahren
der Erfindung zeigt, und
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4 ein
erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des zellularen Funksystems der Erfindung veranschaulicht.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Basisstation der
Erfindung. Die Basisstation von 1 kann beispielsweise
eine Basisstation des zellularen GSM-Funksystems (Groupe Special
Mobile) sein, die einen Empfänger 5 zum
Empfangen von mittels den Antennenstrahlen 1 bis 4 empfangenen
Signalen aufweist. Die Basisstation kann auch andere Empfänger haben,
die auch mittels den Antennenstrahlen 1 bis 4 übertragene
Signale empfangen. In diesem Fall hat die Basisstation bevorzugt
(in den Figuren nicht gezeigte) Verzweigungselemente zwischen den
Verstärkern 6 und
einem RSSI-Empfänger 8,
wobei in diesem Fall die empfangenen Signale mittels den Verzweigungselementen
zu jedem Empfänger
oder dem ihm entsprechenden RSSI-Empfänger verzweigt
wird.
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Die
Verstärker 6,
Filter 7 und die RSSI-Einheit 8 in 1 sind
in eine Anordnung 11 integriert, die an einen Antennenmast
angeordnet ist. Falls eine Antenne mit mehreren Antennenelementen
vorhanden ist, kann die Einheit 11 beispielsweise an die
hintere Oberfläche
der Antenne angebracht sein. Die Verkabelung der Basisstation ist
somit einfacher, da kein separates Kabel für jeden Antennenstrahl 1 bis 4 zum
Empfänger 5 notwendig
ist, sondern es ist ausreichend, dass die empfangenen Signale vom
Antennenmast zur Empfängereinheit 5 der
Basisstation BTS1 mit zwei Antennenkabeln (oder mit einem, falls der
Empfänger
keinen Diversity-Empfang verwendet) übermittelt werden.
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Die
durch die Antennenstrahlen 1 bis 4 der Basisstation
empfangenen Signale werden über Bandpassfilter 7 und
Vorverstärker 6 den
RSSI-Empfängern 8 (Received
Signal Strength Indication) zugeführt. Wie in 1 ersichtlich,
weist der RSSI-Empfänger
mehr Eingänge
als Ausgänge
auf, das heißt
vier Eingänge
und zwei Ausgänge 12 und 13. Die
Anzahl der Eingänge
und gleichermaßen
der empfangenden Antennenstrahlen kann größer (oder kleiner) als vier
sein.
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Der
RSSI-Empfänger 8 weist
eine Messvorrichtung auf, mittels der er zwei Signale mit der stärksten Signalstärke auswählt, die über seine
Ausgänge 12 und 13 weitergeleitet
werden. Dem RSSI-Empfänger
wird ein Rahmentaktsignal TKT zugeführt, damit der RSSI-Empfänger für jeden
Zeitschlitz separat operieren kann, das heißt, mittels diesem Signal entscheidet
die RSSI-Einheit 8, zu welchem Zeitschlitz das empfangene
Signal gehört.
Folglich wählt
der RSSI-Empfänger
die stärksten
zwei Signale in jedem Zeitschlitz aus. Das Zuführen des Zeitschlitztakts TKT
zum RSSI-Empfänger 8 ermöglicht es
dem RSSI-Empfänger
auch, Abtastwerte zwischen den Zeitschlitzen zu nehmen, das heißt, zu einem
Moment, wenn auf dem jeweiligen Frequenzkanal kein Verkehr sein
sollte. Die in diesem Moment gemessene Signalstärke stellt durch die Umgebung verursachte
Störungen
dar.
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Dem
RSSI-Empfänger 8 wird
auch ein Signal ZS0 zugeführt,
das einen Null-Zeitschlitz angibt. Der RSSI-Empfänger 8 erfordert,
dass dieser Zeitschlitz angegeben wird, weil im GSM-System in diesem Zeitschlitz
kein kontinuierlicher Verkehr ist, die Mobilstation nutzt ihn jedoch
nur um zu zeigen, dass sie sich in das Netzwerk eingebucht hat.
