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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Telekommunikationssystem.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Ausführen
von Interferenzmessungen in den drahtlosen Telekommunikationssystemen, die
eine Basisstation mit einem oder mehreren drahtlosen Endgeräten umfassen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
einem drahtlosen Telekommunikationssystem, wie zum Beispiel in einem
drahtlosen lokalen Netz bzw. Netzwerk (LAN), werden Telekommunikationsdaten
zwischen einer Basisstation (das heißt, einem Zugangspunkt) und
einem oder mehreren drahtlosen Endgeräten, die sich in einem der
Basisstation zugeordneten Sendebereich befinden, transportiert. Die
Telekommunikationsdaten, die zwischen der Basisstation und dem einen
oder den mehreren drahtlosen Endgeräten, die sich in einem der
Basisstation zugeordneten Sendebereich befinden, transportiert werden,
werden natürlich
gemäß einem
bestimmten Telekommunikations-Datenprotokoll gesendet. Ein ziemlich
gut bekanntes Telekommunikationsprotokoll ist das Mediumzugriffssteuerungs-(MAC-)Protokoll. Das
MAC-Protokoll stellt, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird,
eine Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffs-/Zeitduplex(TDMA/TDD-)Rahmenstruktur dar,
die einen Abwärtsrichtungsabschnitt
und einen Aufwärtsrichtungsabschnitt
umfaßt.
Die Abwärtsrichtungs-
und Aufwärtsrichtungsabschnitte
sind wiederum in eine Anzahl von physischen Kanälen oder Zeitfenstern unterteilt.
Durch Zuweisen jedes, nämlich des
einen oder der mehreren der Basisstation zugeordneten drahtlosen
Endgeräte
zu einem bestimmten Zeitfenster in der Abwärtsverbindung und zu einem bestimmten
Zeitfenster in der Aufwärtsverbindung kann
die Basisstation mit jedem, nämlich
dem einen oder der mehreren drahtlosen Endgeräte über einen einzigen Frequenzträger, der
dieser Basisstation zugewiesen worden ist, kommunizieren. Die Verwendung
eines MAC-Protokolls in einem drahtlosen LAN ist ebenfalls bekannt.
Zum Beispiel hat das Europäische
Institut für
Telekommunikationsstandards (ETSI) entschieden, ein MAC-Protokoll als Standard
für Hochleistungs-Funk-Lokalnetz
zwei (Hiperlan Typ 2) zu verwenden.
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In
einem drahtlosen LAN ist das Zuweisen und/oder Neuzuweisen einer
Frequenz zu jeder der Basisstationen im Netzwerk ein sehr wichtiger
Vorgang. Es ist von besonderer Bedeutung, daß die Frequenzen so zugewiesen
werden können,
daß sich die
dabei auftretende Interferenz auf einem akzeptablem Niveau bewegt.
Der Vorgang des Zuweisens der Frequenzen ist jedoch bei hausinternen
Netzen wie Hiperlan 2, wo die Ausbreitungsumgebung ziemlich unvorhersagbar
ist, besonders kompliziert. Alles wird durch die Tatsache weiter
kompliziert, daß sich Interferenzpegel
dramatisch erhöhen,
sobald neue Basisstationen und drahtlose Endgeräte einem sich ausdehnenden
Netzwerk hinzugefügt
werden. Diese und andere Komplikationen, die mit der Zuweisung von
Frequenzen in hausinternen Netzen, wie zum Beispiel Hiperlan 2,
verbunden sind, haben zur Entwicklung von automatischen Frequenzzuweisungsmethoden
geführt.
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Ein
erheblicher Teil der Arbeit wurde tatsächlich durch die Entwicklung
automatischer Frequenzzuweisungsalgorithmen bewältigt. Siehe zum Beispiel Almgren
et al., "Slow Adaptive
Channel Allocation for Automatic Frequency Planning", Proceedings of
the IEEE 5th ICUPC, 1996. Bei herkömmlichen
automatischen Frequenzzuweisungsalgorithmen ist es notwendig, zuerst
die Ausbreitungsumgebung zu bestimmen, zum Beispiel periodisch die
Funkinterferenzpegel zu messen, die mit den verschiedenen Frequenzen
verbunden sind, die einer Basisstation zugewiesen werden können. Ein
typischer Algorithmus verwendet dann die Interferenzmessungsinformation,
um den unterschiedlichen Basisstationen im Netzwerk eine Frequenz
in einer solchen Weise zuzuweisen oder neu zuzuweisen, daß die Interferenz minimiert
und die Signalqualität
maximiert wird.
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Mit
der Durchführung
von Interferenzpegel-Messungen ist eine Vielzahl von Problemen verbunden,
insbesondere in drahtlosen LANs. Zum Beispiel erhalten in einem
drahtlosen LAN, wie zum Beispiel einem auf Hiperlan-2 beruhenden
Netzwerk, die drahtlosen Endgeräte
weit mehr Informationen von ihrer zugeordneten Basisstation (indem
sie zum Beispiel Internetinformation herunterladen), als sie Informationen
zur Basisstation übertragen.
Folglich ist eine große
Mehrheit des Informations- und Datenverkehrs im Abwärtsrichtungsabschnitt
jedes MAC-Rahmens konzentriert. Deshalb ist der verbleibende Abschnitt
jedes MAC-Rahmens, der Aufwärtsverbindungszwecken
vorbehalten ist, relativ klein und bildet im allgemeinen einen Zeitraum,
der nicht ausreicht, um die nötigen
Interferenzmessungen durchzuführen.
