DE69733809T2

DE69733809T2 - Verfahren zum steuern eines kommunikationssystems

Info

Publication number: DE69733809T2
Application number: DE69733809T
Authority: DE
Inventors: P. Gerald LABEDZ; T. Robert LOVE
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1996-08-14
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: WO1998007207A2; CN1139196C; WO1998007207A3; CN1205138A; JPH11514189A; CA2234228C; DE69733809D1; US6072778A; BR9706644B1; CA2234228A1; EP0879505B1; EP0879505A4; KR100267051B1; KR19990064219A; EP0879505A2; JP4128222B2; BR9706644A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kommunikationssysteme und insbesondere ein genaues Charakterisieren der Abdeckung und der Last für eine verbesserte Kommunikationssystemsteuerung.
Hintergrund der Erfindung
Das Leistungsverhalten von schnellen leistungsgesteuerten zellularen Vielfachzugriffssystemen, in denen sich eine große Anzahl von Benutzern die gleiche Trägerfrequenz teilt, wie etwa CDMA-Kommunikationssysteme ("CDMA = Code Division Multiple Access"/Codevielfachzugriff), sind gemäß Techniken des Standes der Technik nicht gut charakterisiert und/oder gesteuert. Der Grund dafür liegt in den vielen Abstufungen, die ein derartiges CDMA-Kommunikationssystem bietet: Beispielsweise finden im Unterschied zu konventio nellen zellularen Mehrfachzugriffssystemen in einem CDMA-Kommunikationssystem, wenn Leistung auf dem Träger unter den Benutzern aufgeteilt wird, Einstellungen statt, die ständig die Übertragungsleistungen sowohl der Basisstation als auch der Mobilstation verändern und demzufolge verändern sich sowohl das an der Basisstation als auch das an der Mobilstation gesehene Rauschen viele Male pro Sekunde über einen weiten Bereich. Ein weiterer Grund liegt darin, dass lokalisierte Verzögerungsspreizbedingungen fundamental sowohl das Empfindlichkeitsleistungsverhalten der Empfänger in dem CDMA-Kommunikationssystem als auch im Gegenzug die Leistungssteuerungseinstellungen an jeder Basisstation und Mobilstation beeinflussen können.
Mit dem Obigen ist die Tatsache verbunden, dass das Funkleistungsverhalten und die Übertragungsleistung fundamental durch das Merkmal der weichen Übergabe ("soft handoff") beeinflusst werden, bei dem eine Mobilstation an mehrere Basisstationen Signale senden und empfangen kann. Ein weiterer Grund liegt darin, dass die vorhergehenden Verfahren nicht die Praxistatsache einbeziehen, dass während der Kommunikation viele Mobilstationen nicht mit den besten Basisstationen verbunden sind, sondern aufgrund von Zeitgebern und realistischen Abtastmessungszeiten oft Verbindungen für die Kommunikation erfahren, die weniger als optimal sind. Dies beeinflusst die Menge an Rauschen, die von CDMA-Empfängern in dem System gesehen wird und im Gegenzug die Leistungssteuerungseinstellungen an der Basisstation.
Die EP-A-0 431 956 offenbart ein System und ein Verfahren zum Evaluieren der Funkabdeckung eines geographischen Gebiets, das von einem digitalen zellularen Funktelefonkommunikationssystem bedient wird, das eine Mehrzahl von Basisstationen umfasst, die jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweisen und eine Mehrzahl von Mobileinheiten, die gemeinsam installierte Sender und Empfänger aufweisen, zum Senden und Empfangen von Kommunikationsnachrichtensignalen zwischen den Basisstationen und einer Mobileinheit. Während des Betriebs wird die Position von zumindest einer der Mobileinheiten, die innerhalb des geographischen Gebiets arbeiten, lokalisiert, wenn ein Anruf an einer Basisstation empfangen wird. Die Basisstation überwacht die Signalqualität des Anrufs und sammelt Informationen, die für das tatsächliche Leistungsverhalten des Kommunikationssystems relevant sind. Der Ort der Mobileinheit und die entsprechenden Signalqualitätsdaten werden von der Basisstation an eine zentrale Betriebs- und Wartungseinheit weitergeleitet, welche die Daten sammelt, alle notwendigen analytischen und arithmetischen Berechnungen durchführt und eine benutzerfreundliche Darstellung der Charakteristiken der Funkabdeckung zur Verfügung stellt. Der Ort der Mobileinheit und die entsprechenden Signalqualitätsdaten werden von der Basisstation an eine zentrale Betriebs- und Wartungseinheit weitergeleitet, welche die Daten korreliert, alle analytischen und arithmetischen Berechnungen durchführt und eine computergenerierte Darstellung der Charakteristiken der elektromagnetischen Abdeckung innerhalb des geographischen Zielgebietes zur Verfügung stellt. Mit dieser Ansicht der elektromagnetischen Abdeckung bewaffnet kann der Systembetreiber schnell und effizient Mängel identifizieren und die notwendigen korrigierenden Handlungen vornehmen. Darüber hinaus kann ein Systembetreiber durch das kontinuierliche Überwachen der Teilnehmeranrufe und durch das Aktualisieren der graphischen Darstellungen tatsächlich die Auswirkung von Systemmodifikationen auf eine Pseudo-Echtzeitweise beobachten.
Es existiert demnach ein Bedarf an einem genauen Verfahren zum Charakterisieren der Abdeckung und der Last in einem CDMA-Kommunikationssystem, um eine verbesserte Systemsteuerung zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems zur Verfügung, wie in Anspruch 1 beansprucht.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems zur Verfügung, wie in Anspruch 2 beansprucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 bildet im Allgemeinen in Form eines Blockdiagramms ein CDMA-System zur drahtlosen Kommunikation ("CDMA = Code-Division Multiple Access"/Codevielfachzugriff) ab, das in vorteilhafter Weise eine verbesserte Systemsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt.
2 bildet im Allgemeinen in Form eines Blockdiagramms einen Sender einer CDMA-Mobilstation in Kommunikation mit einem CDMA-Empfänger einer Basisstation ab.
3 bildet im Allgemeinen in Form eines Blockdiagramms einen Sender einer CDMA-Basisstation in Kommunikation mit einem Empfänger einer CDMA-Mobilstation ab.
4 bildet im Allgemeinen einen beispielhaften Parameter-Gitternetzberechnungsraum für das System der 1 gemäß der Erfindung ab.
5 bildet im Allgemeinen in Form eines Flussdiagramms die von dem Controller der 1 durchgeführten Schritte ab, um verschiedene Parameter-Gitternetze zur Verwendung bei der Systemsteuerung gemäß der Erfindung zu bestimmen.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Allgemein dargestellt weist ein CDMA-Kommunikationssystem ("CDMA = Code Division Multiple Access"/Codevielfachzugriff) eine verbesserte Steuerung durch eine genaue Charakterisierung der Abdeckungs- und Lastparameter auf, die mit dem CDMA-Kommunikationssystem verbunden sind. Um die Abdeckungs- und Lastparameter, die mit dem CDMA-Kommunikationssystem verbunden sind, genau zu charakterisieren, werden Parameter-Gitternetze entsprechend den Parametern des CDMA-Kommunikationssystems erzeugt. Die Parameter-Gitternetze werden evaluiert, sowohl individuell als auch in Kombination, um eine umfassende Information hinsichtlich des Leistungsverhaltens des CDMA-Kommunikationssystems zur Verfügung zu stellen, Basierend auf den Ergebnissen der Evaluation steuert ein Controller innerhalb des CDMA-Kommunikationssystems die Parameter, um Anrufqualität, Last etc. des Kommunikationssystems zu verbessern.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems offenbart. Das Verfahren umfasst im Allgemeinen die Schritte des Berechnens zumindest eines Parameter-Gitternetzes, das einem Parameter entspricht, der mit dem Kommunikationssystem verbunden ist, dann das Evaluieren des Parameter-Gitternetzes, um ein Steuersignal zu erzeugen, das den Parameter, der mit dem Kommunikationssystem verbunden ist, beeinflusst. Das Kommunikationssystem wird basierend auf dem erzeugten Steuersignal gesteuert. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst der mit dem Kommunikationssystem verbundene Parameter, ohne darauf beschränkt zu sein, Vorwärts- und Rückwärtsleistungsanforderungen, die Anzahl an verwendbaren Pilotsignalen und das beste Pilotsignal. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Berechnung des Parameter-Gitternetzes auch an jeder x-y-Koordinate eines Gitters über ein interessierendes Gebiet durchgeführt.
In einer alternativen Version einer CDMA-Kommunikationssystemsteuerung werden die Vorwärtsverbindungs-Leistungsanforderungen für alle Basisstationen in einem interessierenden Gebiet bestimmt. Dann wird, basierend auf den bestimmten Vorwärtsverbindungs-Leistungsanforderungen, die Basisstation bestimmt, die die größte Vorwärtsverbindungsleistung beiträgt. Um die Auswirkungen dieser Basisstation zu mildern, wird die Anzahl an Mobilstationverbindungen an diese Basisstation begrenzt, sodass deren Vorwärtsverbindungs-Leistungsbeitrag im Hinblick auf die gesamte Vorwärtsverbindungsleistung aller Basisstationen verringert wird. Die Anzahl an Verbindungen an die interessierende Basisstation darf sich, basierend auf einer neuen Evaluation der Auswirkung der Basisstation auf das Kommunikationssystem, erhöhen.
In einer weiteren Version der CDMA-Kommunikationssystemsteuerung wird der von den Mobilstationen in dem Kommunikationssystem beigetragene Gesamtbeitrag an Rauschen be stimmt. Als Nächstes werden die Mobilstationen, die einen nicht akzeptierbaren Anteil an Rauschen zu dem bestimmten Gesamtbetrag an Rauschen beitragen, bestimmt. Schließlich wird der Zugang für diejenigen Mobilstationen, die einen nicht akzeptierbaren Betrag an Rauschen beitragen, begrenzt, bis das Gesamtrauschen in dem Kommunikationssystem einen akzeptierbaren Pegel erreicht, um die Auswirkungen der störenden Mobilstationen zu verringern. In dieser Version der CDMA-Kommunikationssystemsteuerung wird das Gesamtrauschen in dem CDMA-Kommunikationssystem über ein Parameter-Gitternetz für eine benötigte Rückwärtsverbindungs-Leistungsanforderung für alle Mobilstationen in dem interessierenden Gebiet berechnet.
1 bildet im Allgemeinen in Form eines Blockdiagramms ein System 100 zur drahtlosen Kommunikation ab, das in vorteilhafter Weise eine verbesserte Systemsteuerung gemäß der Erfindung einsetzen kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist das System 100 zur drahtlosen Kommunikation ein CDMA-Zell-Funktelefonsystem ("CDMA = Code Division Multiple Access"/Codevielfachzugriff). Wie es dem Durchschnittsfachmann jedoch klar sein wird, kann die verbesserte Systemsteuerung gemäß der Erfindung in beliebige Systemen zur drahtlosen Kommunikation implementiert werden.