Da der RSSI-Empfänger 8 nicht
notwendigerweise den Strahl (oder die Strahlen) zur Verwendung ausgewählt hat, die
in Richtung der Mobilstation, die sich in das Netzwerk eingebucht
hat, zeigen wird, kann das erste durch die Mobilstation gesendete
Zugangssignalbündel
durch die Basisstation undetektiert bleiben. Der RSSI-Empfänger wird
es jedoch detektieren. Damit das nächste Signalbündel durch
die Basisstation nicht unbemerkt bleibt, sollte der RSSI-Empfänger anschließend diesen
Strahl mit der Empfängereinheit der
Basisstation für
die Dauer von 50 Zeitschlitzen verbinden, weil die Mobilstation
ein RACCH-Signalbündel
nach 2 bis 50 Zeitschlitzen erneut senden wird. Diese auf einem
wie vorangehend erläuterten Messergebnis
basierende Operation sollte auf anderen Zeitschlitzen vermieden
werden, auf dem 0-Zeitschlitz ist sie jedoch notwendig. Der 0-Zeitschlitz sollte
deshalb für
den RSSI-Empfänger
angegeben werden, so dass es den korrekten Strahlrichtungsalgorithmus
auswählen
kann.
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Im
RSSI-Empfänger 8 kann
z. B. ein 16-Bit-Prozessor sein, der an der Strahlauswahl und der
physikalischen Messaktivität
und ihrer zeitlichen Koordinierung mit dem A/D-Wandler beteiligt
ist. Zusätzlich
zu diesem kann der RSSI auch einen anderen, leistungsstärkeren Prozessor
haben, mittels dem der RSSI-Empfänger
die Messergebnisse und Information von der Basisstation beurteilt,
um von diesen so viel Nutzen wie möglich zu haben.
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Der
Empfänger 5 der
Basisstation BTS1 führt einen
Diversity-Empfang in einer an sich bekannten Weise für Signale,
die über
seine Eingänge 9 und 10 zum
Basisbandteil BB weitergeleitet werden, durch Anwenden von Basisband-Maximalverhältnis-Kombination
bzw. "Baseband Maximum
Ratio Combination" durch,
womit beim Empfang eine Verstärkung von
ungefähr
3 dB durch Signalkombination erreicht werden kann. Der Empfänger 5 überwacht
in der als solches bekannten Weise die Qualität der von ihm empfangenen Signale
durch Angeben eines Störabstands
S/N oder durch Berechnen einer Bitfehlerrate BER. Die Basisstation
BTS1 erzeugt gemäß der Erfindung
ein Qualitätssignal
BER, das auf der Qualität des
durch den Empfänger
beobachteten Signals basiert, wobei das Qualitätssignal im Fall von 1 auf der
Bitfehlerrate der durch den Empfänger 5 empfangenen
Signale basiert. Die Basisstation BTS1 führt das Qualitätssignal
BER dem RSSI-Empfänger
zu, wobei in diesem Fall dem RSSI-Empfänger
Information über
die Qualität
der Signale übertragen
wird, die er zum Weiterleiten ausgewählt hat.
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Zum
Beispiel kann ein an sich bekannter RS-422-Bus die Verbindung zwischen
dem RSSI-Empfänger
und der Basisstation BTS1 sein, mittels der der Zeitschlitztakt
TKT, das den 0-Zeitschlitz angebende Signal ZS0 und das Qualitätssignal
BER dem RSSI-Empfänger
von der Basisstation zugeführt werden.
Deshalb kann, wenn notwendig, durch Nutzen dieser Verbindung Information
auch vom RSSI-Empfänger
zur Basisstation übertragen
werden.
