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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft die Zuweisung von Kanälen eines zellularen Funknetzwerks
bei Systemen, die Kanäle
mit einem Zeitrahmenaufbau verwenden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei
Mobilkommunikationssystemen können Mobilstationen
und Funkbasisstationen Verbindungen über Kanäle einer so genannten Funkschnittstelle
aufbauen. Zur Verwendung durch das System ist immer ein bestimmter
Frequenzbereich zugewiesen. Um im Mobilkommunikationssystem auf
diesem begrenzten Frequenzband ausreichende Kapazität zu haben,
müssen
die in Verwendung befindlichen Kanäle mehrmals verwendet werden.
Aus diesem Grund wird das Versorgungsgebiet des Systems in Zellen
aufgeteilt, die durch die Funkversorgungsgebiete einzelner Funkbasisstationen
gebildet werden, worin der Grund liegt, warum die Systeme oft auch als
zellulare Funksysteme bezeichnet werden.
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1 zeigt
die hauptsächlichen
strukturellen Merkmale eines bekannten Mobilkommunikationssystems.
Das Netzwerk weist mehrere miteinander verbundene MSCs („Mobile
Services Switching Center":
Mobildienstevermittlungsstelle) auf. Die Mobildienstevermittlungsstelle
MSC kann Verbindungen mit anderen Mobildienstevermittlungsstellen
MSC oder mit anderen Telekommunikationsnetzwerken aufbauen, z.B.
ISDN („Integrated
Services Digital Network":
Dienste integrierendes digitales Fernmeldenetz), PSTN („Public
Switched Telephone Network": öffentliches
Telefonnetz), Internet, PDN („Packet
Data Network": Paketdatennetzwerk),
ATM („Asynchronous
Transfer Mode":
Asynchroner Transfermodus) oder GPRS („General Packet Radio Service": Allgemeiner Paketfunkdienst).
Mehrere Basisstationssteuerungen BSC sind mit der Mobildienstevermittlungsstelle
MSC verbunden. Funkbasisstationen BTS sind mit jeder Basisstationssteuerung
verbunden. Die Funkbasisstation kann Verbindungen mit Mobilstationen
MS aufbauen. Ein Netzwerkverwaltungssystem NMS kann zum Sammeln
von Informationen vom Netzwerk und zum Verändern der Programmierung von
Netzwerkelementen verwendet werden.
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Die
Luftschnittstelle zwischen Funkbasisstationen und Mobilstationen
kann auf mehrere unterschiedliche Arten in Kanäle aufgeteilt werden. Bekannte
Verfahren sind unter anderem TDM („Time Division Multiplexing": Zeitmultiplex),
FDM („Frequency Division
Multiplexing": Frequenzmultiplex)
und CDM („Code
Division Multiplexing":
Codemultiplex). Das bei einem TDM-System zur Verfügung stehende Band
wird in aufeinander folgende Zeitschlitze aufgeteilt. Eine bestimmte
Anzahl von aufeinander folgenden Zeitschlitzen bildet einen sich
periodisch wiederholenden Zeitrahmen. Der Kanal ist durch den im Zeitrahmen
verwendeten Zeitschlitz definiert. Bei FDM-Systemen ist der Kanal durch die verwendete Frequenz
definiert, während
er bei CDM-Systemen durch das verwendete Frequenzsprungmuster oder den
verwendeten Hash-Code definiert ist. Es könne auch Kombinationen der
vorstehend erwähnten
Multiplexverfahren verwendet werden.
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2 zeigt
ein Beispiel einer bekannten FDM/TDM-Aufteilung. Gemäß der Figur befindet sich die
Frequenz auf der vertikalen Achse, während sich die Zeit auf der
horizontalen Achse befindet. Das verfügbare Frequenzspektrum ist
in sechs Frequenzen F1 bis F6 aufgeteilt. Zusätzlich ist der durch jede Frequenz
gebildete Frequenzkanal in sich wiederholende Zeitrahmen aufgeteilt,
die durch 16 aufeinander folgende Zeitschlitze gebildet sind. Der
Kanal ist immer durch das Paar (F, TS) von Frequenz F und im Zeitrahmen
verwendeten Zeitschlitz TS definiert.
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Um
die Kapazität
zu maximieren, müssen Kanäle in Zellen
wiederverwendet werden, die sich so nahe wie möglich aneinander befinden.
Eine Wiederverwendung von Kanälen
ist durch die Interferenz begrenzt, die durch die Verbindungen im
Netzwerk gegenseitig verursacht wird.
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3 zeigt
die Entstehung von Interferenz, die durch gleichzeitige Verbindungen
gegenseitig verursacht wird. Gemäß der Figur
kommunizieren drei Mobilstationen MS1, MS2 und MS3 mit Funkbasisstationen
BTS1, BTS2 und BTS3. Das von Funkbasisstationen BTS1 empfangene
Signal enthält
ein Signal S1, das von Mobilstation MS1 gesendet wird, und das durch
eine durchgezogene Linie gezeigt ist, und dessen Leistung von der
von Mobilstation MS1 verwendeten Sendeleistung und von Schwunden bzw.
Ausblendungen auf dem Funkpfad zwischen Mobilstation MS1 und Funkbasisstation
BTS1 abhängt.
Typischerweise ist der Funkpfadschwund bei einem kürzeren Abstand
zwischen der Funkbasisstation und der Mobilstation geringer. Zusätzlich zu
Signal S1 enthält
das von der Funkbasisstation empfangene Signal Signalkomponenten
I21 und I31, die durch Signale verursacht werden, die von Mobilstationen
MS2 und MS3 gesendet werden. Komponenten I21 und I31 verursachen
Interferenz beim Empfang, falls sie nicht aus dem von der Funkbasisstation
empfangenen Signal herausgefiltert werden. Entsprechend verursacht
das von Mobilstation MS1 gesendete Signal Signalkomponenten I12
und I13 in den Signalen, die von Funkbasisstationen BTS2 und BTS3
empfangen werden, und diese Signalkomponenten können Interferenz bei den Empfängen verursachen.
Komponenten einer ähnlichen
Art entstehen auch in den Signalen, die durch Mobilstationen von Funkbasisstationen
empfangen werden.