Bezugnehmend auf 1 werden aus Gründen der Übersichtlichkeit Akronyme verwendet. Im Folgenden wird eine Liste der Definitionen für die Akronyme, die in 1 verwendet werden, angegeben:
Wie man in 1 sehen kann, sind mehrere Basisstationen 101–103 an einen CBSC 104 gekoppelt. Jede Basisstation 101–103 stellt eine Hochfrequenz-Kommunikation (HF-Kommunikation) an eine Mobilstation 105 zur Verfügung. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Sender-/Empfänger-Hardware (Transceiver-Hardware), die in den Basisstationen 101–103 und den Mobilstationen 105 implementiert ist, um die Übermittlung der HF-Kommunikationsressource zu unterstützen, im Wesentlichen in dem Dokument mit dem Titel TIA/EIA/IS-95A, Mobil Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System, Juli 1993, definiert, erhältlich bei der Telecommunication Industry Association (TIA), 2001 Pennsylvania Ave., Washington, D. C., 20006. Der CBSC 104 ist unter ande rem für die Anrufverarbeitung mittels des TC 110 und für die Mobilitätsverwaltung mittels der MM 109 verantwortlich. Der CBSC 104 enthält in gleicher Weise einen Controller 113, der eine verbesserte Systemsteuerung gemäß der Erfindung zur Verfügung stellt. Andere Aufgaben des CBSC 104 umfassen die Eigenschaftssteuerung und die Übertragungs-/Netzwerkanpassung ("Transmission/Networking Interfacing"). Für weitere Informationen über die Funktionalität des CBSC 104 wird Bezug genommen auf das US-Patent 5,475,686 von Bach et al.
Ebenfalls in 1 abgebildet ist eine OMCR 112, die an die MM 109 des CBSC 104 gekoppelt ist. Die OMCR 112 ist für den Betrieb und die allgemeine Instandhaltung des Funkabschnittes (der CBSC-104- und Basisstations-101-103-Kombination) des Kommunikationssystems 100 verantwortlich. Der CBSC 104 ist an einen MSC 115 gekoppelt, welcher die Vermittlungsfähigkeit zwischen dem PSTN 120/ISDN 122 und dem CBSC 104 zur Verfügung stellt. Die OMCS 124 ist für den Betrieb und die allgemeine Instandhaltung des Vermittlungsabschnittes (MSC 115) des Kommunikationssystems 100 verantwortlich. Das HLR 116 und das VLR 117 versehen das Kommunikationssystem 100 mit Benutzerinformationen, die vorrangig für Rechnungsstellungszwecke verwendet werden.
Die Funktionalität von CBSC 104, MSC 115, HLR 116 und VLR 117 ist in 1 als verteilt gezeigt, dem Durchschnittsfachmann wird jedoch klar sein, dass die Funktionalität in gleicher Weise in einem einzigen Element zentralisiert sein könnte. Auch könnte für unterschiedliche Konfigurationen der TC 110 sowohl an der MSC 115 als auch an einer Basisstation 101–103 lokalisiert sein. Die die MSC 115 mit dem CBSC 104 koppelnde Verbindung 126 ist eine T1/E1- Verbindung, die im Stand der Technik gut bekannt ist. Durch das Anordnen des TC 110 an dem CBSC wird eine 4:1-Verbesserung im Verbindungsbudget aufgrund der Kompression des Eingangssignals (eingegeben von der T1/E1-Verbindung 126) durch den TC 110 realisiert. Das komprimierte Signal wird an eine bestimmte Basisstation 101–103 zur Übertragung an eine bestimmte Mobilstation 105 übermittelt. Es ist wichtig festzuhalten, dass das an eine bestimmte Basisstation 101–103 übermittelte komprimierte Signal einer weiteren Verarbeitung an der Basisstation 101–103 unterzogen wird, bevor die Übertragung stattfindet. Anders dargestellt, unterscheidet sich das letztendlich an die Mobilstation 105 übertragene Signal hinsichtlich der Form, ist aber substantiell mit dem komprimierten Signal gleich, das den TC 110 verlässt.
Wenn die Mobilstation 105 das von einer Basisstation 101–103 übertragene Signal empfängt, nimmt die Mobilstation 105 im Wesentlichen die von dem System 100 durchgeführte Verarbeitung "zurück" (im Allgemeinen als "Decodieren" bezeichnet). Wenn die Mobilstation 105 ein Signal zurück an eine Basisstation 101–103 überträgt, implementiert die Mobilstation 105 in ähnlicher Weise ihre eigene Verarbeitung. Nachdem ein Signal der Verarbeitung unterzogen worden ist, wird es durch die Mobilstation 105 an eine Basisstation 101–103 übertragen (die Verarbeitung des Signals dient der Änderung der Form, aber nicht der Substanz des Signals), nimmt die Basisstation 101–103 die Verarbeitung, die auf dem Signal durchgeführt wurde, "zurück" und übermittelt es an einen geeigneten Punkt innerhalb des Systems 100. Letztendlich wird das Signal an einen Endbenutzer über die T1/E1-Verbindung 126 übertragen.
2 bildet im Allgemeinen in Form eines Blockdiagramms einen Sender 200 einer CDMA-Mobilstation 105 in Kommunikation mit einem Empfänger 203 einer der (oder aller) CDMA-Basisstationen 101–103. In dem codierenden Abschnitt 201 des Kommunikationssystems haben Verkehrskanaldatenbits 202 ihren Ursprung in einem Mikroprozessor (μP) 205 und werden einem Codierer 204 mit einer bestimmten Bitrate (z. B. 9,6 Kilobit/Sekunde) eingegeben. Der μP 205 ist an einen Block gekoppelt, der mit verwandte Funktionen 207 bezeichnet ist, wo Funktionen einschließlich der Anrufverarbeitung, des Verbindungsaufbaus und anderer allgemeiner Funktionen in Bezug auf den Aufbau und die Aufrecherhaltung von drahtlosen Kommunikationen durchgeführt werden. Die Verkehrskanaldatenbits 202 können sowohl Sprache, die mittels eines Vocoders in Daten konvertiert wurde, reine Daten oder eine Kombination der zwei Datenarten umfassen. Der Codierer 204 codiert die Verkehrskanaldatenbits 202 in Datensymbole 206 mit einer festen Codierrate (1/r) mit einem Codieralgorithmus, der eine nachfolgende Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodierung ("Maximum Likelihood Decoding") der Datensymbole in Datenbits erleichtert (z. B. Faltungs- oder Blockcodieralgorithmen). Beispielsweise codiert der Codierer 204 Verkehrskanaldatenbits 202 (z. B. 192 Eingabedatenbits, die mit einer Rate von 9,6 Kilobits/Sekunde empfangen wurden) mit einer festen Codierrate von einem Datenbit zu drei Datensymbolen (d. h. 1/3), sodass der Codierer 204 Datensymbole 206 ausgibt (z. B. 576 Datensymbole, mit einer Rate von 28,8 Kilosymbole/Sekunde ausgegeben).
Die Datensymbole 206 werden dann einem Interleaver 208 eingegeben. Der Interleaver 208 ordnet die Datensymbole 206 in Blöcke (d. h., Frames) und führt mit den eingegebenen Datensymbolen 206 ein Blockinterleaving auf Symbolebene durch. In dem Interleaver 208 werden die Datensymbole individuell einer Matrix eingegeben, welche einen Block mit Datensymbolen von vorgegebener Größe definiert. Die Datensymbole werden in Stellen innerhalb der Matrix eingegeben, sodass die Matrix spaltenweise gefüllt wird. Die Datensymbole werden individuell von Stellen innerhalb der Matrix ausgegeben, sodass die Matrix zeilenweise geleert wird. Üblicherweise ist die Matrix eine quadratische Matrix mit einer Anzahl an Zeilen, die der Anzahl an Spalten gleicht; es können jedoch andere Matrixformen gewählt werden, um den Ausgangsinterleavingabstand zwischen aufeinanderfolgenden eingegebenen Datensymbolen ohne Interleaving zu vergrößern. Die Datensymbole 110 mit Interleaving werden von dem Interleaver 204 mit der gleichen Datensymbolrate ausgegeben, mit der sie eingegeben wurde (z. B. 28,8 Kilosymbole/Sekunde). Die vorgegebene Größe des Blocks mit Datensymbolen, die von der Matrix definiert wird, wird aus der maximalen Anzahl an Datensymbolen abgeleitet, die bei einer codierten Bitrate innerhalb eines Übertragungsblocks mit vorgegebener Länge übertragen werden können. Wenn beispielsweise Datensymbole 206 von dem Codierer 204 mit einer Rate von 28,8 Kilosymbole/Sekunde ausgegeben werden und wenn die vorgegebene Länge des Übertragungsblocks 20 Millisekunden ist, dann ist die vorgegebene Größe des Blocks an Datensymbolen 28,8 Kilosymbole/Sekunde mal 20 Millisekunden (ms), was 576 Datensymbolen entspricht, die eine Matrix von der Größe 18 mal 32 definieren.
Die codierten Datensymbole 210 mit Interleaving werden von dem Codierabschnitt 201 des Kommunikationssystems ausgegeben und einem Übertragungsabschnitt 216 des Kommunika tionssystems eingegeben. Die Datensymbole 210 werden für die Übertragung über einen Kommunikationskanal mittels eines Modulators 217 vorbereitet. Nachfolgend wird das modulierte Signal einer Antenne 218 zur Übertragung über den digitalen Funkkanal 108 zur Verfügung gestellt.
Der Modulator 217 bereitet die Datensymbole 210 für eine Direktsequenz-CDMA-Übertragung vor, indem er eine Sequenz von Codes mit fester Länge aus den codierten Datensymbolen 210 mit Interleaving in einem Spreizprozess ableitet. Beispielsweise können die Datensymbole innerhalb des Stroms von referenzcodierten Datensymbolen 210 auf einen eindeutigen Code mit fester Länge gespreizt werden, sodass eine Gruppe von sechs Datensymbolen durch einen einzelnen, 64 Bit langen Code dargestellt werden. Die Codes, die die Gruppe von sechs Datensymbolen darstellen, werden vorzugsweise kombiniert, um einen einzelnen 64 Bit langen Code zu bilden. Als Ergebnis dieses Spreizprozesses weist der Modulator 217, der die decodierten Datensymbole 210 mit Interleaving mit einer festen Rate (z. B. 28,8 Kilosymbole/Sekunde) empfangen hat, jetzt eine Spreizsequenz von 64 Bit langen Codes auf, die eine höhere feste Symbolrate aufweisen (z. B. 307,2 Kilosymbole/Sekunde). Es wird dem Durchschnittsfachmann klar sein, dass die Datensymbole innerhalb des Stroms codierter Datenbits 210 mit Interleaving gemäß zahlreicher weiterer Algorithmen in einer Sequenz größerer, längerer Codes gespreizt werden kann.
Die Spreizsequenz wird weiterhin für eine Direktsequenz-Codespreizspektrumübertragung durch ein weiteres Spreizen der Spreizsequenz mit einem weitspreizenden Code (z. B. PN-Code) vorbereitet. Der Spreizcode ist eine benutzerspezifische Sequenz von Symbolen oder ein eindeutiger Benutzercode, der mit einer festen Chiprate (z. B. 1228 Megachip/Sekunde) ausgegeben wird. Zusätzlich zum Bereitstellen einer Identifikation dahingehend, welcher Benutzer die codierten Verkehrskanaldatenbits 202 über den digitalen Funkkanal 108 gesendet hat, dient der eindeutige Benutzercode der Sicherheit der Kommunikation in dem Kommunikationskanal, in dem die codierten Verkehrskanaldatenbits 202 verwürfelt ("scrambling") werden. Zusätzlich werden die benutzercodegespreizten codierten Datenbits (d. h., Datensymbole) dazu verwendet, eine Sinuskurve zweiphasig zu modulieren, indem die Phasensteuerungen der Sinuswelle angetrieben werden. Das sinusförmige Ausgangssignal ist bandpassgefiltert, auf eine HF-Frequenz umgesetzt, verstärkt, gefiltert und wird über eine Antenne 218 ausgestrahlt, um die Übertragung der Verkehrskanaldatenbits 202 auf einem digitalen Funkkanal 108 mit einer BPSK-Modulation ("BPSK = Binary Phase Shift Keyed"/binärphasenumgetastet) zu vervollständigen.