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Das
dem RSSI-Empfänger 8 zugeführte Qualitätssignal
BER ist fortlaufend zeitlich etwas zurück, das heißt, es stellt die Qualität solcher
Signale dar, die der RSSI-Empfänger bereits
zum Empfänger 5 der
Basisstation BTS1 weitergeleitet hat. Dies bedeutet, dass in einem
derartigen Zeitmultiplexsystem wie dem GSM-System der RSSI-Empfänger Entscheidungen
in Verbindung mit der Strahlauswahl basierend auf Information fällt, die
einige Zeitschlitze alt ist. Diese Verzögerung ist nicht abträglich, da
es ein Teilnehmer des Systems ohnehin kaum bemerkt, falls einige
Zeitschlitze aufgrund einer inkorrekten Strahlauswahl bei der laufenden
Verbindung ausgelassen werden. Um die vorangehend erläuterte Verzögerung zu
berücksichtigen,
muss der RSSI-Empfänger
jedoch einen zeitschlitzspezifischen Speicher 14 haben,
in den die durch das Qualitätssignal
BER empfangene Information gespeichert werden kann, bis der Zeitschlitz
wieder mit dem Empfangen an der Reihe ist. Dann misst der RSSI-Empfänger den
Signalpegel der durch verschiedene Strahlen 1 bis 4 empfangenen
Signale. Danach wählt
der RSSI-Empfänger
vorläufig
die beiden Strahlen zur Verwendung aus, mit denen die Signale mit
dem stärksten
Signalpegel empfangen wurden. Als nächstes ruft der RSSI-Empfänger 8 vom
Speicher 14 die Qualitätsinformation
bezüglich
diesem Zeitschlitz ab. Falls die Information im Speicher 14 angibt,
dass Signale mit einem unter das vorbestimmte Qualitätsniveau
fallenden Qualitätsniveau
durch einen der vorläufig
ausgewählten
Strahlen im vorherigen Zeitschlitz oder Zeitschlitzen empfangen
wurden, wählt
der RSSI-Empfänger
anstelle dieses Strahls einen anderen Strahl aus, vorzugsweise einen
Strahl, mit dem die Signale mit dem nächststärksten Signalpegel empfangen wurden.
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2 veranschaulicht
die Ausrichtung der Antennenstrahlen 1 bis 4 der
Basisstation BTS1 in 1. 2 zeigt
einen der Basisstationssektoren, dessen Grenzen mit gestrichelten
Linien R veranschaulicht sind und auf den vier Antennenstrahlen 1 bis 4 gerichtet
sind. Diese Strahlen empfangen somit mit dem gleichen logischen
Kanal in Beziehung stehende Funksignale, die zum RSSI-Empfänger von 1 geleitet
werden.
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Die
in 2 gezeigte Mobilstation MS befindet sich an einem
Punkt, wo sich die Strahlen 1 und 2 überlappen.
Die Basisstation BTS1 kann deshalb durch diese Strahlen Diversity-Empfang
durchführen. Falls
dann herausgefunden wird, dass die Qualität der mit dem Strahl 2 empfangenen
Signale unter das vorbestimmte Qualitätsniveau fällt, kann der RSSI-Empfänger die
Verwendung des Strahl 2 stoppen, und ihn beispielsweise
durch den Strahl 3 ersetzen, wobei in diesem Fall der Effekt
störender
Signale, die aus der Richtung von Strahl 2 stammen, minimiert werden
kann.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verfahrens der
Erfindung. Das Flussdiagramm von 3 kann beispielsweise
auf die Auswahl von Antennenstrahlen der Basisstation von 1 und 2 angewendet
werden.
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Im
Block A beginnt die Basisstation, eine Verbindung zu einer Mobilstation,
die sich in ihrem Versorgungsbereich befindet, aufzubauen. In diesem Fall
empfängt
der RSSI-Empfänger ein
Signalbündel von
dieser Basisstation durch alle Antennenstrahlen 1–n, die
auf die jeweilige Zelle gerichtet sind.
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Im
Block B misst der RSSI-Empfänger
getrennt für
die mittels jedem Strahl empfangenen Signale den Signalpegel des
empfangenen Signals.
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Im
Block C wählt
der RSSI-Empfänger
den Strahl zur Verwendung aus, mittels dem die Signale mit dem stärksten Signalpegel
empfangen wurden. Falls es sich um eine Basisstation handelt, die,
wie im Fall von 1 und 2, Diversity-Empfang
durch zwei Strahlen anwendet, wählt
der RSSI-Empfänger selbstverständlich zwei
Strahlen anstelle von einem aus.