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Befinden
sich Signalkomponenten I21 und I31 auf dem gleichen Kanal wie Signal
S1, können
sie nicht durch Filterung entfernt werden. Interferenz kann auch
durch Signale verursacht werden, die auf anderen Kanälen als
dem gleichen Kanal auftreten. Bei FDM-Frequenzmultiplex verwendenden
Systemen zum Beispiel überlappen
sich Kanäle
immer ein bisschen, die auf der Frequenzebene benachbart zueinander
sind, um das Frequenzspektrum so effektiv wie möglich zu nutzen, was in einer
Empfangsinterferenz auch von Signalen resultiert, die sich auf dem benachbarten
Kanal befinden. Verbindungen, die Codes verwenden, die sich zu ähnlich sind,
verursachen entsprechend bei Verwendung von Codemultiplex CDM eine
gegenseitige Interferenz. Eine so genannte Nachbarkanalinterferenz,
die von Signalen auf anderen Kanälen
verursacht wird, ist jedoch erheblich geringer als die durch gleichermaßen leistungsstarke Signale
auf dem gleichen Kanal verursachte Interferenz. Die Interferenz
kann z.B. auch durch Verwendung von Frequenz- oder Zeitschlitzsprung
beeinflusst werden. Bei Frequenzsprung wird die von der Verbindung
verwendete Frequenz häufig
gewechselt, wodurch die durch Verbindungen gegenseitig verursachte
Interferenz gemittelt wird. Bei Zeitschlitzsprung wird wiederum
der bei der Verbindung verwendete Zeitschlitz häufig gewechselt. Bei Verwendung
von Frequenz- oder Zeitschlitzsprung erleidet die einzelne Verbindung
keine Interferenz, die wesentlich schlimmer ist als für andere,
sondern alle Verbindungen erleiden eine Frequenz auf dem gleichen
Niveau.
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Die
Größe bzw.
der Betrag einer Interferenz, die durch Verbindungen gegenseitig
verursacht wird, hängt
daher von den durch die Verbindungen verwendeten Kanäle, vom
geografischen Ort von Verbindungen und von der verwendeten Sendeleistung ab.
Diese können
durch eine systematische Zuweisung von Kanälen an unterschiedliche Zellen
und durch eine Sendeleistungssteuerung beeinflusst werden, die die
Interferenz berücksichtigt.
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Es
ist eine Zielsetzung bei einer Kanalzuweisung, den gewünschten
Verbindungen solche Kanäle zuzuweisen,
die alle zur gleichen Zeit verwendet werden können, während die Signalqualität akzeptabel bleibt.
Die in dieser Anmeldung vorzulegende Erfindung betrifft eine feste
Kanalzuweisung FCA, wobei die erforderliche Anzahl von Kanälen jeder
Zelle mit der Hilfe einer so genannten Frequenzplanung im Voraus
zugewiesen wird, ist aber nicht darauf beschränkt. Bei einer Frequenzplanung
ist es sichergestellt, dass die Verbindungen, die auf Kanälen arbeiten,
die in unterschiedlichen Zellen zugewiesen sind, nicht übermäßig miteinander
interferieren. Zur Interferenzsteuerung wird der Funkbasisstation
in jeder Zelle ein maximaler Grenzwert für die zulässige Sendeleistung gegeben.
Der Abstand, mit dem ein und der gleiche Kanal wiederverwendet werden
kann, damit das CIR (C/I, Träger-Interferenz-Verhältnis) akzeptabel
bleibt, wird als der Interferenzabstand bezeichnet, während der
Abstand, mit dem ein und der gleiche Kanal wiederverwendet wird,
als der Wiederverwendungsabstand bezeichnet wird.
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Die
gleichen Frequenzen werden gemäß einem
so genannten Wiederverwendungsmuster wiederverwendet. Bei Verwendung
eines Kanalaufbaus mit FDM/TDM-Aufteilung sind typische Größen von Wiederverwendungsmustern
7, 9 und 12 Zellen, mit anderen Worten solche Muster, bei denen
die gleichen Frequenzen in jeder neunten oder in jeder 12. Zelle
wiederverwendet werden. 4 zeigt ein Beispiel eines Wiederverwendungsmusters,
dessen Größe 9 Zellen
beträgt.
Gemäß 4 sind
die Frequenzen in 9 Klassen 1 bis 9 aufgeteilt. Eine Frequenzklasse,
die gemäß der Figur
neben der Zelle gezeigt ist, ist zur Verwendung durch jede Zelle
zugewiesen. Nur diejenigen Kanäle
können
in der Zelle verwendet werden, die zu der Frequenzklasse gehören, die
zur Verwendung durch die Zelle zugewiesen ist.
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Das
Wiederverwendungsmuster kann dichter gemacht werden, indem z.B.
gerichtete Antennen verwendet werden, oder indem die Anforderung
an das CIR-Verhältnis
des FDM/TDM-Signals
reduziert wird. Das vom Netzwerk angeforderte Träger-Interferenz-Verhältnis CIR
kann herabgesetzt werden, indem z.B. die spektralen Eigenschaften
des Signals durch Verwendung von Frequenzsprung oder eines Hash-Codes
des CDM-Typs verbessert werden, oder indem eine wirkungsvollere
Kanalcodierung verwendet wird.
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Andere
Kanalzuweisungsverfahren neben FCA sind unter anderem DCA („Dynamic
Channel Allocation":
Dynamische Kanalzuweisung) und HCA („Hybrid Channel Allocation": Hybride Kanalzuweisung),
welche als eine Kombination von FCA und DCA erhalten wird. Die unterschiedlichen
Verfahren werden in der folgenden Veröffentlichung sehr gründlich beschrieben:
I. Katzela und M. Naghshineh: „Channel
Assignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunication Systems:
A Comprehensive Survey",
IEEE Personal Communications, Seiten 10 bis 31, Juni 1996.
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Verkehr
ist in der Zelle auf eine solche Art und Weise aufgeteilt, dass
sich einige Mobilstationen in der Nähe der Funkbasisstation befinden.
Signale auf den Verbindungen zwischen diesen Mobilstationen und
der Funkbasisstation erfahren typischerweise erheblich weniger Schwunde
als Signale, die zwischen der Funkbasisstation und Mobilstationen übertragen
werden, die weit von der Funkbasisstation entfernt sind. Für Verbindungen
zwischen diesen Mobilstationen und der Funkbasisstation verwendete
Kanäle
können
besser wiederverwendet werden als Kanäle, die von Mobilstationen
verwendet werden, die sich weit von der Funkbasisstation entfernt
befinden und bei ihren Verbindungen größere Schwunde erleiden. Tatsächlich können in
einem zellularen Funknetzwerk mehrere überlappende Wiederverwendungsmuster
verwendet werden. Ein derartiges Kanalzuweisungsverfahren wird RUP
(„ReUse
Partitioning": Wiederverwendungsaufteilung)
genannt. Die Kanäle
werden hierbei in Kanalvorräte
aufgeteilt, die unterschiedlichen Wiederverwendungsmustern entsprechen.
Verbindungen mit wenig Dämpfung
(typischerweise Verbindungen zwischen der Funkbasisstation und nahe
bei ihr befindlichen Mobilstationen), die daher ein höheres Interferenzniveau
tolerieren und an anderen Verbindungen weniger Interferenz verursachen,
werden darauf gerichtet, ein dichtes Wiederverwendungsmuster zu
verwenden.