Ein Empfangsabschnitt 222 des Basisstationsempfängers 203 empfängt das übertragene Spreizspektrumssignal über den digitalen Funkkanal 108 über die Antenne 224. Das empfangene Signal wird einem Empfänger-Frontend 221 eingegeben, welches Schaltkreise zum Abwärtskonvertieren des digitalen Funksignals 108 in ein Signal umfasst, das zum Abtasten geeignet ist. Die Ausgabe des Empfänger-Frontends 221 wird in Datensamples mittels des Entspreizers und Abtasters 226 abgetastet. Nachfolgend werden die Datensamples 242 dem decodierenden Abschnitt 254 des Kommunikationssystems ausgegeben. Der Entspreizer und Abtaster 226 tastet das empfangene Spreizspektrumsignal vorzugsweise gemäß BPSK mittels Filtern, Demodulieren, Übersetzen von den HF-Frequenzen und Abtasten bei einer vorgegebenen Rate (z. B. 1,2288 Megasamples/Sekunde) ab. Nachfolgend wird das BPSK-abgetastete Signal durch Korrelieren des empfangenen und abgetasteten Signals mit dem weitspreizenden Code entspreizt. Das sich ergebende entspreizte abgetastete Signal 228 wird bei einer vorgegebenen Rate abgetastet und einem nicht-kohärenten Detektor 240 (z. B. 307,2 Kilosamples/Sekunde, sodass eine Sequenz von vier Samples des empfangenen Spreizspektrumssignals mittels eines einzelnen Datensamples entspreizt und/oder dargestellt wird) für eine spätere nicht kohärente Detektion der Datensamples 242 ausgegeben.
Wie dem Durchschnittsfachmann klar sein wird, können jeweils mehrere Empfangsabschnitte 222–223 und Antennen 224–225 verwendet werden, um Space-Diversity zu erreichen. Der Nte Empfängerabschnitt würde im Wesentlichen auf die gleiche Weise arbeiten, um die Datensamples von dem empfangenen Spreizspektrumssignal in dem digitalen Funkkanal 108, wie der oben beschriebene Empfangsabschnitt 222, zu erhalten. Die Ausgaben 242 bis 252 der N Empfangsabschnitte werden vorzugsweise einem Summierer 250 eingegeben, der die angegebenen Datensamples zu einem Kompositstrom kohärent detektierter Datensamples 260 gemäß Diversity kombiniert.
Die individuellen Datensamples 260, die Soft-Decision-Daten bilden ("Soft-Decision" = weiche Entscheidung), werden dann in den Decodierabschnitt 254 eingegeben, der einen Deinterleaver 262 umfasst, welcher die eingegebenen Soft-Decision-Daten 260 auf der individuellen Datenebene einem Deinterleaving unterzieht. In dem Deinterleaver 262 werden die Soft-Decision-Daten 260 individuell in eine Matrix eingegeben, welche einen Block mit vorgegebener Größe an Soft-Decision-Daten definiert. Die Soft-Decision-Daten werden in Stellen innerhalb der Matrix eingegeben, sodass die Matrix zeilenweise gefüllt wird. Die Soft-Decision-Daten mit Deinterleaving 264 werden einzeln aus den Stellen innerhalb der Matrix ausgegeben, sodass die Matrix spaltenweise geleert wird. Die Soft-Decision-Daten 264 mit Deinterleaving werden von dem Deinterleaver 262 mit der gleichen Rate ausgegeben, mit der sie eingegeben wurden (z. B. 28,8 Kilosymbole/Sekunde).
Die vorgegebene Größe des Blocks an Soft-Decision-Daten, die durch die Matrix definiert wird, wird aus der maximalen Rate für das Abtasten von Datensamples aus dem Spreizspektrumsignal, das innerhalb eines Übertragungsblocks mit vorgegebener Länge empfangen wurde, abgeleitet. Die Soft-Decision-Daten 264 mit Deinterleaving werden einem Decodierer 266 eingegeben, der Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodiertechniken verwendet, um geschätzte Verkehrskanaldatenbits 268 zu erzeugen. Die Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodiertechniken können durch das Verwenden eines Algorithmus erweitert werden, der im Wesentlichen einem Viterbi-Decodieralgorithmus ähnlich ist. Der Decodierer 266 verwendet eine Gruppe der individuellen Soft-Decision-Daten 264, um einen Satz an Soft-Decision-Übergangsmetriken zu bilden, zur Verwendung bei jedem bestimmten Zeitzustand des Maximale-Wahrscheinlichkeit-Sequenzschätzungsdecoders 266. Die Anzahl an Soft-Decision-Daten 264 in der zur Bildung jedes Satzes an Soft-Decision-Übergangsmetriken verwendeten Gruppe entspricht der Anzahl an Datensymbolen 206 an der Ausgabe des Faltungscodierers 204, die aus jedem eingegebenen Datenbit 202 erzeugt wird. Die Anzahl an Soft-Decision-Übergangsmetriken in jedem Satz ist gleich zwei, potenziert mit dem Exponenten der Anzahl an Soft-Decision- Daten 264 in jeder Gruppe. Wenn beispielsweise ein 1/3-Faltungscodierer in dem Sender verwendet wird, werden drei Datensymbole 105 aus jedem eingegebenen Datenbit 202 erzeugt. Demnach verwendet der Decodierer 266 Gruppen aus drei individuellen Soft-Decision-Daten 264, um acht Soft-Decision-Übergangsmetriken zu bilden, zur Verwendung bei jedem Zeitzustand in dem Maximale-Wahrscheinlichkeit-Sequenzschätzungsdecodierer 266. Die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 268 werden mit einer Rate erzeugt, die mit der Rate in Beziehung steht, mit welcher die Soft-Decision-Daten 264 dem Decodierer 266 eingegeben werden und mit der festen Rate, die zum ursprünglichen Codieren der eingegebenen Datenbits 202 verwendet wurde (z. B., wenn die Soft-Decision-Daten bei 28,8 Kilometriken/Sekunde eingegeben werden und die ursprüngliche Codierrate 1/3 war, dann werden die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 268 mit einer Rate von 9600 Bits/Sekunde ausgegeben).
Die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 268 werden in einen μP 270 eingegeben, der dem μP 207 ähnlich ist. Wie in dem Fall des μP 207 ist der μP 270 an einen Block gekoppelt, der mit verwandte Funktionen 272 bezeichnet ist, dieser Block führt auch Funktionen einschließlich der Anrufverarbenung, des Verbindungsaufbaus und anderer allgemeiner Funktionen durch, die mit dem Aufbauen und Aufrechterhalten von drahtloser Kommunikation in Bezug stehen. Der μP 270 ist auch an eine Schnittstelle 274 gekoppelt, welche es dem Empfänger 203 der Basisstation 103 erlaubt, mit dem CBSC 113 zu kommunizieren.
3 bildet im Allgemeinen einen Sender 300 einer beliebigen der CDMA-Basisstationen 101–103 in Kommunikation mit einem Empfänger 303 einer CDMA-Mobilstation 105 ab. In dem Codierabschnitt 301 des Kommunikationssystems werden Verkehrskanaldatenbits 302 von einem μP 305 ausgegeben und einem Codierer 304 mit einer bestimmten Bitrate (z. B. 9,6 Kilobit/Sekunde) eingegeben. Der μP 305 ist an einen Block gekoppelt, der mit verwandte Funktionen 307 bezeichnet ist, der ähnliche funkbezogene Funktionen wie die Blöcke 207 und 272 der 2 durchführt. Der μP 305 ist auch an eine Schnittstelle 309 gekoppelt, welche es dem Sender 300 der Basisstation 102 ermöglicht, mit dem CBSC 114 zu kommunizieren.
Die Verkehrskanaldatenbits 302 können sowohl Sprache, die mittels eines Vocoders in Daten konvertiert wurde, reine Daten als auch eine Kombination der beiden Datenarten umfassen. Der Codierer 304 codiert die Verkehrskanaldatenbits 302 in Datensymbole 306 mit einer festen Codierrate (1/r) mit einem Codieralgorithmus, welcher eine nachfolgende Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodierung der Datensymbole in Datenbits erleichtert (z. B. Faltungs- oder Blockcodieralgorithmen). Beispielsweise codiert der Codierer 304 Verkehrskanaldatenbits 302 (z. B. 192 Eingangsdatenbits, die mit einer Rate von 9,6 Kilobits/Sekunde empfangen wurden) bei einer festen Codierrate von einem Datenbit zu zwei Datensymbolen (d. h. 1/2), sodass der Codierer 304 Datensymbole 306 ausgibt (z. B. 384 Datensymbole, ausgegeben bei einer Rate von 19,2 Kilosymbole/Sekunde).
Die Datensymbole 306 werden dann einem Interleaver 308 eingegeben. Der Interleaver 308 ordnet die Datensymbole 306 in Blöcke (d. h. Frames) und führt mit den eingegebenen Datensymbolen 306 auf der Symbolebene ein Blockinterleaving durch. In dem Interleaver 308 werden die Datensymbole individuell in eine Matrix eingegeben, die einen Block mit vor gegebener Größe von Datensymbolen definiert. Die Datensymbole werden in Stellen innerhalb der Matrix eingegeben, sodass die Matrix spaltenweise gefüllt wird. Die Datensymbole werden individuell aus Stellen innerhalb der Matrix ausgegeben, sodass die Matrix zeilenweise geleert wird. Üblicherweise ist die Matrix eine quadratische Matrix mit einer Anzahl an Reihen, die der Anzahl an Spalten gleich ist; es können jedoch andere Matrixformen gewählt werden, um den Ausgabeinterleavingabstand zwischen den aufeinanderfolgenden Eingangsdatensymbolen ohne Interleaving zu erhöhen. Die Datensymbole 310 mit Interleaving werden von dem Interleaver 308 mit der gleichen Datensymbolrate ausgegeben, mit der sie eingegeben wurden (z. B. 19,2 Kilosymbole/Sekunde). Die vorgegebene Größe des Blocks an Datensymbolen, die durch die Matrix definiert wird, wird aus der maximalen Anzahl an Datensymbolen abgeleitet, die bei einer codierten Bitrate innerhalb eines Übertragungsblocks mit vorgegebener Länge übertragen werden kann. Wenn beispielsweise Datensymbole 306 von dem Codierer 304 bei einer Rate von 19,2 Kilosymbolen/Sekunde ausgegeben werden und wenn die vorgegebene Länge des Übertragungsblocks 20 Millisekunden beträgt, dann ist die vorgegebene Größe des Blocks an Datensymbolen 19,2 Kilosymbole/Sekunde mal 20 Millisekunden (ms), was 384 Datensymbolen entspricht, was eine Matrix der Größe 18 mal 32 definiert.
Die codierten Datensymbole 310 mit Interleaving werden von dem Codierabschnitt 301 des Kommunikationssystems ausgegeben und einem Übertragungsabschnitt 316 des Kommunikationssystems eingegeben. Die Datensymbole 310 werden für die Übertragung über einen Kommunikationskanal mittels eines Modulators 317 vorbereitet. Nachfolgend wird das modu lierte Signal einer Antenne 318 zur Übertragung über den digitalen Funkkanal 108 zur Verfügung gestellt.