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Im
Block D misst die Basisstation die Qualität des zu ihrem Empfänger zugeführten Signals
oder der Signale, beispielsweise durch Berechnung einer Bitfehlerrate
für diese.
Danach erzeugt die Basisstation ein Qualitätssignal, das auf die Qualität der Signale
anspricht, und führt
dieses Qualitätssignal
der RSSI-Einheit
zu. Die RSSI-Einheit speichert die im Qualitätssignal enthaltene Information,
bis der dieser Information entsprechende Zeitschlitz (logischer
Kanal) als Nächster
mit dem Empfangen an der Reihe ist.
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Im
Block E empfängt
die RSSI-Einheit von der gleichen Mobilstation ein neues Signalbündel, wobei
sie in diesem Fall beim Auswählen
des Strahls im Speicher überprüft, ob die
Signale, die durch die in Verbindung mit dem Empfang der vorherigen/vorangehenden
Signalbündel
des gleichen Zeitschlitzes ausgewählten Strahlen empfangen wurden,
von schlechter Qualität
waren. Falls dann herausgefunden wird, dass eine der ausgewählten Strahlen
dann Signale von schlechter Qualität empfangen hat, wird mit Block
F begonnen. Falls umgekehrt die vorher ausgewählten Strahlen Signale von
guter Qualität empfangen
haben, wählt
der RSSI-Empfänger
wieder die Strahlen zur Verwendung aus, deren Signalpegel die höchsten sind.
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Im
Block F wählt
der RSSI-Empfänger
den Strahl zur Verwendung aus, mittels dem die Signale mit dem nächststärksten Signalpegel
empfangen wurden. Das heißt,
ein Antennenstrahl, über
den vorher (d. h. innerhalb einer Zeitspanne bestimmter Länge) Signale
schlechter Qualität
empfangen wurden, wird nicht ausgewählt, obwohl durch ihn die Signale mit
dem stärksten
Signalpegel empfangen wurden. Anstelle von diesem Strahl, der Signale
schlechter Qualität
ausgewählt
hat, wählt
der RSSI-Empfänger einen
anderen Strahl aus.
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Die
im Flussdiagramm von 3 veranschaulichte Strahlauswahl
kann abhängig
von den Bedingungen von Fall zu Fall selbstverständlich etwas abweichen. Um
die Strahlauswahl effektiver zu machen, kann es unter einigen Bedingungen
vorteilhaft sein, dass der RSSI-Empfänger im Speicher ein Protokoll
der besten Strahlen auf jeder Frequenz und in jedem Zeitschlitz
führt,
und die verfügbaren
Strahlen basierend auf der Signalstärke und Qualität sortiert.
In diesem Protokoll kann der RSSI auch ein Verzeichnis der Zeit
und Frequenzen, wo Störungen
vorhanden waren, führen.
Durch Verwenden dieses Protokolls kann der RSSI-Empfänger versuchen,
den am höchsten
eingestuften Strahl zur Verwendung auszuwählen, oder, falls es basierend
auf im Protokoll gespeicherter Information eine regelmäßig auftretende Störung ist
(wie beispielsweise eine fehlerhafte Verbindung), kann der RSSI-Empfänger denjenigen
der nützlichen
Strahlen zur Verwendung auswählen,
der unter dem größten Winkel
zur Störung
kommt.
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Um
den Effekt einer vorübergehend
auftretenden Störung
zu beseitigen, sollte dem RSSI-Empfänger eine Grenze gegeben werden,
nach der der RSSI-Empfänger
nicht mehr versucht, dem Empfänger
beispielsweise ein bestimmtes Signal innerhalb einer Zeitperiode
einer bestimmten Länge
bereitzustellen, falls die Qualität dieses Signals wiederholt
als schlecht befunden wird. Es ist somit möglich, eine Situation zu vermeiden,
bei der der RSSI-Empfänger wiederholt
versucht, dem Empfänger
ein bestimmtes Störsignal
mittels verschiedener Strahlen bereitzustellen.