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Eine
Verwendung eines Träger-Interferenz-Verhältnisses
CIR, das größer ist
als notwendig, wird die Verbindungsqualität bei digitalen Systemen schwerlich/kaum
verbessern, sondern wird nur die bei anderen Verbindungen verursachte
Interferenz unnötigerweise
erhöhen.
Es ist daher sinnvoll, die von den Verbindungen verwendete Sendeleistung dynamisch
zu steuern. Eine dynamische Steuerung der Sendeleistung zielt auf
eine Beibehaltung einer angemessenen Verbindungsqualität ab, gleichzeitig jedoch
auf eine Minimierung der verwendeten Sendeleistung. Neben den Kapazitätsvorteilen,
die durch ein Minimieren des Interferenzniveaus erhalten werden
können,
wird durch eine Sendeleistungssteuerung ein beträchtlicher Einschnitt im Energieverbrauch
der Mobilstation erreicht.
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Die
erforderliche Leistung hängt
von Schwunden auf dem Kanal zwischen Mobilstation und Funkbasisstation,
von durch andere Verbindungen verursachter Interferenz und von Hintergrund- bzw.
Umgebungsrauschen ab. Einerseits ist es durch Erhöhen der
Sendeleistung der ersten Verbindung möglich, das Träger-Interferenz-Verhältnis CIR
der Verbindung zu verbessern, aber andererseits wird auf anderen
Verbindungen, die sich in der Nähe
befinden, dann eine zusätzliche
Interferenz verursacht. Die Qualität anderer Verbindungen wird
hierdurch leiden. Als Antwort auf erhöhte Interferenz und beeinträchtigte
Qualität
werden die anderen Verbindungen ihre eigene Sendeleistung anheben,
was an der ersten Verbindung eine zusätzliche Interferenz verursachen
wird. Die Situation ist gemäß 5 veranschaulicht.
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Die
Leistungssteuerung von drei wechselseitig interferierenden Verbindungen
wird gemäß 5 untersucht.
Die Signalsendeleistung P1 von Verbindung 1 wird durch die Leistungssteuereinheit
PC1 derart angepasst, dass die Qualität des Signals, die durch den
Empfänger
erfasst wird, und die hauptsächlich
vom Träger-Interferenz-Verhältnis CIR
abhängt,
akzeptabel bleibt. Die vom Empfänger
des Signals erfasste Signalleistung C1 hängt von der Sendeleistung P1
und von der Dämpfung
ab, die durch den Funkkanal zwischen Sender und Empfänger am Signal
verursacht wird. Die Dämpfung
wird mit kürzerem
Abstand zwischen Mobilstation und Funkbasisstation typischerweise
reduziert. Am empfangenen Signal wird durch Hintergrund- bzw. Umgebungsrauschen
N1 und durch von den Sendern anderer Verbindungen verursachte Interferenz
I1 Interferenz verursacht. Interferenz I1 hängt von einer Dämpfung auf dem
Funkpfad zwischen interferierenden Sendern und dem Empfänger und
von Sendeleistungen P2 und P3 der Sender ab. Das vom Empfänger erfasste Gesamtsignal
S1 wird aus der Summe von Signal C1, Interferenz I1 und Rauschen
N1 gebildet. Können
die in Signal C1 gesendeten Informationen aus dem empfangenen Signal
S1 nicht hinreichend wiederhergestellt werden, wird die Leistungssteuereinheit
PC1 die Signalsendeleistung P1 anheben. Kann Leistung P1 gesenkt
werden, so dass die gesendeten Informationen immer noch hinreichend
wiederhergestellt werden können,
wird die Leistungssteuereinheit die Sendeleistung P1 entsprechend
reduzieren. Leistungssteuereinheiten PC2 und PC3 arbeiten nach dem
gleichen Prinzip. Nur diejenigen Mobilstationen, die einen geringen
Schwund auf dem Funkpfad erfahren, und die sich typischerweise nahe
an ihrer Funkbasisstation befinden, benötigen weniger Sendeleistung,
und sie verursachen gegenüber
anderen weniger Interferenz als diejenigen Mobilstationen, die mehr
Schwunde erfahren, und die sich typischerweise weit von der Funkbasisstation
entfernt befinden.
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Interferenz
kann nicht nur durch eine systematische Kanalzuweisung und Leistungssteuerung reduziert
werden, sondern auch durch Verwendung gerichteter Antennen, wodurch
der gleiche Signalpegel im Empfänger
mit einer geringeren Sendeleistung erreicht werden kann.
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Die
Verbindungsqualität
wird nicht nur durch das Träger-Interferenz-Verhältnis CIR,
welches die Qualität
des Funkkanals angibt, sondern auch durch die Empfindlichkeit gegenüber Fehlern
beeinflusst, die am Funkkanal des auf dem Kanal übertragenen Informationssignals
erzeugt werden. Die Informationen können besser gemacht werden,
um Übermittlungsfehler
zu tolerieren bzw. zu vertragen, indem sie mit Kanalcodierung und
Verschachtelung bzw. Verschränkung
verarbeitet werden, bevor sie an den Übertragungskanal gesendet werden,
und indem eine Neuübertragung
fehlerhafter Datenrahmen verwendet wird.
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Der
Zweck einer Kanalcodierung besteht darin, sowohl die Informationsübermittlung
gegenüber Übermittlungsfehlern
toleranter zu machen, als auch Übermittlungsfehler
zu erfassen. Bei einer Kanalcodierung wird den Teilnehmerdaten vor
einer Übertragung
eine solche Redundanz hinzugefügt,
die am Signalempfangsende zum Beseitigen von durch den Funkkanal
verursachten Fehlern und zum Erfassen solcher Fehler, die nicht
beseitigt werden können, verwendet
werden kann. Eine Kanalcodierung verbessert die Interferenztoleranz,
aber andererseits erhöht
sie die zur Informationsübermittlung
notwendige Bandbreite.
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Auf
dem Funkpfad auftretende Bitfehler sind typischerweise Fehlerbursts
bzw. -bündel
mit einer Länge
von mehreren Bittakten. Es ist immer einfacher, einzelne Bitfehler
zu korrigieren als eine Reihe von mehreren, aufeinander folgenden
fehlerhaften Bits. Die Auftrittswahrscheinlichkeit mehrerer, aufeinander
folgender fehlerhafter Bits kann durch eine Bitverschachtelung erheblich
reduziert werden, bei der die Reihenfolge von Bits vor dem Senden
des Signals auf dem Funkpfad auf eine vorbestimmte Art und Weise
vermischt wird. Wird die Reihenfolge zwischen den Bits am Empfangsende
auf die ursprüngliche Reihenfolge
wiederhergestellt, sind diejenigen Bits, bei denen durch eine bündelartige
Interferenz auf dem Funkpfad Fehler verursacht wurden, nicht mehr zueinander
benachbart, wodurch die Fehler leichter erfasst und korrigiert werden
können.