Der Modulator 317 bereitet die Datensymbole 310 für eine Direktsequenz-Codespreizspektrumsübertragung durch das Durchführen einer Datenverwürfelung auf den codierten Datensymbolen 310 mit Interleaving vor. Die Datenverwürfelung wird durch das Durchführen der Modulo-2-Addition der Interleaverausgangssymbole 310 mit dem Binärwert eines Langcode-Pseudorauschen-PN-Chips erreicht, der am Start des Übertragungszeitraums für dieses Symbol gültig ist. Diese Pseudorauschen-PN-Sequenz ist dem Langcode äquivalent, der bei einer Taktrate von 1,2288 MHz arbeitet, wobei lediglich die erste von 64 Ausgaben für die Datenverwürflung verwendet wird (d. h., bei einer Rate von 19200 Samples pro Sekunde).
Nach dem Verwürfeln wird eine Sequenz von Codes mit fester Länge aus den verwürfelten Datensymbolen in einem Spreizprozess abgeleitet. Beispielsweise kann jedes Datensymbol innerhalb des Stroms von verwürfelten Datensymbolen vorzugsweise auf einen eindeutigen Code mit fester Länge gespreizt werden, sodass jedes Datensymbol durch einen einzelnen, 64 Bit langen Code dargestellt wird. Der Code, der die Datensymbole darstellt, ist vorzugsweise zu dem entsprechenden Datensymbol Modulo-2-addiert. Als Ergebnis dieses Spreizprozesses weist der Modulator 317, der die codierten Datensymbole mit Interleaving 310 bei einer festen Rate (z. B. 19,2 Kilosymbole/Sekunde) empfangen hat, jetzt eine Spreizsequenz von 64 Bit langen Codes mit einer höheren festen Symbolrate (z. B. 1228,8 Kilosymbole/Sekunde) auf. Es wird dem Fachmann klar sein, dass die Datensymbole innerhalb des Stroms von codierten Datenbits mit Interleaving 310 gemäß zahlreicher anderer Algorithmen in eine Se quenz von Codes mit größerer Länge gespreizt werden können, ohne von dem Geltungsbereich und dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Spreizsequenz wird weiterhin für eine Direktsequenz-Codespreizspektrumsübertragung durch ein weiteres Spreizen der Spreizsequenz mit einem weitspreizenden Code (z. B. PN-Code) vorbereitet. Der spreizende Code ist eine benutzerspezifische Sequenz aus Symbolen oder ein eindeutiger Benutzercode, die bei einer festen Chiprate (z. B. 1,2288 Megachips/Sekunde) ausgegeben wird. Zusätzlich zum Bereitstellen einer Identifikation dahingehend, welcher Benutzer die codierten Verkehrskanaldatenbits 302 über den digitalen Funkkanal 308 gesendet hat, verbessert der eindeutige Benutzercode die Sicherheit der Kommunikation in dem Kommunikationskanal durch das Verwürfeln der codierten Verkehrskanaldatenbits 302. Zusätzlich werden die mit dem Benutzercode gespreizten codierten Datenbits (d. h., Datensymbole) dazu verwendet, um eine Sinuswelle zweiphasig durch das Ansteuern der Phasensteuerung der Sinuswelle zu modulieren. Das sinusförmige Ausgangssignal wird bandpassgefiltert, auf eine HF-Frequenz übersetzt, verstärkt, gefiltert und mittels einer Antenne 318 ausgestrahlt, um die Übertragung der Verkehrskanaldatenbits 302 in einem digitalen Funkkanal 108 mit BPSK-Modulation zu vervollständigen.
Wenn ein CDMA-System zur drahtlosen Kommunikation dazu konstruiert ist, ein bestehendes System zur drahtlosen Kommunikation (beispielsweise ein AMPS-System zur drahtlosen Kommunikation) zu überlagern, ist es notwendig, jegliche Intersysteminterferenz vorherzusehen und zu minimieren, die sich aus der Aufstellung ergeben könnte. Es gibt einige mögliche Intersysteminterferenzmechanismen, aber das domi nante Problem besteht in einem Interferenzprodukt, das sich aus starken AMPS-Basisstationsübertragungen ergibt, die sich in dem Frontend einer CDMA-Mobilstation 105 mischen, was das Auftreten von unerwünschten Signalen innerhalb des Durchlassbereichs der CDMA-Mobilstation 105 erzeugt.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 empfängt ein Empfangsabschnitt 322 des Mobilstationsempfängers 303 das übertragene Spreizspektrumsignal von dem digitalen Funkkanal 108 über die Antenne 324. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Empfänger 303 ein RAKE-Empfänger, der im Stand der Technik gut bekannt ist. Das empfangene Signal wird einem Empfänger-Frontend 321 eingegeben, das Schaltkreise zum Abwärtskonvertierten des digitalen Funkkanals 108 in ein Signal umfasst, das zum Abtasten geeignet ist. Das Empfänger-Frontend 321 umfasst auch einen Dämpfer 327 (nicht abgebildet), der dazu verwendet wird, die Auswirkungen von AMPS-Interferenz zu mildern, wie obenstehend beschrieben. Wie im Stand der Technik gut bekannt ist, reduziert der Dämpfer 327, der sich in dem Frontend 321 des Empfängers 303 befindet, das erwünschte (CDMA-)Signal um den entsprechenden Dämpfungsbetrag, reduziert aber die unerwünschten IM-Produkte, die in dem Empfänger 200 erzeugt werden, um das Dreifache des Dämpfungsbetrages. Demnach werden durch ein selektives Aktivieren und Deaktivieren des Dämpfers die Auswirkungen der interferierenden AMPS-Signale bis zu einem Punkt gemildert, an dem die Signalqualität verbessert ist und die Wahrscheinlichkeit eines Anrufverlustes signifikant reduziert ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 wird die Ausgabe des Empfänger-Frontends 321 in Datensamples mittels des Entspreizers und Abtasters 326 abgetastet. Nachfolgend wer den die Datensamples 342 dem Decodierabschnitt 354 des Kommunikationssystems ausgegeben. Der Entspreizer und Abtaster 326 tastet das empfangene Spreizspektrumssignal vorzugsweise gemäß BPSK durch Filtern, Demodulieren, Übersetzen von den HF-Frequenzen und Abtasten bei einer vorgegebenen Rate (z. B. 1,2288 Megasamples/Sekunde) ab. Nachfolgend wird das gemäß BPSK abgetastete Signal durch Korrelieren der empfangenen abgetasteten Signale mit dem weitspreizenden Code entspreizt. Das sich ergebende entspreizte abgetastete Signal 328 wird bei einer vorgegebenen Rate abgetastet und einem nicht kohärenten Detektor 340 (z. B. 19,2 Kilosamples/Sekunde, sodass eine Sequenz von 64 Samples des empfangenen Spreizspektrumssignals durch ein einzelnes Datensample entspreizt und/oder dargestellt werden) zur nicht kohärenten Detektion der Datensamples 342 ausgegeben.
Wie dem Fachmann klar sein sollte, können mehrere Empfangsabschnitte 322 bis 323 beziehungsweise Antennen 321 bis 325 dazu verwendet werden, um Space-Diversity zu erreichen. Der Nte Empfangsabschnitt würde im Wesentlichen auf die gleiche Weise betrieben werden, um Datensamples von dem empfangenen Spreizspektrumsignal in einem digitalen Funkkanal 320, wie der oben beschriebene Empfangsabschnitt 322, abzufragen. Die Ausgaben 342 bis 352 der N Empfangsabschnitte werden vorzugsweise einem Summierer eingegeben, der die eingegebenen Datensamples in einen Kompositstrom von kohärent detektierten Datensamples 360 gemäß Diversity kombiniert.
Die individuellen Datensamples 360, die Soft-Decision-Daten bilden, werden dann in einen Decodierabschnitt 354 eingegeben, der einen Deinterleaver 362 umfasst, der mit den eingegebenen Soft-Decision-Daten 360 auf der individu ellen Datenebene ein Deinterleaving durchführt. In dem Deinterleaver 362 werden die Soft-Decision-Daten 360 individuell einer Matrix eingegeben, die einen Block mit vorgegebener Größe von Soft-Decision-Daten definiert. Die Soft-Decision-Daten werden in Stellen innerhalb der Matrix eingegeben, sodass die Matrix zeilenweise gefüllt wird. Die Soft-Decision-Daten 364 mit Deinterleaving werden individuell aus den Stellen innerhalb der Matrix ausgegeben, sodass die Matrix spaltenweise geleert wird. Die Soft-Decision-Daten mit Deinterleaving 364 werden und durch den Deinterleaver 362 mit der gleichen Rate ausgegeben, mit der sie eingegeben wurden (z. B. 19,2 Kilometriken/Sekunde).
Die vorgegebene Größe des Blocks an Soft-Decision-Daten, die durch die Matrix definiert werden, wird aus der maximalen Rate der Abtastdatensamples von dem Spreizspektrumsignal abgeleitet, das innerhalb eines Übertragungsblocks mit vorgegebener Länge empfangen wird.
Die Soft-Decision-Daten mit Deinterleaving 364 werden einem Decodierer 366 eingegeben, der eine Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodiertechnik verwendet, um geschätzte Verkehrskanaldatenbits 368 zu erzeugen. Die Maximale-Wahrscheinlichkeit-Decodiertechniken können durch Verwendung eines Algorithmus erweitert werden, der im Wesentlichen einem Viterbi-Decodieralgorithmus ähnlich ist. Der Decodierer 366 verwendet eine Gruppe der individuellen Soft-Decision-Daten 364, um einen Satz von Soft-Decision-Übergangsmetriken zur Benützung zu jedem bestimmten Zeitzustand des Maximale-Wahrscheinlichkeit-Sequenzschätzungsdecodierers 366 zu bilden. Die Anzahl an Soft-Decision-Daten 364 in der Gruppe, die zur Bildung jedes Satzes an Soft-Decision-Übergangsmetriken verwendet wird, entspricht der Anzahl an Da tensymbolen 306 an dem Ausgang des Faltungscodierers 304, die von jedem eingegebenen Datenbit 302 erzeugt wird. Die Anzahl an Soft-Decision-Übergangsmetriken in jedem Satz ist gleich zwei, potenziert mit der Anzahl an Soft-Decision-Daten 364 in jeder Gruppe. Wenn beispielsweise ein 1/2-Faltungsdecodierer in dem Sender verwendet wird, werden zwei Datensymbole 306 von jedem eingegebenen Datenbit 302 erzeugt. Der Decodierer 366 verwendet demnach Gruppen mit zwei individuellen Soft-Decision-Daten 364, um zwei Soft-Decision-Übergangsmetriken zur Verwendung zu jedem Zeitzustand in den Maximale-Wahrscheinlichkeit-Sequenzschätzungsdecodierer 366 zu bilden. Die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 368 werden mit einer Rate erzeugt, die mit der Rate in Bezug steht, mit der die Soft-Decision-Daten 364 dem Decoder 366 eingegeben werden und der festen Rate, die verwendet wurde, um ursprünglich die eingegebenen Datenbits 302 zu codieren (z. B., wenn die Soft-Decision-Daten mit 19,2 Kilometriken/Sekunde eingegeben werden und die ursprüngliche Codierrate 1/2 war, dann werden die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 368 mit einer Rate von 9600 Bits/Sekunde ausgegeben). Die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 368 werden einem μP 370 eingegeben, der die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 368 und andere Felder interpretiert. Der μP 370 ist auch an das Frontend 321 über die Steuerleitung 371 gekoppelt. Auf der Basis eines Befehls von der Basisstation 102 aktiviert/deaktiviert der μP 370 den Dämpfer 327 gemäß der Erfindung. Der μP 370 ist des Weiteren an verwandte Funktionen 372 gekoppelt, die funkbezogene Funktionen ähnlich denjenigen durchführen, die von den Blöcken 207, 272 und 307 durchgeführt werden.