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4 veranschaulicht
ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des zellularen Funksystems der Erfindung. Das System von 4 kann
beispielsweise ein GSM-System sein.
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4 zeigt
vier Basisstationen BTS1 bis BTS4, von denen jede eine Einrichtung
zum Aufbau einer Verbindung zu Mobilstationen in ihrem Funkversorgungsbereich
aufweist. Die Basisstationen wiederholen Signale voneinander, so
dass beispielsweise die durch die Basisstation BTS1 von der Mobilstation
MS empfangenen Telekommunikationssignale über die Basisstation BTS2 zur
Basisstationssteuerung bzw. "Base
Station Controller" BSC
und weiter über
die Mobilfunkvermittlung bzw. "Mobile
Services Switching Centre" MSC
zu einem öffentlichen
Fernsprechwählnetz
bzw. "Public Switched
Telephone Network" weitergeleitet
werden. Datenübertragungsverbindungen
zwischen den Basisstationen BTS1 bis BTS4, der Basisstationssteuerung
BSC, der Mobilfunkvermittlung MSC und der Netzwerkmanagementzentrale
bzw. "Network Management
Centre" O&M können beispielsweise
aus drahtgebundenen Telekommunikationsverbindungen beziehungsweise aus
Funkverbindungen gebildet sein.
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Gemäß der Erfindung
weist jede Basisstation BTS1 bis BTS4 eine Einrichtung zum Übertragen von
Information, die den Signalpegel RSSI und Qualität BER des empfangenen Signals
für die
Netzwerkmanagementzentrale O&M
darstellt, auf. Jede Basisstation überträgt diese Information vorzugsweise
zumindest für
die Strahlen, die ihr RSSI-Empfänger zur Verwendung
ausgewählt
hat. Um die Menge an zu übertragender
Information zu reduzieren, kann die Basisstation alternativ diese
Information nur dann zur Netzwerkmanagementzentrale O&M senden, wenn einer
der Basisstationsempfänger
Signale mit einer starken Signalstärke empfangen hat, deren Qualität unter
ein vorbestimmtes Qualitätskriterium
fällt.
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Die
Netzwerkmanagementzentrale O&M weist
eine Datenverarbeitungseinrichtung 16 zum Verarbeiten von
Daten auf, die von den verschiedenen Basisstationen empfangen wurden.
Dadurch kann der Operator von der Netzwerkmanagementzentrale O&M aus die in verschiedenen
Teilen des Netzwerks auftretenden Störungen überwachen, und sogar versuchen,
die Quelle von Störungen
mittels dieser Information zu lokalisieren. Das heißt, falls
beispielsweise eine bestimmte Basisstation wiederholt Information
von störenden
Signalen überträgt, die kontinuierlich
den gleichen Frequenzkanal und den gleichen Antennenstrahl stören, kann
der Operator dies durch Zusammenstellen von Statistiken dieser zur
Netzwerkmanagementzentrale übertragenen
Information erkennen und versuchen, die Störungsquelle zu lokalisieren.
Um dies zu ermöglichen,
sollte die von der Basisstation übertragene
Information über
zumindest
- – den
Frequenzkanal, auf dem die Störung
auftrat,
- – den
Bezeichner des Antennenstrahls, mit dem Störungen empfangen wurden, und
- – die
Zeit, zu der Störungen
auftraten,
enthalten.
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Mittels
der durch die Datenverarbeitungseinrichtung 16 empfangenen
Information kann der Operator somit versuchen herauszufinden, ob
eine der Zellen kontinuierlich gestört ist, falls die Störung netzwerksintern
oder -extern ist, und aus welcher Richtung die Störung kommt.
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Es
ist zu verstehen, dass die vorangehende Erklärung und die sich darauf beziehenden
Figuren nur dazu gedacht sind, die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen.
Verschiedene Variationen und Modifikationen der Erfindung werden
für einen
Fachmann offensichtlich sein, ohne vom Rahmen der in den angefügten Ansprüchen offenbarten
Erfindung abzuweichen.