Eine Verschachtelung macht die Korrektur und Erfassung von Fehlern
wirkungsvoller, aber andererseits verursacht sie eine gewisse zusätzliche
Verzögerung
bei der Datenübermittlung.
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Bei
digitalen Kommunikationssystemen werden Informationen immer in Rahmenform
gesendet, und falls ein Datenrahmen als fehlerhaft befunden wird,
kann er bei eine Neuübertragung
unterstützenden
Systemen erneut übertragen
werden. Durch Verwendung einer leistungsfähigeren Kanalcodierung und
durch Neuübertragung
ist es möglich,
Teilnehmerdaten sogar über
einen schlechteren Funkkanal mit ausreichender Fehlerlosigkeit an
den Empfänger weiterzuleiten.
Die Verwendung einer Neuübertragung
trägt natürlich zur
Verzögerung
bei der Informationsübermittlung
bei.
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Die
internationale Patentanmeldung WO-A-9517048 offenbart ein System
zum Minimieren einer Nebenkanalinterferenz zwischen Übertragungssektoren
an ihrem gemeinsamen Außenbereich.
Die Patentanmeldung GB-A-2266433 offenbart eine adaptive Kanalzuweisung
bei einem Funktelefon-Kommunikationssystem.
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Da
die Anzahl von Mobilstationsteilnehmern ansteigt und diejenigen
Anwendungen, wie etwa Multimediaanwendungen, die eine große Bandbreite
erfordern, immer üblicher
werden, sind Kanalzuweisungsverfahren gemäß dem Stand der Technik nicht länger wirkungsvoll
genug. Es ist eine Zielsetzung der Erfindung, dieses Problem zu
mildern, indem eine Kanalzuweisung sogar noch wirkungsvoller gemacht
wird. Diese Zielsetzung wird mit dem in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen
Verfahren erreicht.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Die
Idee der Erfindung besteht darin, das Netzwerkinterferenzniveau
durch Blockieren der zu verwendenden Sendeleistungen in Bezug auf
die Zeit zu optimieren. Basierend auf der Netzwerklast wird eine
Begrenzung der Sendeleistung zeitschlitzweise für jede Frequenz in der Zelle
bestimmt. Verbindungen zwischen Funkbasisstationen und Mobilstationen
werden in den Zeitschlitzen gemäß den auf den
Verbindungen benötigten
Sendeleistungen zugewiesen. Die Sendeleistungsbegrenzung unterschiedlicher
Zeitschlitze kann dynamisch gemäß der Netzwerklast
verändert
werden.
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Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden die Frequenzen zuerst gemäß einer normalen, festen Kanalzuweisung
der Zellen auf einem relativ dichten Wiederverwendungsmuster aufgeteilt.
Die gleiche Frequenz verwendende Zellen werden in Klassen aufgeteilt.
Die Verwendung von Leistung wird derart zwischen Klassen blockiert, dass
eine hohe Leistung verwendende Verbindungen nicht gleichzeitig übertragen
werden. Die Blockierung kann dadurch erfolgen, dass für jeden
Zeitschlitz eine Begrenzung der zu verwendenden Sendeleistung eingerichtet
wird. Die Veränderung
der oberen Sendeleistungsgrenzwerte kann vorteilhaft durch eine Verhandlung
zwischen den Netzwerkelementen erfolgen, die Kanalzuweisung und
Leistungssteuerung steuern.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der RUP-Vorgang zum Bilden mehrerer überlagerter
Wiederholungsmuster unterschiedlicher Größen im Netzwerk verwendet,
wobei für
jedes dieser ein Begrenzungswert für die Sendeleistung bestimmt
wird. Die Zeitschlitze werden zwischen den unterschiedlichen Wiederholungsmustern
aufgeteilt. Die aufzubauenden Verbindungen werden gemäß der Sendeleistung
klassifiziert. Eine je niedrigere Sendeleistung eine Verbindung
verwendet, desto dichter ist das Wiederholungsmuster, das von dem Zeitschlitz
verwendet wird, auf den die Verbindung gerichtet wird. Eine hohe
Sendeleistung verwendende Verbindungen in unterschiedlichen Zellen übertragen
während
den ersten Zeitschlitzen gleichzeitig auf einem breiten Frequenzwiederverwendungsmuster. Eine
niedrige Sendeleistung verwendende Verbindungen übertragen auch während anderer
Zeitschlitze zur gleichen Zeit, aber auf einem dichteren Wiederverwendungsmuster.
Die Zeitschlitze werden gemäß Verkehrsanforderungen
zwischen den unterschiedlichen Wiederholungsmustern aufgeteilt.
Es ist vorteilhaft, eine Einigung auf die Aufteilung durch eine
Verhandlung zwischen denjenigen Netzwerkelementen zu erreichen,
die sich mit Kanalzuweisung und Leistungssteuerung befassen.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine Kombination des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die Verbindungen zuerst grob gemäß der Sendeleistung in Klassen
aufgeteilt, wobei für
jede einzelne dieser ein gesondertes Frequenzwiederverwendungsmuster
verwendet wird. Innerhalb der Klassen werden die Verbindungen in
jeder Zelle gemäß der Sendeleistung
angeordnet, und die Zeitschlitze von Verbindungen werden derart
zugewiesen, dass innerhalb der Klasse die höchsten Sendeleistungen nicht
gleichzeitig in Zellen verwendet werden, die sich nahe aneinander
befinden.
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Auflistung
von Figuren
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen
ausführlicher
beschrieben, bei denen zeigen:
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1 ein
Beispiel des Aufbaus eines Mobilkommunikationsnetzwerks;
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2 ein
Beispiel der Aufteilung eines Frequenzspektrums in Kanäle;
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3 die
Entstehung von Interferenz bei einem Mobilkommunikationssystem;
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4 ein
Frequenzwiederverwendungsmuster;
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5 eine
Sendeleistungssteuerung;
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6 ein
weiteres Frequenzwiederverwendungsmuster;
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7 das
gleiche Frequenzwiederverwendungsmuster, das gemäß der Erfindung weiter aufgeteilt
ist;
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8A, 8B und 8C ein
Verfahren zur Kanalzuweisung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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9A, 9B und 9C Frequenzpläne basierend
auf Zeitschlitzen gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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10 zwei überlagerte
Wiederverwendungsmuster; und
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11 eine
Kanalzuweisung zwischen unterschiedlichen Wiederverwendungsmustern
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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12A und 12B eine
Aufteilung von Kanälen
einer Frequenz zwischen unterschiedlichen Wiederverwendungsmustern
in benachbarten Zellen.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Bei
einer Kanalzuweisung besteht die Zielsetzung darin, auf einem begrenzten
Frequenzband für
so viele Verbindungen wie möglich
einen Signalpegel angemessener Qualität herbei zu führen. Diese
Erfindung stellt Lösungen
dar, die die Zuweisung von Kanälen
durch Blockieren der Sendeleistung effektiver machen. Das Folgende
ist eine ausführliche Beschreibung
einer Anwendung der Erfindung bei einem FDD/TDD-System gemäß 2.