Um eine verbesserte Systemsteuerung gemäß der Erfindung zu implementieren, wird zuerst in dem Controller 113 der 1 eine Berechnung von Parameter-Meshes durchgeführt. Ein Parameter-Mesh ist einfach die Berechnung eines bestimmten Parameters, der sich auf ein Kommunikationssystem bezieht, an jeder x-y-Koordinate eines Gitters über das interessierende Gebiet. Dies kann man in 4 sehen, wo das interessierende Gebiet durch die Punkte x_s, y_s definiert ist. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Parameter-Meshes wiederholt über die gesamte Region für eine Anzahl an unterschiedlichen Bedingungen berechnet, um einen Mesh-Satz zu bilden, der Mesh-Satz kann zu einer verbesserten Systemsteuerung gemäß der Erfindung verwendet werden, wie hier im Folgenden erläutert wird.
Eine kurze Zusammenfassung der Parameterarten, die von dem Controller 113 gemäß der Erfindung berechnet werden können, ist an diesem Punkt hilfreich.
Vorwärsverbindungs-(Basisstation zu Mobilstation)Leistungsanforderung
Dieses Mesh berechnet unter Berücksichtigung unter anderem der Mobilstationsgeschwindigkeit, der Verzögerungsspreizung, wahrscheinlichen Handoff-Verbindungen (im Folgenden "die Bedingungen" genannt) die Leistung, die nötig wäre, um von der bedienenden Zelle zu einer Mobilstation an den Knoten der Mobilstation zu übertragen, in 4 als x_m, y_m, gezeigt. Die Leistung wird mittels einer vorgegebenen Sprachqualität in Form der Frameauslöschungsrate ("FER = Frame Erasure Rate") bestimmt. Diese Frameauslöschungsraten werden auch entweder über eine Computercharakterisie rung oder durch eine Laborcharakterisierung der Funkverbindungen des Systems bestimmt. Da Leistung benötigt wird, um die Verbindung bei der gewünschten Qualität zu schließen, kann es auch dazu verwendet werden, einen Spielraum für jeden einzelnen Punkt in dem System in Bezug auf eine gewisse physikalische Begrenzung (wie etwa die Größe eines Leistungsverstärkers, oder PA, in der Basisstation oder eine Grenze bei jeder Verkehrskanalübertragungsleistung) zu bestimmen. Beispielsweise kann die benötigte Leistung 8 Watt (W) betragen; wenn geplant ist, die Verkehrskanalleistung auf 2 W zu begrenzen, dann befindet sich die benötigte Leistung 6 dB über der Grenze.
Rückwärtsverbindungs-(Mobilstation zu Basisstation)Leistungsanforderung
Die gleiche Idee wie das Mesh für die benötigte Vorwärtsleistung, basierend auf den Bedingungen. Da Leistung benötigt wird, kann sie nach dem Vorgang auf einen PA beliebiger Größe angewendet werden, wie untenstehend beschrieben.
Anzahl an verwendbaren Pilotsignalen
Das Anzahl-an-verwendbaren-Pilotsignalen-Mesh evaluiert unter den Bedingungen die Anzahl an Pilotsignalen (für jeden Sektor ist eines möglich), die an jedem Knoten des Mesh verwendbar wären (d. h., sie könnten für einen Soft-Handoff verwendet werden). Dieser Parameter wird durch das Berechnen der IS-95-Größe Ec/Io bestimmt und, wenn sie einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, durch das Zählen derselben. Auf diese Weise sind die Werte in dem Mesh ganze Zahlen, die die Anzahl an Verbindungen darstellen, die an dem gegebenen Ort stattfinden könnten, ohne Berücksichtigung der Anzahl an Verbindungen, zu der die Mobilstation tatsächlich in der Lage ist. In Wirklichkeit kann es unangenehm sein, wenn mehr Pilotsignale verwendbar sind, als die Mobilstation verwerten kann.
Ec/Io, auch als bestes Pilotsignal bekannt
Dieses Mesh beinhaltet eine Berechnung von, unter Berücksichtigung der Bedingungen, Ec/Io des Pilotsignals, das als das beste hinsichtlich Ec/Io an jedem Ort bestimmt wurde. Ein gutes Pilotsignal ist für gute Vorwärtsverbindungskommunikationen wesentlich und dieses Mesh zeigt an, ob es auch möglich ist, ein gutes Pilotsignal zu empfangen. Was gut ist, kann, wie es in dem Fall der anderen Meshes ist, nachträglich belegt werden, da dieses Mesh die Werte beinhaltet, wo immer sie sich befinden.
Wie es dem Durchschnittsfachmann klar sein wird, kann eine Anzahl weiterer Parameter-Meshes erzeugt werden, um ein besseres Verständnis des CDMA-Kommunikationssystems 100 zu gewinnen. Die mit diesen Meshes in Beziehung stehenden Parameter umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Leistungleichgewicht, welches das Gleichgewicht zwischen empfangener Leistung benachbarter Zellen beschreibt, eine relative verwendbare-zu-nicht-verwendbare-Zellleistung auf der Vorwärtsverbindung und ein Leistungsverhalten auf dem Pagingkanal. Die relative verwendbare-zu-nicht-verwendbare-Zellleistung beschreibt den Anteil der Gesamtzellleistung (alle Zellen in dem System), gemessen an einer Antenne ei ner Mobilstation, der von der Mobilstation verwendet werden kann (unter Berücksichtigung der Gesamtzellleistung plus jeglichen Rauschens und Interferenz, die nicht von den Zellen in dem System erzeugt werden). Die relative verwendbare-zu-nicht-verwendbare-Zellleistung ist durch die Variable "iorioc" definiert.
Das Verfahren zur Berechnung der Meshes ist das gleiche, wenn ein Raum-Epoche-("Space Epoch") oder ein Zeit-Epoche-Verfahren verwendet wird.
Raum-Epoche
Die Raum-Epoche ist dadurch definiert, dass sie eine Mehrzahl an Basisstationen (z. B. Basisstationen 101–103) und Mobilstationen (z. B. Mobilstation 105) in dem im Test befindlichen System aufweist und eine interaktive Berechnung in dem Controller 113 durchführt, um sowohl jeden Vorwärtsverbindungs- als auch jeden Rückwärtsverbindungsverkehrskanal zu seinem besten Wert an mittlerer Übertragungsleistung zu führen, im Hinblick auf alle anderen Verkehrskanäle und einer großen Anzahl an weiteren physikalischen Parametern. Mit dem Fertigstellen dieser Berechnung wird das Kommunikationssystem 100 als für diese Mobilstation und für die räumliche Basisstationskonfiguration stabilisiert betrachtet.
Als Nächstes wird das Raum-Epoche-Mesh durch die Annahme einer Platzierung von genau einer weiteren Mobilstation (was das System in keinerlei Hinsicht beeinflusst) an jedem Knoten des Mesh und durch das Berechnen der interessierenden Parameter an jedem Punkt unter Berücksichtigung allen Systemrauschens, der besten bedienenden Basisstation oder Basisstationen, wenn ein Soft-Handoff notwendig sein sollte, im Hinblick auf die Verzögerungsspreizung an diesem Knotenpunkt und einer berichteten Geschwindigkeit für die Mobilstation berechnet. Für jeden x-y-Ort in dem Gitter, das über das Systemabdeckungsgebiet des Providers gelegt ist, führt der Controller 113 die in 5 abgebildeten Schritte durch. Zuerst bestimmt der Controller 113 bei Schritt 503 die gesamte Vorwärtsverbindungsinterferenz von allen Zellen (I_t), bestimmt dann bei Schritt 506 die Interferenz von anderen konkurrierenden Systemen und/oder Rauschquellen (I_np) von Nicht-Providern, um zu ermöglichen, dass Mobilstationseinstellungen ihre Auswirkung mildern (z. B. die Dämpfung in dem Empfänger-Frontend der Mobilstation zur Milderung der Intermodulationsverzerrung aufgrund von konkurrierender Systeminterferenz), um eine Gesamtinterferenz zu erstellen, die durch I_t' = I_t + I_np dargestellt wird.
Der Controller 113 bestimmt dann bei Schritt 509 das Kanalmodell aufgrund der Verzögerungsspreizung (Anzahl an Signalpfaden zwischen dem Server und der Ferneinheit), dargestellt durch:
fng_frc_fwd[0,i] = Anteil an wiederhergestellter Gesamtleistung oder FRP (im Hinblick auf die Antenne der Mobilstation) durch die Mobilstationsfinger für stärksten Signalpfad entsprechend der Zelle i;
fng_frc_fwd[1,i] = Anteil an wiederhergestellter Gesamtleistung (im Hinblick auf die Antenne der Mobilstation) durch die Mobilstationsfinger für zweiten stärksten Signalpfad;
fng_frc_fwd[n,i] = Anteil an wiederhergestellter Gesamtleistung (im Hinblick auf die Antenne der Mobilstation) durch die Mobilstationfinger für nten stärksten Signalpfad;
Wie hier definiert, ist die Anzahl an unterschiedlichen Zellen, mit denen die n stärksten Signal- oder Vorwärtsverbindungen korrespondieren, gleich der Anzahl an Vorwärtsverbindungen. Zellen oder Sektoren sind unter Berücksichtigung der IS-95A (obenstehend erwähnt) mit einem deutlichen Pilot-PN-Offset definiert.
Der Controller 113 berechnet dann bei Schritt 512 das Pilot-Ec/Io (pilot_ecio) und Pilot-Ec/No (met) für jeden Vorwärtssignalpfad von jeder Zelle i, wobei:
D_r = N₀W_mt + I_t ist die Gesamtinterferenz an der Mobilstationsantenne und N₀W_mt ist das effektive thermische Rauschen aufgrund des Ferneinheitsempfängers);
EcIo_flat(i) = (Ppilot(i)/D_r) ist das stärkste Pilot-Ec/Io ohne Berücksichtigung von FRP für die Zelle i, wie an der Mobilstationsantenne gemessen;
EcIo(i) = (fng_frc_fwd[0,i]·EcIo_flat(i)) ist das stärkste Pilot-Ec/Io für die Zelle I unter Berücksichtigung von FRP;
Pilot_ecio[i] = ist der stärkste Ec/Io-Pfad für Zelle i;
Pilot_ecio1[i] = EcIo_flat(i)·fng_frc_fwd[1,i];
Pilot_ecio2[i] = EcIo_flat(i)·fng_frc_fwd[2,i];
Dra = It – fng_frc_fwd[0,i]·Pcell(i) + NoWmt.
Pcell(i) ist die Leistung, die an der Antenne der Mobilstation lediglich von der Zelle i empfangen wird. Weitere Variablen sind definiert als:
Drb = It – fng_frc_fwd[1,i]·Pcell(i) + NoWmt;
Drc = It – fng_frc_fwd[2,i]·Pcell(i) + NoWmt;
met[i] = fng_frc_fwd[0,i]·Ppilot(i)/Dra;
met1[i] = fng_frc_fwd[1,i]·Ppilot(i)/Drb;
met2[i] = fng-frc_fwd[2,i]·Ppilot(i)/Drc;
Ppilot(i) ist die Pilotleistung, die von der Zelle i an der Antenne der Mobilstation empfangen wird, wie gemessen.
An diesem Punkt testet der Controller 113 bei Schritt 515, ob das berechnete Ec/Io oberhalb eines Grenzwertes ist (üblicherweise in dem Bereich von –12 bis –20 dB). Wenn das Ergebnis des Testes bei Schritt 515 negativ ist, fährt der Prozessablauf mit Schritt 518 fort, wo das Pilotsignal als nicht verwendbar für die Mobilstation betrachtet wird. Wenn das Ergebnis des Tests bei Schritt 515 positiv ist, zählt der Controller 113 die Anzahl an Zellen mit dem Pilot-Ec/Io oberhalb eines beliebigen Grenzwertes und speichert diese Größe für die Erzeugung des "Anzahl-an-verwendbaren-Pilotsignalen-"Meshs, Schritt 121. Basierend auf den obigen Gleichungen bestimmt dann der Controller 113 die Zelle mit dem größten Pilot-Ec/Io-Signalpfad und speichert diese Größe für die Erzeugung des Bester-Server-Mesh. Alternativ berechnet der Controller 113 das Rückwärts-Verbindugs-Eb/No und speichert diese Größe für die Erzeugung des Bester-Server-Mesh für die Rückwärtsverbindung.
An diesem Punkt bestimmt der Controller 113 bei Schritt 524 den Pfad des längsten Pilotsignal-Ec/Io und speichert diese Größe für die Erzeugung des "Bestes-Pilotsignal-Ec/Io-"Meshs. Mit der vorgegebenen Anzahl an Vorwärtssignalpfaden (jedes verwendbare Pilotsignal kann k Signalpfade aufweisen, die mit ihm in Beziehung stehen aufgrund der Verzögerungsspreizung) und ihre entsprechenden Signalstärken wählt der Controller 113 bei Schritt 527 die obersten n. Der Controller 113 berechnet mit der vorgegebenen Anzahl an verfügbaren Demodulatoren (Finger) in der Mobilstation 105 auch bei Schritt 527 die benötigten Vorwärtsverbindungsleistungspegel von jeder Zelle, die benötigt werden, um einen akzeptablen Frameauslöschungs-(Qualitäts-)Pegel unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Mobilstation, "iorioc" (wie vorhergehend beschrieben), und Beschränkungen hinsichtlich der erfolgreichen Zuweisung von Fingern zu verfügbaren Signalpfaden zu erreichen.
Mit der obigen Information wählt der Controller 113 die obersten n Signalpfade im Hinblick auf Pilot-Ec/Io, wobei n gleich der Anzahl an Demodulatoren (Finger) ist, die in der Mobilstation verfügbar sind. In der bevorzugten Ausführungsform, n = 3. Von dieser Information ausgehend werden die folgenden Variablen bestimmt:
ecio_0 = Pilot-Ec/Io des stärksten Pfades (e) der Zelle k;
ecio_1 = Pilot-Ec/Io des zweitstärksten Pfades (f) von der Zelle l;
ecio_2 = Pilot-Ec/Io des drittstärksten Pfades (g) der Zelle m;
speed = Geschwindigkeit der Mobilstation;
MaxPilot = der Ec/Io-Pegel, der dem größten Pilotsignalpfad entspricht (größtes Ec/Io), wie an der Mobilstationsantenne gemessen; und
iorioc = die Summe (Is_tot) der verwendbaren Zellleistung, wie an der Mobilstationsantenne gemessen, für die stärksten Pfade, für die Finger zugewiesen werden konnten, geteilt durch die Summe der empfangenen Gesamtleistung (Itot) an der Antenne der Mobilstation minus Is_tot.
Für den Fall, dass die Mobilstation drei Finger aufweist und zumindest 3 Finger vorhanden sind, die verfügbar sind (d. h. die Finger können zugewiesen werden, da die Signalpfadstärken im Hinblick auf Ec/Io groß genug sind) Vorwärtssignalpfade, die als die drei stärksten (e, f, g) entsprechend den Zellen (k, l, m), dann:
Is0[k] = fng_frc_fwd[e,k]·Pcell(k);
Is1[l] = fng_frc_fwd[f,l]·Pcell(l);
Is2[m] = fng_frc_fwd[g,m]·Pcell(m);
Is_tot[k] = Is0[k] + Is1[l] + Is2[m];
iorioc = Is_tot/(Itot – Is_tot);
EbNo_tgt = f(MaxPilot, ecio_0/ecio_1,ecio_1/ecio_2, speed, iorioc, erwünschter Framequalitätspegel), wobei f() eine Eb/No-Nachschlagetabelle sein kann, die mit den obigen Parametern indiziert ist;
Ptarget_fwd = MaxPilot·EbNo_tgt/(met[e,k] + met[f,l] + met[g,m]) ist die benötigte Vorwärtsleistung für jeden Vorwärtspfad.
Es sei bemerkt, dass diese Implementation annimmt, dass alle Vorwärtspfade die gleiche Übertragungs-(Sprach- oder Verkehrskanal-)Leistung-zu-Pilot-Leistungsverhältnis aufweisen.
Als Nächstes beschränkt der Controller 113 bei Schritt 530 die Vorwärtsverbindungsleistung (Ptarget_fwd) jeder Zelle basierend auf erlaubten Minimal- und Maximalpegeln, die sich von Zelle zu Zelle unterscheiden können. Der Controller 113 speichert dann Ptarget_fwd für jedes x, y, um auch bei Schritt 530 das Vorwärtsleistungs-Mesh zu erzeugen.
Für jeden Vorwärtssignalpfad entsprechend einer unterschiedlichen Zelle (Vorwärtsverbindung) berechnet der Controller 113 als Nächstes bei Schritt 533 das Eb/No (EbNo(i_cd)) für die entsprechenden Rückwärtssignalpfade bei jeder der Antennenverbindungen der Zelle unter der Annahme, dass die Mobilstation bei 1 Milliwatt (mW – Pcur) überträgt. Diese Rückwärtssignalpfad-Eb/No's (EbNo_sum) werden dann auch bei Schritt 533 summiert. Der Controller 113 berechnet dann bei Schritt 536 die benötigte Mobilstationsübertragungsleistung, die notwendig ist, um ein Ziel-Eb/No (EbNo_rtar) zu erzielen, das benötigt wird, um einen gewünschten Framequalitätspegel nach dem Decodieren von Frames an der bedienenden Zelle (BTS) oder nach einer Post-Frameauswahl an einem Ort unter Verwendung der Frames aller bedienenden Zellen (CBSC) in dem Fall eines Softhandoffs. Als Beispiel die Verwendung des Falles eines Zweiwege-Softhandoffs mit den Zellen k und l, die zwei Verzögerungsspreizungspfade pro Antenne aufweisen: EbNo_sum = EbNo_rtch[k11] + EbNo_rtch[k12] + EbNo_rtch[k21] + EbNo_rtch[k22] + EbNo_rtch[l11] + EbNo_rtch[l12] + EbNo_rtch[l21] + EbNo_rtch[l22]wobei
i_cd = Rückwärtsignalpfad d an der Antenne c entsprechend der Zelle i;
EbNo_rtch[i_cd] = (fng_frc_rev[i_cd] + fng_frc_rev[i_cd]) Pcur(u)T(u,i_cd)PG/Drr(i_cd);
Drr(i_cd) = NoWc[i_cd] + Nbackground[i_cd] + It_rev[i_cd];
PG = Verarbeitungsgewinn (Chiprate/Informationsrate);
Pcur(u) = augenblickliche Übertragungsleistung der Mobilstation u im Hinblick auf die Antenne der Mobilstation (1 mW);
T(u,i_cd) = Übertragungsgewinn zwischen Mobilstation u und der Antenne c der Zelle i für den Signalpfad d;
It_rev[i_cd] = Gesamtinterferenz aufgrund aller weiterer Mobilstationen in dem System plus Rauschen (thermisch und Nicht-CDMA), gemessen an dem Antennenverbinder c der Zelle i;
fng_frc_rev[i_cd] = Anteil der wiederhergestellten Gesamtleistung oder FRP (unter Berücksichtigung des Antennenverbinders c der bedienenden Zelle i mittels des Demodulators der Zelle (Finger) für den Signalpfad d;
NoWc[i_cd] = thermische Rauschleistung aufgrund des Empfängers der bedienenden Zelle i unter Berücksichtigung der Antenne c;
Nbackground[i_cd] = Rauschen aufgrund von Nicht-CDMA-Quellen (z. B. künstliches Rauschen oder analoge Interferenz);
EbNo_tgt = h (gewünschte Framequalität, Geschwindigkeit, 100 W);
EbNo_tgt2 = h (gewünschte Framequalität, Geschwindigkeit, Leistungsspielraum);
Ptarget_rev1(u) = EbNo_tgt + Pcur(u) – EbNo_sum;
power headroom = Differenz zwischen der maximalen Übertragungsleistung der Mobilstation und der benötigten Übertragungsleistung Ptarget_rev1(u); und
Ptarget_rev2(u) = EbNo_tgt2 + Pcur(u) – EbNo_sum.
An diesem Punkt speichert der Controller 113 den benötigten Ferneinheitleistungspegel, der benötigt wird, um einen gewünschten Framequalitätspegel (Ptarget_rev2(u)) zu erreichen, um auch bei Schritt 536 das gewünschte Rückwärtsleistungsmesh zu erzeugen.
Nach der Vervollständigung der Parametermesherzeugung werden alle Mobilstationen an neue Orte bewegt und zunächst die Konvergenz, dann die Meshberechnung wiederholt. Dies erzeugt einen Meshsatz für jeden Parameter über einen Satz von Mobilstationsorten, der aber die mögliche Bedingung an jedem Ort in dem System widerspiegelt, ohne Berücksichtigung, ob eine Mobilstation sich dort befunden hat und wie oft dies über den Satz der Mobilstationsorte stattgefunden hat. Jeder Satz von Mobilstationsorten wird als ein "Drop" bezeichnet, als ob die Mobilstationen gerade eben in das interessierende Gebiet gefallen ("dropped") währen.
Zeit-Epoche
Wenn ein Meshsatz über eine Zeitepoche erzeugt wird, werden die Meshberechnungen selbst auf die genau gleiche Weise durchgeführt. Der Unterschied besteht in der Art, wie die Übertragungsleistungen der Mobilstation und der Basisstation zustande kommen. In diesem Fall konvergieren die Übertragungsleistungen nicht auf ihre besten mittleren Werte, sondern werden durch eine Simulation erstellt, die die tatsächliche zeitliche aufeinanderfolgende Entwicklung des Systems modelliert, wobei die zeitlich aufeinanderfolgende Leistungssteuerung und die Steuerungsbenachrichtigung ausgedrückt werden.