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Bei
der Erfindung werden Verbindungen gemäß ihrer Leistungsanforderung
angeordnet. Gemäß der Leistungsanforderung
werden Zeitschlitze zur Verwendung durch die angeordneten Verbindungen auf
eine blockierte Art und Weise in unterschiedlichen Zellen derart
zugewiesen, dass eine Interferenz zwischen den aufzubauenden Verbindungen
minimiert wird.
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Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird zuerst ein Frequenzplan für das zellulare Netzwerk auf
einem relativ dichten Frequenzwiederverwendungsmuster erstellt.
Ein Beispiel eines anwendbaren Musters ist gemäß 6 gezeigt,
bei dem die Frequenzen in drei Klassen 1, 2 und 3 aufgeteilt werden
und die gleiche Frequenz zur Verwendung in jeder dritten Zelle zugewiesen
wird. Als Extremfall ist es möglich,
sogar ein Wiederverwendungsmuster 1 zu verwenden, bei dem jeder
Zelle alle dem System verfügbaren
Frequenzen zu ihrer Verfügung
stehen. Da Kanäle,
die so häufig
wiederverwendet werden, jedoch eine beträchtliche Interferenz zueinander
verursachen würden,
können
Frequenzen bei maximaler Leistung nicht in allen Zellen gleichzeitig
verwendet werden. Aus diesem Grund muss die Verwendung von Sendeleistung
in unterschiedlichen Zellen blockiert werden.
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Ein
mit einem dichten Wiederverwendungsmuster erstellter Frequenzplan
wird weiter in Unterklassen aufgeteilt. 7 zeigt
eine Ausgestaltung, bei der die Frequenzklassen 1, 2 und 3 des Plans
gemäß 6 alle
weiter in drei Unterklassen A, B und C aufgeteilt sind.
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Die
Verwendung von Leistung in den unterschiedlichen Klassen wird gemäß 8A, 8B und 8C blockiert. 8A zeigt
die Sendeleistungsbegrenzungen in unterschiedlichen Zeitschlitzen
in den Zellen von Unterklasse A. In Zeitschlitz 1 kann in den Zellen
von Unterklasse A die maximale in der Zelle zulässige Sendeleistung verwendet
werden. Dieser Zeitschlitz wird denjenigen Verbindungen der Zelle
zugeordnet, die die meisten Schwunde erleiden werden. Für die anderen
Zeitschlitze werden zulässige
Leistungen bestimmt, die niedriger sind als die in Zeitschlitz 1
zulässige
Sendeleistung.
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8B und 8C zeigen
die maximalen Leistungen von Unterklassen B und C in den unterschiedlichen
Zeitschlitzen. In Unterklasse B ist eine Verwendung der maximalen
in der Zelle zulässigen Sendeleistung
in Zeitschlitz 7 zulässig,
während
sie in Unterklasse C in Zeitschlitz 13 zulässig ist. Die Sendeleistungen
unterschiedlicher Klassen werden derart blockiert, dass bei Verwendung
einer hohen Sendeleistung in einer beliebigen Klasse in den anderen
Klassen entsprechend eine relativ niedrige Sendeleistung verwendet
wird.
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Der
durch eine blockierte Verwendung erzielte Vorteil wird gemäß 9A, 9B und 9C untersucht,
die das Dienst- bzw. Versorgungsgebiet zeigen, das in unterschiedlichen
Zeitschlitzen erreicht werden kann, das heißt den Bereich, in dem das
erzielte Träger-Interferenz-Verhältnis ausreichend
gut ist. Die Figuren untersuchen nur Dienstgebiete von zu Frequenzklasse
1 gehörenden
Zellen, aber Dienstgebiete in den anderen Zellklassen verhalten
sich exakt auf die gleiche Art und Weise.
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9A zeigt
ein Dienstgebiet in Zeitschlitz 1 gemäß 8A, 8B und 8C.
In diesem wird in den Zellen von Klasse A eine hohe Leistung verwendet,
während
in den Zellen von Klassen B und C eine erheblich niedrigere Leistung
verwendet wird. In Klasse A ist es mit der zulässigen hohen Sendeleistung
möglich,
jede sich im Zellgebiet befindliche Mobilstation zu bedienen. Die
hohe Sendeleistung der Zellen von Klasse A verursacht in den Zellen
anderer Klassen eine erhebliche Interferenz, wo die Sendeleistung
darüber
hinaus begrenzt ist. Aus diesem Grund ist in diesen Klassen ein
Betrieb nur auf denjenigen Verbindungen möglich, auf denen Schwunde auf
dem Funkpfad zwischen Mobilstation und Funkbasisstation erheblich
weniger sind als die maximalen Schwunde, die bei der Dimensionierung
der Zelle verwendet werden. In der Praxis bedeutet dies, dass der
Zeitschlitz 1 in Klassen B und C gemäß 8A, 8B und 8C nur
durch diejenigen Mobilstationen verwendet werden kann, die sich
innerhalb des Bereichs befinden, der durch schraffierte Linien abgedeckt
ist, welcher erheblich kleiner ist als das Gesamtgebiet der Zelle.
Bei Verwendung einer maximalen Leistung in den Zellen von Klasse
A ist es in den anderen Klassen jedoch möglich, Verbindungen in einem
Bereich von ungefähr
der halben Größe des ganzen
Zellgebiets aufzubauen.
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Mit
einer Verringerung der Sendeleistung der Zellen in Klasse A wird
auch die Interferenz verringert, die von den Zellen in dieser Klasse
an anderen Zellen verursacht wird. Das so freigegebene Spektrum
kann in den andere Zellen verwendet werden. Im Fall des vorliegenden
Beispiels wird freigegebenes Spektrum durch Erhöhen der Sendeleistung der Zellen
in Klasse B genutzt. In Zeitschlitz 7 gemäß 8A, 8B und 8C befindet
sich die Sendeleistung von Klasse B auf ihrem maximalen Wert, und
das auf den Frequenzen von Klasse 1 erzielte Dienstgebiet ist wie
gemäß 9B gezeigt.
In diesem Zeitschlitz kann in den Zellen von Klasse B das gesamte
Zellgebiet bedient werden. Andererseits befindet sich die Interferenz
auf ihrem Maximum, die von den Zellen von Klasse B in deren Umgebung
verursacht wird, aus welchem Grund in den Zellen von Klassen A und
C nur ein Teil des Zellgebiets bedient werden kann.
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9C zeigt
das Dienstgebiet während
Zeitschlitz 13 gemäß 8A, 8B und 8C.
Hierbei verwenden die Zellen von Klassen C die hohe Leistung, mit
der Mobilstationen aus jedem Teil der Zelle bedient werden können. In
den anderen Klassen wird dabei eine derartige geringe Leistung verwendet,
mit der nur ein Teil des Zellgebiets bedient werden kann.
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Als
Ergebnis einer Blockierung der Leistungsverwendung wird die Interferenz,
die von den Funkbasisstationen von Zellen um sie selbst herum gebildet
wird, periodisch steigen und fallen. In Situationen, bei denen im
Zellgebiet ein relativ hohes Interferenzniveau besteht, das durch
eine Übertragung
in einer nahegelegenen Zelle verursacht wird, die die gleiche Frequenz
verwendet, kann die Frequenz dennoch für diejenigen Verbindungen verwendet werden,
bei denen der durch den Funkkanal verursachte Schwund am Signal
gering ist. Solche typischen Verbindungen sind die Verbindungen
zwischen Funkbasisstation und Mobilstationen, die sich nahe der
Funkbasisstation befinden.
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Die
in der Zelle aufzubauenden Verbindungen werden vorzugsweise gemäß der von
der Verbindung benötigten
Sendeleistung eingerichtet. Eingerichtete Verbindungen werden von
der die höchste Leistung
erfordernden Verbindung in Richtung der eine geringere Leistung
erfordernden zugewiesen, beginnend mit dem die höchste Sendeleistung ermöglichenden
Zeitschlitz und fortfahrend in Richtung von Zeitschlitzen, die geringere
Sendeleistungen ermöglichen.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
macht es möglich,
das in einem Kanal nicht verwendete Spektrum zu verwenden. Wird
auf einem beliebigen Kanal nicht die gesamte Sendeleistung benötigt, die für den Kanal
zugewiesen ist, kann der frei bleibende Teil anderen nahegelegenen
Zellen zur Verfügung gestellt
werden. Die Hinzufügung
zu in anderen Funkbasisstationen zulässiger Leistung kann durch Analysieren
der Größe bzw.
des Betrags der Interferenz bestimmt werden, die durch verschiedene
Verbindungen gegenseitig verursacht wird. Die Sendeleistungsbegrenzung der
Zelle kann verändert
werden, falls die Verwendung einer erhöhten Sendeleistung keine übermäßige Interferenz
in anderen Zellen verursacht, die sich im Interferenzbereich der
Zelle befinden. Jede Änderung
der Begrenzung kann durch eine Verhandlung zwischen der Zelle selbst und
z.B. denjenigen Netzwerkelementen vereinbart werden, die sich mit
einer Zuweisung von Kanälen
für diejenigen
anderen Zellen befassen, die voraussichtlich im Interferenzbereich
der Zelle empfangen werden können,
die durch das Netzwerkverwaltungssystem NMS definiert sind. Da eine
Zelle typischerweise zum Interferenzbereich mehrerer anderer Zellen
gehört,
gibt es immer mehrere gültige
Sendeleistungsbegrenzungsbedingungen für jeden Zeitschlitz der Zelle,
und die Bedingung, die die niedrigste Sendeleistung erlaubt, ist
natürlich
eine begrenzende.
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Sendeleistungsbegrenzungen
können
für jede
verfügbare
Frequenz gesondert definiert werden. Entsprechend können die
gleichen Sendeleistungsbegrenzungen für gesonderte Zeitschlitze für alle Frequenzen
verwendet werden, wodurch die für Verhandlungen
benötigte
Signalisierung weniger wird.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden Verbindungen gemäß der Sendeleistungsanforderung
in zwei oder mehr Klassen aufgeteilt. Unterschiedlichen Klassen
werden gesonderte Zeitschlitze zugewiesen. Für jede Klasse wird ein gesonderter
Frequenzplan verwendet. Damit kann ein sehr dichtes Wiederverwendungsmuster
für Zeitschlitze
verwendet werden, bei denen eine bemerkenswert niedrige Sendeleistung
verwendet wird. Gleichermaßen
muss ein weniger dichtes Wiederverwendungsmuster für Zeitschlitze
verwendet werden, bei denen eine höhere Sendeleistung verwendet wird.
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10 zeigt
ein System, das zwei Frequenzwiederverwendungsmuster verwendet.
Bei dem gezeigten Frequenzplan wird in einer ersten Zeitschlitzklasse,
bei der Frequenzen in neun Klassen 1 bis 9 aufgeteilt sind, ein
weniger dichter Frequenzplan verwendet werden, während in einer zweiten Zeitschlitzklasse
ein dichterer Frequenzplan verwendet wird, wobei alle Frequenzen
zu der gleichen Frequenzklasse 1' gehören. Daher
werden im dichteren Frequenzplan in allen Zellen alle Frequenzen
verwendet. Bei Verwendung des dichteren Frequenzplans ist es möglich, eine
viel niedrigere Sendeleistung zu verwenden als bei Verwendung eines
weniger dichten Frequenzplans. Mit dieser niedrigeren Sendeleistung
ist es nicht möglich,
das gesamten Zellgebiet zu bedienen, sondern nur diejenigen Mobilstationen,
die sich in dem umkreisten Gebiet nahe an der Funkbasisstation befinden.
Aus diesem Grund erfordert eine Bedienung von Mobilstationen, die
sich im äußeren Zellbereich
befinden, ein weniger dichtes Wiederverwendungsmuster, das die gleichen
Frequenzen in jeder neunten Zelle wiederverwendet.
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Zeitschlitze
werden frequenzweise jeweils in Zeitschlitze hoher und niedriger
Leistung aufgeteilt. 11 zeigt ein Beispiel der Aufteilung
von Zeitschlitzen in einer Zelle S1. Die Zeitschlitze jeder Frequenz
werden jeweils in Zeitschlitze hoher und niedriger Sendeleistung
aufgeteilt. Zeitschlitze hoher Sendeleistung befinden sich auf allen
Frequenzen am Anfang des Zeitrahmens. Die frequenzbasierten Frequenznummern
hoher und niedriger Sendeleistung werden vorzugsweise gemäß der aktuellen
Verkehrsanforderung ausgehandelt. Das weniger dichte Frequenzwiederverwendungsmuster
gemäß 10, das
die gleichen Frequenzen in jeder neunten Zelle wiederverwendet,
wird auf Zeitschlitze höherer
Leistung angewandt. Für
Zeitschlitze niedriger Leistung wird das dichte Wiederverwendungsmuster
gemäß 10 verwendet,
das alle Frequenzen in jeder Zelle wiederverwendet (Frequenzen 1'). Frequenz F3 wird für Zelle
S1 gemäß der Figur
vom weniger dichten Frequenzwiederverwendungsmuster mit neun Zellen zugewiesen.