Die Parametermeshes werden nach einem gewissen Zeitintervall berechnet, das von der minimalen Zeitauflösung der Simulation bis zu mehreren Sekunden oder Minuten reicht. In diesem Fall spielt die Reihenfolge der Meshes eine Rolle. Die Meshes dieser Meshsätze können als indiziert betrachtet werden, nicht nur als ein Satz von Mobilstationsorten, sondern mittels Inkrementierungen hinsichtlich der Zeit. Wenn demnach ein bestimmter interessierender Parameter "schlecht" ist, weiß man, wie lang dieser Parameter schlecht war, nicht nur wie oft dies stattfindet. Zusätzlich umfassen die Zeitepoche-Meshes, die aus realistischen Systemstörungen berechnet werden (z. B. verbunden mit einem nicht optimalen Standort oder einem Satz von Standorten) die Rauscheffekte dieser Systemsteuerungen.
Wenn die Parameter-Meshes einmal bestimmt sind, ist eine effiziente Weise zum Evaluieren der Parameter implementiert. Untenstehend sind verschiedene Mesh-"Tools" für die Evaluation der Parameter erläutert.
Einzel-Mesh-Tool
Wenn ein harter Grenzwert gesetzt werden kann (z. B. 2 W Vorwärtsverbindungsleistung), kann das Mesh dahingehend verändert werden, dass jeder Knoten für jedes Mesh überprüft wird und ein Pass-/Fail-Kriterium gesetzt wird. Wenn beispielsweise das Vorwärtsleistungs-Mesh verwendet wird und es gewünscht wird, den Anteil der Zeit zu wissen, wäh rend dessen die benötigte Leistung 2 W überschreitet, kann jedes Mesh getestet werden und für jedes Mesh, das überschreitet (das heißt, es benötigt mehr als 2 W), wird das Mesh gezählt. Wenn N der Meshes bei einem gegebenen Knoten bei x1, y1 überschreiten und es M Meshes gibt, dann wird über den gesamten Satz hinweg das Kriterium N/M der Zeit am Vertex x1, y1 überschritten. Dieser Prozess wird für alle Knoten xi, yj wiederholt, wobei i der Index für x in dem Mesh und j der Index für y ist. Auf diese Weise wird der gesamte Mesh-Satz für einen bestimmten Parameter auf ein einzelnes Mesh reduziert, wobei die Werte in dem Mesh die Wahrscheinlichkeit repräsentieren, dass ein bestimmtes Kriterium überschritten wird. Dies kann genauso gut für Meshes sowohl aus der Raum- oder Zeitepoche durchgeführt werden, aber der Zeit-Mesh-Satz enthält zusätzliche Korrekturen für ein realistisches Leistungsverhalten.
Wenn für einen gewissen vorgegebenen Anteil der Zeit das Kriterium nicht überschritten wird, wird das Leistungsverhalten in diesem Ort als nicht akzeptabel betrachtet und der Controller 113 ergreift Maßnahmen, um das Systemleistungsverhalten während des Betriebs zu verändern. In dem Fall der Vorwärtsverbindungsberechnung werden alle Vorwärtsverbindungs- und Rückwertsverbindungsleistungen des Systems in einer vorgegebenen pfadlosen Datei innerhalb des Controllers 113 gespeichert. Diese Datei kann vor-gemessen oder berechnet sein, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Wenn die Leistung, die zum Übertragen in einem Gebiet benötigt wird, jenseits der Leistungsfähigkeit des übertragenden Leistungsverstärkers (z. B. der Sender 300 der Basisstation 102 der 3) ist, dann kann das Rauschen, das auf diesem Gebiet auftrifft, durch den Controller 113 berechnet werden. Dies liegt daran, wie in den obigen Berechnungen gezeigt, dass die Bestimmung der benötigten Leistung alle Verkehrskanalleistungen sowie alle Pilot-/Page-/Synchronisationskanalleistungen von allen Basisstationen in dem System umfasst. Es kann möglich sein, die Pilot-/Page-/Synchronisationskanalleistungen von einer oder mehreren Basisstationen in dem System zu reduzieren und dadurch das Rauschen in dem Gebiet zu reduzieren, das das Abdeckungsproblem aufweist. Die Leistung, die von dem Basisstationssender benötigt wird, kann dann in der Lage sein, genug Leistung für eine zufriedenstellende Verbindung zu liefern.
Das Verfahren zum Reduzieren der Leistung läuft wie folgt ab. Als erstes werden die Hauptrauschterme in dem Ausdruck für diese Bereiche, die als "nicht zufriedenstellend" bestimmt sind, gefunden. Die Pilot-/Page-/Synchronisationskanalleistungen für die Basisstation mit dem größten Rauschterm werden um einen vorgegebenen Betrag erniedrigt, beispielsweise 3 dB. Mit Berücksichtigung einer derartigen Reduzierung wird die Berechnung durch ein erneutes Evaluieren des gesamten Systems wiederholt und die Mesh-Berechnung wird wiederholt. Wenn das vorausgehend betrachtete Gebiet, das als nicht zufriedenstellend betrachtet wurde, jetzt zufriedenstellend ist UND kein neues nicht zufriedenstellendes Gebiet detektiert wird oder ein kleineres nicht zufriedenstellendes Gebiet erzeugt wird, dann zeigt dies an, dass die Pilot-/Page-/Synchronisationskanalleistungen für die momentanen Bedingungen zu hoch eingestellt waren. Auf diese Weise findet eine verbesserte CDMA-Systemsteuerung gemäß der Erfindung statt.
Die Wichtigkeit der Bereiche, noch vor ihrer Größe, kann auch gemäß der Erfindung betrachtet werden. Innerhalb des Speichers des Controllers 113 ist eine Karte des Abdeckungsbereichs des zellularen Systems angeordnet. Jeder Unterteilung dieser Karte kann einer Zahl zugewiesen werden, die ihre relative Wichtigkeit für das System als Ganzes darstellt. Beispielsweise kann aus der Perspektive des Besitzers des Kommunikationssystems ein Bereich in der Stadtmitte wahrscheinlich wichtiger sein als ein Bereich über einem Friedhof. Nachdem ein Parameter-Mesh des Gebiets erzeugt wurde und eine Evaluation durchgeführt wurde, die die Pilot-/Page-/Synchronisationskanalleistungen in Betracht zieht, kann es sein, dass ein als nicht akzeptierbar angesehenes und entsprechend geändertes (wie obenstehend beschrieben) Gebiet tatsächlich größer ist als das reparierte Gebiet, aber weniger wichtig ist. In diesem Szenario wird eine Veränderung des Systems basierend auf der Wichtigkeit des Gebiets durchgeführt, gemäß der Erfindung.
Es ist wichtig festzuhalten, dass das Verfahren zum Charakterisieren der Abdeckung und der Last in einem CDMA-Kommunikationssystem eine verbesserte Systemsteuerung zur Verfügung stellt, indem es unter anderem in der Lage ist, ein neues Parameter-Mesh (oder einen Satz von Parameter-Meshes) zu erzeugen, unmittelbar nachdem sich eine Veränderung in dem System ergeben hat, und dass es in der Lage ist, das Mesh (oder die Meshes) neu zu evaluieren, um zu bestimmen, ob sich das Gesamtleistungsverhalten des Systems verbessert oder verschlechtert hat. Demnach wird, sollte eine Leistungsanpassung auf dem Signal, das das größte Rauschen aufweist, einige andere wichtige Aspekte des Kommunikationssystems verschlechtern, wird eine Anpassung der nächsten Rauschquelle versucht. Einstellungen von weiteren anderen Rauschquellen können in Kombination versucht werden, bis das Problem gelöst ist oder ein Alarm das bestehende Problem dem Systembetreiber berichtet. Der Alarmbericht kann viele verschiedene Formen annehmen, einschließlich eine Karte, die die Mesh-Berechnungen zeigt und das Gebiet (mittels Helligkeit, Farbe oder anderer derartiger Mittel) hervorhebt, das nicht akzeptierbar ist und nicht gelöst werden kann. In ähnlicher Weise könnte eine ASCII-Nachricht dem Systembetreiber übermittelt werden, um ein nicht reparierbares Problem in dem bezeichneten Gebiet anzuzeigen.
Ein anderes Verfahren zum Charakterisieren der Abdeckung und der Last in einem CDMA-Kommunikationssystem zur Verbesserung der Systemsteuerung besteht darin, zu evaluieren, welche Basisstation(en) in dem Parameter-Mesh die größte Vorwärtsverbindungsleistung in einem gegebenen Gebiet beitragen und diesen Beitrag der Basisstationen aus der Berechnung zu entfernen. Tatsächlich wird die Leistung der interferierenden Basisstation von dem Verkehrskanalrauschen subtrahiert. Wenn dies das Problem in dem nicht akzeptierbaren Bereich in der oben beschriebenen Weise löst, kann der Controller 113 die Anzahl an Verbindungen, die für diese interferierende Basisstation erlaubt sind, begrenzen. Nach einem gewissen Zeitraum kann es sein, dass eine Neuevaluierung (über eine Neuerzeugung der Parameter-Meshes) des ursprünglich gestörten Bereichs kein Problem anzeigt (vielleicht aufgrund einer Reduzierung der Basisstationsübertragung von anderen Teilen des Systems). In diesem Szenario kann es erlaubt werden, dass die Anzahl an Verkehrs verbindungen von der interferierenden Basisstation wieder steigt.
Auf eine ähnliche Weise kann das gleiche Tool auf das verwendbare Pilotsignale-Mesh angewendet werden. Beispielsweise ist es wünschenswert, zu bestimmen, wie oft die Anzahl an verwendbaren Pilotsignalen die verfügbaren RAKE-Demodulationsfinger in der Mobilstation übersteigt. Wenn die Anzahl an Pilotsignalen in einem bestimmten Gebiet das überschreitet, was für die Mobilstation 105 verwendbar ist, fügen die zusätzlichen Signale lediglich Rauschen dem Empfänger zu und sind für die Signalqualität abträglich. Auf der anderen Seite kann es sein, dass lediglich zwei Pilotsignale vorhanden sind, obwohl aufgrund einer Verzögerungsspreizung auf einem der Pilotsignale die drei Finger in der Mobilstation 105 in Verwendung sind. In diesem Szenario können weitere Signale der empfangenen Signalqualität der Mobilstation abträglich sein. Wenn dies der Fall ist, wie in dem obigen Beispiel, weiß der Controller 113 um alle Pilotsignalleistungen und demzufolge um alle Rauschleistungen in dem System. Wiederum wird das Signal mit dem größten Rauschen, das durch die Gesamtleistung von einer anderen Basisstation dargestellt wird, bestimmt und die Pilot-/Page-/Synchronisationskanalleistungen dieser Basisstation werden erniedrigt. Durch das Verändern der Anzahl an verwendbaren Pilotsignalen oder des Betrags des verwendbaren Signal-zu-Rauschenverhältnisses, nachdem das System ohne einer Erzeugung weiterer Gebiete mit einem nicht akzeptierbaren Leistungsverhalten (von gleicher oder größerer Wichtigkeit) neu evaluiert wurde, verbessert die CDMA-Systemsteuerung gemäß der Erfindung.