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Alle
Verbindungen von Zelle S1, die eine hohe Sendeleistung erfordern,
werden auf die 9 ersten Zeitschlitzen von Frequenz F3 ausgerichtet.
Bei Zeitschlitze hoher Leistung ist es nicht möglich, in der Zelle irgendetwas
auf anderen Frequenzen als Frequenz F3 zu übertragen. Gibt es mehr Verbindungen in
Zelle S1, die eine hohe Sendeleistung erfordern, wird ein Versuch
unternommen, die Grenze zwischen hoher und niedriger Sendeleistung
von Frequenz F3 zu verschieben. Die Grenze kann verschoben werden,
falls es an denjenigen Funkbasisstationen, an denen die Verbindungen
von Zelle S1 Interferenz verursachen, freie Zeitschlitze von Frequenz
F3 gibt, die für
eine niedrige Leistung zugewiesen sind. Die Situation wird gemäß 12A und 12B verdeutlicht.
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12A zeigt eine Aufteilung von Zeitschlitzen von
Frequenz F3 in Zelle S1 und in Zellen S2 bis S7, die z.B. durch
das Netzwerkverwaltungssystem NMS als sich innerhalb des Interferenzabstands
befindlich definiert sind, zu einem Zeitpunkt T. Gemäß 10 sind
Zellen S2 bis 57 Nachbarzellen von Zelle S1. Gemäß dem Frequenzplan wird Frequenz
F3 nur in Zelle S1 mit einer hohen Sendeleistung verwendet. Mit
einer niedrigen Sendeleistung kann die Frequenz in allen Zellen
S1 bis S7 verwendet werden. Zu Zeitpunkt T werden die Zeitschlitze
derart aufgeteilt, dass die ersten neun Zeitschlitze des Zeitrahmens
für Verbindungen
verfügbar
sind, die eine hohe Sendeleistung verwenden. Mit anderen Worten
wird in Zeitschlitzen 1 bis 9 in Zelle S1 eine hohe Sendeleistung verwendet,
wohingegen eine Verwendung dieser Zeitschlitze in Zellen S2 bis
S7 verboten ist. Zeitschlitze 10 bis 16 sind Zeitschlitze niedriger
Leistung.
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In
Zelle S1 sind alle Zeitschlitze mit einer hohen Sendeleistung in
Verwendung. Zu Zeitpunkt T empfängt
die Zelle eine Anforderung zum Verbindungsaufbau für eine Verbindung,
die eine hohe Sendeleistung erfordert. Da ihre momentanen Ressourcen
hoher Sendeleistung zum Bilden einer neuen Verbindung nicht ausreichend
sind, muss sie die Grenze zwischen Zeitschlitzen hoher und niedriger Leistung
verschieben.
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Als
Reaktion auf die Erfassung des Erfordernisses zum Verschieben der
Grenze zwischen Zeitschlitzen mit hoher und mit niedriger Sendeleistung überprüfen diejenigen
Netzwerkelemente, die sich mit der Zuweisungssituation von Zellen
befassen, die als sich im Interferenzbereich von Zelle S1 befindlich definiert
sind, ob alle Zellen im Interferenzbereich freie Kapazität niedriger
Sendeleistung aufweisen. Da freie Kapazität niedriger Leistung in jeder
Zelle S1 bis S7 gefunden wird, kann die Grenze um einen Zeitschlitz
nach vorne verschoben werden. Nach Verschieben der Grenze ist die
Zuweisungssituation von Frequenz F3 in den unterschiedlichen Zellen
wie gemäß 12B gezeigt.
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12B zeigt die Zuweisungssituation der Zeitschlitze
von Frequenz F3 in Zellen S1 bis S7 im gemäß 10 gezeigten
Frequenzplan zum Zeitpunkt T+ΔT.
Gegenüber
der gemäß 12A gezeigten Situation wurde die Anzahl von Zeitschlitzen
hoher Sendeleistung um Eins erhöht,
so dass eine hohe Sendeleistung in Zelle S1 nun in Zeitschlitzen
1 bis 10 verwendet werden kann. Entsprechend ist jede Verwendung
von Zeitschlitzen 1 bis 10 in den anderen Zellen S2 bis S7 verboten.
Eine niedrige Sendeleistung kann in allen Zellen S1 bis S7 während Zeitschlitzen
11 bis 16 verwendet werden. Da die Kapazität hoher Sendeleistung von Zelle
S1 um einen Zeitschlitz erhöht
wurde, ist es möglich,
die in der Zelle entstandene Verbindung hoher Sendeleistung aufzubauen.
Zeitschlitz 10 wird dieser Verbindung zugewiesen. Alle anderen Verbindungen
verwenden die gleichen Zeitschlitze wie zu Zeitpunkt T, und 12A zeigt die Zuweisungssituation, die zu diesem
Zeitpunkt vorherrscht.
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Die
einzelne Zelle gehört
typischerweise zum Interferenzbereich mehrerer anderer Zellen. Da dies
der Fall ist, wird die einzelne Zelle typischerweise durch viele
verschiedene Aufteilungen in Zeitschlitze unterschiedlicher Sendeleistungsklassen
beeinflusst, all denen sie genügen
muss. Eine hohe Sendeleistung kann in der Zelle nur in denjenigen Zeitschlitzen
verwendet werden, die bei allen Aufteilungen zu Zeitschlitzen hoher
Leistung gehören.
Entsprechend kann eine niedrige Sendeleistung typischerweise nur
in denjenigen Zeitschlitzen verwendet werden, die bei allen die
Zelle beeinflussenden Zeitschlitzaufteilungen zu Zeitschlitzen niedriger Sendeleistung
gehören.
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Vom
Standpunkt einer effektiven Zuweisung aus ist es vorteilhaft, für jede Frequenz
die Zeitschlitze gesondert zu definieren, die von Leistungsklassen verwendet
werden, die unterschiedlichen Wiederverwendungsmustern entsprechen.
Entsprechend ist es möglich,
allen Frequenzen gemeinsame Zeitschlitzklassen zu verwenden, wodurch
die zur Veränderung der
Klassen erforderliche Signalisierung weniger wird.
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Zeitschlitze
können
natürlich
in Zeitschlitze hoher und niedriger Sendeleistung aufgeteilt werden, indem
ein beliebiges anderes Verfahren als das gemäß 11, 12A und 12B dargestellte
verwendet wird. Es ist wahlweise möglich, beliebige Zeitschlitze
zur Verwendung durch Verbindungen hoher Leistung und beliebige zur
Verwendung durch Verbindungen niedriger Leistung z.B. fest zuzuweisen.
Damit werden die verbleibenden Zeitschlitze dynamisch gemäß der Verkehrsanforderung
zugewiesen.