In einem weiteren Beispiel kann das Rückwärtsleistungs-Mesh dazu verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Abdeckung von einer bestimmten Region des Systems der Rückwärtsverbindung nicht akzeptierbar ist. Dies kann auftreten, wenn das Rauschen in den Empfänger 203 der Basisstation 102 nicht mittels des Senders 200 der Mobilstation 105 überwunden werden kann und demnach die geeignete Verbindungsqualität geliefert werden kann. Dieses Rauschen kann von der Umgebung des Systems beigetragen werden, nicht nur von der Zelle, die augenblicklich von der Basisstation 102 bedient wird. Der Controller 113 besitzt das Wissen um den Ort jeder Mobilstation in dem System und ihrer entsprechenden Verbindungen und Beiträge, demnach sind die Mobilstationen, die die Mehrheit des Rauschens zu der Basisstation in einem bestimmten Gebiet beitragen, bekannt. Mit diesem Wissen kann der Controller 113 die beitragenden Mobilstationen dahingehend instruieren, dass sie ihre Leistung reduzieren, bis das fragliche Gebiet zufriedenstellend abgedeckt ist. Dies kann als Basis dienen, um die Verbindungen zu/von den Mobilstationen der störenden Zellen zu begrenzen, bis sich die Bedingungen so ändern, dass diese Verbindungen nicht mehr länger ein Problem in dem gestörten Bereich darstellen. Da die Elimination von Verbindungen keinen weiteren negativen Einfluss auf irgendeine Abdeckung aufweist, besteht kein Bedarf dahingehend, andere Gebiete zu evaluieren, außer in dem Vorwärtsverbindungsfall.
Der Betreiber des zellularen Systems kann sich problematische Gebiete vermerken oder der Controller 113 kann Alarme oder Vorfälle in Problemgebieten verfolgen und wenn während des Ablaufs des Betriebs ein Gebiet oder Gebiete für einen vorgegebenen Anteil der Zeit eines Arbeitstages nicht akzeptierbar werden, können die Parameter-Meshes individuell oder in Gruppen genommen eine Anzeige über die Art und/oder die Schwere des Problems ergeben. Ihr Problem kann dann durch die Hinzufügung von Basisstationen, durch die Verwendung unterschiedlicher Antennen, etc. abgeholfen werden. Wie diese Interpretation durchgeführt wird, wird untenstehend detaillierter beschrieben.
Mehrfach-Mesh-Tool
Größere Komplexität des CDMA bedeutet, dass es oft vorteilhaft ist, gleichzeitig mehr als ein Mesh statistisch auszuwerten. Durch das Evaluieren mehr als eines Parameter-Meshs gleichzeitig kann ein größeres Gesamtverständnis des CDMA-Systems erreicht werden.
Beispielsweise bestünde eine erste Kombination von Meshes, die überprüft würden, aus den Meshes für die benötigten Vorwärts- und Rückwärtsverbindungsleistungen. Da eine zellulare Kommunikation eine Zweiwegekommunikation ist, müssen sowohl die Vorwärts- als auch die Rückwärtsverbindungsleistung gut sein. Wenn eine davon schlecht ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Kommunikation schlecht ist. Unter Berücksichtigung dieses werden die entsprechenden Mesh-Punkte auf jedem Mesh überprüft. Es ist wichtig festzuhalten, dass der Test für jedes Mesh unterschiedliche Kriterien verwenden könnte. Beispielsweise kann die benötigte Vorwärtsverbindungsleistung weniger als 33 dBm sein, während die benötigte Rückwärtsverbindungsleistung weniger als 20 dBm sein kann. Wenn BEIDE an diesem Punkt wahr sind, ist dies eine bestandene Bedingung für diesen Knoten. Jetzt, wie vorausgehend festgestellt, beträgt die Wahr scheinlichkeit für ein Bestehen für jeden Knoten N/M und die zwei Meshes wurden (tatsächlich) auf ein einziges Wahrscheinlichkeits-Mesh reduziert. Die Gebiete des sich ergebenden Meshs, in denen das Kriterium verfehlt wird, sind Kandidaten für eine eingehendere Untersuchung.
Beispielsweise kann man beobachten, dass Gebiete, die gleichzeitig auf dem Rückwärtsverbindungs-Mesh und dem Bestes-Ec/Io-Mesh nicht akzeptierbar sind, insbesondere unter geringen Lasten, oft unter einem "Pfadverlustproblem" ("pathloss problem") leiden. Dies bedeutet, dass dort wahrscheinlich keine Basisstationen in dem CDMA-System sind, die diese Region mit akzeptierbarer Qualität bedienen können. Wenn das CDMA-System jedoch mit der Belastung beginnt, verschwinden derartige Regionen langsam, die unter dem "Pfadverlustproblem" leiden, möglicherweise. Wenn der Controller 113 nicht in der Lage ist, die Hauptinterferenz-Verursacher auf einen akzeptierbaren Pegel zu reduzieren, sollte die Region einem Systembetreiber (wie obenstehend beschrieben) gemeldet werden, da wahrscheinlich eine Neuauslegung des Systems benötigt wird.
Als weiteres Beispiel, wenn das Beste-Ec/Io-Mesh einen nicht akzeptierbaren Wert zeigt (beispielsweise einen Wert unterhalb von –13 dB) und die Zahl des Gute-Pilotsignale-Mesh eine "große" Anzahl an Pilotsignalen anzeigt (beispielsweise sechs), ist es wahrscheinlich, dass diese Pilotsignale miteinander interferieren und ein für dieses Szenario spezifisches Problem erzeugen – nämlich, dass keiner dieser Pilotsignale als gut gesehen wird. Dies ist kein "Pfadverlustproblem", wie obenstehend beschrieben, sondern der Pfadverlust ist für zu viele Basisstationen des fraglichen Bereichs zu gering. Dies ist als eine störende Bedingung für CDMA-Steuersysteme gemäß dem Stand der Technik bekannt. Um dieses Problem gemäß der Erfindung zu mildern, werden eines (oder mehrere) dieser Pilotsignale in der Leistung reduziert. Wenn dies nicht ohne das Verschlechtern eines anderen wichtigen Bereichs durchgeführt werden kann, muss eine Basisstation (oder Basisstationen) bewegt werden, um das Problem zu lösen. Diese neuen Basisstationsorte können durch den Controller 113 wie obenstehend beschrieben neu evaluiert werden.
Zeit-Mesh-Tool
In diesem Fall kann ein bestimmtes Mesh danach durchsucht werden, ob eine bestimmte Bedingung für eine bestimmte Anzahl von Meshes in Folge erfüllt wird, was, wenn die Meshes über eine Zeitepoche laufen, eine Anzahl von Sekunden darstellt. Dies funktioniert nicht, wenn die Meshes nur über die Raumepoche erzeugt werden.
Als Beispiel betrachte man die Zeiträume, wenn die benötigte Vorwärts- oder Rückwärtsverbindungsleistung über die verfügbare Leistung steigt. Für kurze Zeiträume kann diese Bedingung akzeptierbar sein; für längere Zeiträume ist diese Bedingung eindeutig nicht akzeptierbar. Durch das Hinzufügen von Zeit in der Evaluierung bildet das sich letztlich ergebende Mesh die Wahrscheinlichkeit ab, dass ein bestimmtes Ereignis am jeweiligen Ort auftritt. Es gibt sehr viele Arten, auf die dieses Ereignis berichtet werden kann, einschließlich des Berichtens einer Anzahl von Vorkommnissen, der gesamten Dauer der Vorkommnisse, des gesamten Anteils an Zeit der Vorkommnisse, etc.
Die Systemsteuerung, die auf diesem Zeit-Mesh-Tool basiert, ist der der obenstehend beschriebenen ähnlich, und bildet lediglich eine unterschiedliche Betrachtungsweise, was als "nicht akzeptierbar" angesehen wird. In den obigen Diskussionen war impliziert, dass ein durchschnittliches Leistungsverhalten der fraglichen Verbindungen verwendet wurde, um die Bedeutung von "nicht akzeptierbar" zu definieren. Tatsächlich aber können Mittelungen über lange Zeiten kürzere Zeiträume ernsthaft nicht akzeptierbaren Verhaltens verdecken, während die Benutzer in einem zellularen System tatsächlich wahrscheinlich auf eine subjektiv negative Weise auf kurze Zeiträume mit schlechtem Dienst reagieren.
Mit diesem Mesh-Tool könnte das hier verwendbare Kriterium N Zeiträume "schlechten" Dienstes oder eine Dauer von mindestens t Sekunden in einem längeren Zeitraum von T Sekunden sein. In einer wesentlich einfacheren Konfiguration könnte ein beliebiger Zeitraum von mindestens t Sekunden mit schlechtem Dienst die Bedingung darstellen. Diese Definitionen von nicht akzeptierbarem Dienst und/oder Qualität sind in dem Controller 113 einstellbar.
In CDMA-Controllern gemäß dem Stand der Technik wurde "Abdeckung" als eine Funktion einer einzelnen Variable wie etwa des Pfadverlustes oder eines Träger-zu-Interferenz-Verhältnisses dargestellt. Durch das Implementieren von Parameter-Meshes gemäß der Erfindung wird nicht nur der Pfadverlust berücksichtigt, sondern auch die Verzögerungsspreizung, die Leistungssteuerung für alle Mobilstationen in dem System, Variationen in der Funksensitivität aufgrund der Mobilstationsgeschwindigkeit, Softhandoff-Zustände über das System, Empfängereffizienz bei der Wiederherstellung der Leistung und anderer Variablen sowohl für die Vorwärts- als auch für die Rückwärtsverbindungen einzeln und/oder gleichzeitig. In der Zeitepoche wird die zeitliche Entwicklung des Systems verwendet, was zu einem verbesserten Wissen um die Verbindungsqualität über einfache statistische Verfahren führt, die in der Vergangenheit verwendet wurden. Darüber hinaus werden Berechnungen über das gesamte interessierende Gebiet erstellt.
Demgemäß ist es gewollt, dass die Erfindung nicht auf die vorangehende Beschreibung der Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass alle derartige Abänderungen, Modifikationen und Variationen gemäß des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche umfasst sind. Während die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf eine bestimmte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde, sollte es dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Veränderungen in der Form und im Detail daran durchgeführt werden können, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Vorgänge und Äquivalente aller Mittel oder Schritt plus Funktionselemente in den untenstehenden Ansprüchen sind dazu gedacht, jegliche Struktur, Material oder Vorgänge zum Durchführen der Funktionen in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, wie insbesondere beansprucht, zu umfassen.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Berechnen mindestens eines Parameter-Meshs entsprechend einem Parameter, der mit dem Kommunikationssystem in Beziehung steht, an jeder x-y-Koordinate eines Gitters über einem interessierenden Bereich, wobei der Parameter, der mit dem Kommunikationssystem in Beziehung steht, Vorwärts- und Rückwärtsleistungs-Anforderungen, eine Anzahl an verwendbaren Pilotsignalen und ein bestes Pilotsignal umfasst; Evaluieren des mindestens einen Parameter-Meshs, um ein Steuersignal zu erzeugen, das den Parameter beeinflusst, der mit dem Kommunikationssystem in Beziehung steht; und Steuern des Kommunikationssystems basierend auf dem erzeugten Steuersignal.
Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Berechnen einer Mehrzahl an Parameter-Meshes entsprechend einer Mehrzahl von unterschiedlichen Parametern, die mit dem Kommunikationssystem in Beziehung stehen, an jeder x-y-Koordinate eines Gitters über einem interessierenden Bereich, wobei die Mehrzahl an unterschiedlichen Parametern, die mit dem Kommunikationssystem in Beziehung stehen, Vorwärts- und Rückwärtsleistungs-Anforderungen, eine Anzahl an verwendbaren Pilotsignalen und ein bestes Pilotsignal umfasst; Kombinieren von vorherbestimmten Parameter-Meshes, um vorherbestimmte Steuersignale zu erzeugen; und Steuern des Kommunikationssystems basierend auf den erzeugten vorherbestimmte Steuersignalen.