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Es
ist nicht notwendig, die Verwendung einer Frequenz hoher Sendeleistung
in anderen Zellen, die sich innerhalb des Interferenzabstands befinden, vollständig zu
verbieten. Eine Verwendung der Frequenz kann wahlweise auf einer
begrenzten und typischerweise sehr niedrigen Leistung erlaubt werden, die
mit den eine hohe Sendeleistung verwendenden Verbindungen nicht übermäßig interferieren
wird. Eine sehr niedrige Sendeleistung verwendende Verbindungen
in Zellen, die an eine Zelle angrenzen, die eine hohe Sendeleistung
verwendet, sind typischerweise Verbindungen zwischen der Funkbasisstation und
nahe an ihr befindlichen Mobilstationen, und nur ein geringer Teil
des gesamten Zellgebiets kann mit einer niedrigen Sendeleistung
bedient werden.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden das erste und das zweite Ausführungsbeispiel
kombiniert, die vorstehend dargestellt wurden. Die Zeitschlitze
werden hierbei zuerst grob in zwei oder mehr Klassen aufgeteilt.
Innerhalb der Klassen werden die Verbindungen gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Größenreihenfolge
gemäß der Sendeleistung
angeordnet, und Übertragungen
werden derart blockiert, dass eine hohe Sendeleistung verwendende
Verbindungen innerhalb der Klasse nicht gleichzeitig übertragen
werden.
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Bei
Untersuchung einer Kanalzuweisung bei einem System, bei dem mehrere
Daten unterschiedlicher Typen übermittelt
werden, können
die Übermittlungsanforderungen
der unterschiedlichen Datentypen als eine Hilfe zur Kanalzuweisung
verwendet werden. Da z.B. Videodaten ziemlich strenge Anforderungen
sowohl bezüglich
Verzögerung
als auch fehlerloser Übermittlung
stellen, kann Videodaten beim Aufteilen von Zeitschlitzen hoher
Sendeleistung eine oberste Priorität eingeräumt werden. Sprachdaten stellen
strenge Anforderungen bezüglich
der Verzögerung,
aber sie tolerieren eine relativ große Anzahl von Übermittlungsfehlern.
Daher ist für
diese ein geringfügig
niedrigeres Träger-Interferenz-Verhältnis als
für Videodaten
ausreichend. Bei einer Datenübermittlung
besteht keine nennenswerte Begrenzung bezüglich der Verzögerung,
aber andererseits toleriert eine Datenübermittlung überhaupt
keine Übermittlungsfehler.
Eine fehlerlose Übermittlung
wird nicht nur durch Verwendung eines hohen CIR-Werts erreicht,
sondern auch durch Verwendung einer leistungsfähigen Kanalcodierung, einer
langen Verschachtelungsperiode und einer Neuübertragung fehlerhafter Rahmen,
was bei der Informationsübermittlung
leider eine zusätzliche
Verzögerung
verursacht. Da eine Datenübermittlung
keine erheblichen Beschränkungen
bezüglich
der Verzögerung
festlegt, kann eine Kanalcodierung verwendet werden, um ihr die
geringste CIR-Anforderung und die geringste Priorität zu geben,
wenn Zeitschlitze hoher Sendeleistung zugewiesen werden. Eine niedrige
Sendeleistung kann z.B. immer Datenübertragungen zugewiesen werden,
sofern keine Zeitschlitze hoher Leistung verfügbar sind. Hierbei ist es nicht
notwendig, die Sendeleistungsbegrenzungen basierend auf den Zeitschlitzen
von Zellen zu verändern,
wenn eine Datenverbindung z.B. aufgrund einer Begrenzung der Sendeleistung
auf dem Kanal einen schlechten CIR-Wert erhält, sondern die Verbindung
kann angewiesen werden, einen Zeitschlitz mit einer niedrigen Sendeleistung
und entsprechend einer leistungsfähigeren Kanalcodierung, einer
längeren
Verschachtelungsperiode und Neuübertragungen
zu verwenden. Es ist insbesondere wichtig, die unterschiedlichen Anforderungen
von Verkehrstypen bezüglich
der Informationsübermittlung
zu berücksichtigen,
weil eine Datenübermittlung
genau der Fall ist, wo Verkehrsdichten und die erforderliche Kapazität hoch sind, wobei
ein erheblicher Kapazitätsvorteil
erreicht wird, indem das Wiederverwendungsmuster dichter gemacht
wird.
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Interferenz
unterschiedlicher Arten wird von Uplink-Verbindungen wahrgenommen, d.h. von
Verbindungen zwischen Mobilstationen und der Funkbasisstation von
der Mobilstation zu der Funkbasisstation, und von Downlink-Verbindungen von
der Funkbasisstation zu der Mobilstation. Aus diesem Grund sind
die Zeitschlitzzuweisungen gemäß der erforderlichen
Sendeleistung, wie sie vorstehend dargestellt wurden, in der Uplink-
und der Downlink-Richtung vorzugsweise unterschiedlich. Die Mechanismen
gemäß der Erfindung
können
sowohl bei FDD-Anordnungen („Frequency
Division Duplex":
Frequenzduplex; eine Anordnung, bei der Uplink- und Downlink-Verbindungen unterschiedliche
Frequenzen verwenden) als auch bei TDD-Anordnungen („Time Division
Duplex": Zeitduplex;
eine Anordnung, bei der Uplink- und Downlink-Verbindungen zu unterschiedlichen
Zeiten übertragen)
verwendet werden. Verfahren gemäß der Erfindung
können
auch bei Systemen angewandt werden, bei denen die Zeitaufteilung
derart asymmetrisch durchgeführt
wird, dass in unterschiedlichen Richtungen eine unterschiedliche
Anzahl von Zeitschlitzen verfügbar
ist.
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Die
bei den vorstehend dargestellten Beispielen verwendeten Frequenzwiederverwendungsmuster
sind nur Beispiele eines realisierbaren Frequenzwiederverwendungsmusters,
und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, diese zu verwenden. Der
einzige für
die Erfindung wesentliche Aspekt besteht darin, dass im Kanalaufbau
Zeitmultiplex bzw. eine Zeitaufteilung verwendet wird. Die Erfindung
kann daher z.B. auch auf Systeme angewandt werden, bei denen der
Kanal z.B. durch eine CDM-Aufteilung implementierenden Hash-Code
s und durch einen Zeitschlitz TS oder durch Hash-Code s, Frequenz
F und Zeitschlitz TS definiert ist. Bei Verwendung von Frequenz-
und Zeitschlitzsprung können
die Sendeleistungsbegrenzungen für
unterschiedliche Zeitschlitze vorzugsweise so eingestellt werden,
dass sie mit dem Frequenz- oder Zeitschlitzsprungmuster einher springen.
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Es
ist offensichtlich, dass Ausführungsbeispiele
der Erfindung nicht auf die vorhergehend präsentierten Ausführungsbeispiele
beschränkt
sind, sondern sie gemäß dem Umfang
der zugehörigen Ansprüche variieren
können.