Eine Lösung
für dieses
Problem bestand darin, eine Empfangsantenne zu verwenden, die ausschließlich zum
Durchführen
von Interferenzmessungen bestimmt ist. Jedoch muß, wie der Fachmann anerkennen
wird, eine fest zugeordnete Empfängerantenne
physisch soviel wie einen Meter von den Antennen getrennt sein,
die zum Senden und Empfangen gewöhnlichen
Telekommunikationsverkehrs zwischen der Basisstation und den drahtlosen
Endgeräten
im entsprechenden Sendebereich genutzt werden. Eine solche Option
ist im allgemeinen sowohl vom physikalischen als auch vom Kostenstandpunkt aus
unattraktiv.
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Zusätzlich zu
den Problemen in Verbindung mit der Durchführung der Interferenzmessungen
gibt es Probleme in Verbindung mit dem Synchronisieren der Basisstation
mit dem einem oder mehreren drahtlosen Endgeräten während eines automatischen Frequenzwechsels
(das heißt,
während
einer automatischen Frequenz-Neuzuweisungsprozedur). Wenn eine Basisstation
ihren derzeitigen Frequenzträger gegen
einen anderen Frequenzträger
tauscht, vermutlich einen, der weniger Interferenz aufweist, besteht
immer das Risiko, daß die
im entsprechenden Sendebereich arbeitenden drahtlosen Endgeräte die Synchronisierungs-
und Steuerungsinformation, die dem Wechsel vorangeht, nicht empfangen
und/oder verarbeiten. Folglich kann die Kommunikationsverbindung
zwischen der Basisstation und den drahtlosen Endgeräten gelöst werden.
Herkömmliche
drahtlose Netze versuchen dieses Problem zu vermeiden, indem sie
automatische Frequenzzuweisungen durchführen, wenn der Sendebereich "leer" ist, das heißt, wenn
die Basisstation nicht mit einem der drahtlosen Endgeräte kommuniziert.
Das Problem mit dem Warten, bis der Sendebereich leer ist, besteht
darin, daß es
einen langen Zeitraum benötigen kann,
bis eine neue Frequenz zugewiesen werden kann. Während dieses Zeitraums müssen die
Basisstation und die entsprechenden drahtlosen Endgeräte möglicherweise
auf einem unerwünschten
Frequenzkanal arbeiten, der einem unakzeptabel hohen Interferenzpegel
ausgesetzt ist.
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Das
US-Patent US-A-5 355 514 (Lars U. Borg, 11. Oktober 1994) betrifft
ein Verfahren zum Bestimmen der Übertragungsqualität einer
Heimverkehrsverbindung in einem Mobilfunksystem. In einer Ausführungsform
wird die Trägerfrequenz
während eines
Zeitfensters unterbrochen (abgeschaltet), um die Interferenz entweder
durch die Mobilstation oder die Basisstation zu messen. Aus dieser
Offenlegung wird ferner deutlich, daß die empfangende Station die Interferenz
während
des Zeitraums mißt,
in dem die sendende Station abgeschaltet ist.
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Das
US-Patent US-A-S 805 581 (Yoshinori Uchida et al., B. September
1998) betrifft ein mobiles Kommunikationssystem, bei dem verschiedene
Zugangsverfahren gemäß den Prioritäten des
Benutzers ausgewählt
werden können.
Ein FDMA-, TDMA- und CDMA-Verfahren für das Messen einer Hintergrund-Rauschsignal-Intensität durch
die Basisstation wird offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung behandelt die obengenannten Probleme, indem
sie ein Verfahren zum Durchführen
von Interferenzmessungen in einem drahtlosen Telekommunikationsnetzwerk
bereitstellt, das eine Basisstation und ein drahtloses Endgerät umfaßt, wobei
die Basisstation und das drahtlose Endgerät gemäß einem Mediumzugriffssteuerungs-(MAC-)Protokoll
kommunizieren. Das Verfahren betrifft erstens das Erzeugen von MAC-Rahmen über eine
erste Frequenz, wobei die MAC-Rahmen Telekommunikationsdaten und
Steuerungsinformation enthalten, die zwischen der Basisstation und
dem drahtlosen Endgerät übertragen
werden. Das Verfahren betrifft dann das Erzeugen einer Steuernachricht von
der Basisstation an das drahtlose Endgerät in einem Abwärtsrichtungsabschnitt
eines MAC-Rahmens, wobei angezeigt wird, daß die Basisstation und das
drahtlose Endgerät
im Anschluß an
die Erzeugung einer ersten Anzahl von MAC-Rahmen daran gehindert
werden zu senden. Als nächstes
wird eine Entscheidung getroffen, ob die erste Anzahl an MAC-Rahmen
erzeugt worden ist. Sobald dann festgestellt wird, daß die erste
Anzahl von MAC-Rahmen erzeugt worden ist, werden alle Übertragungen
von der Basisstation und dem drahtlosen Endgerät während eines vorbestimmten Zeitintervalls
angehalten. Die Basisstation mißt
dann die Interferenz für
die mindestens eine Frequenz während
des vorbestimmten Zeitintervalls.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die oben aufgeführten und weitere
Aufgaben durch eine Basisstation gelöst, die einem ersten Frequenzträger zugeordnet
ist, um gemäß einem
Mediumzugriffssteuerungs-(MAC-)Protokoll mit einem oder mehreren
drahtlosen Endgeräten in
einem entsprechenden Sendebereich im drahtlosen Telekommunikationsnetzwerk
zu kommunizieren. Die Basisstation weist Einrichtungen zum Erzeugen
von MAC-Rahmen über
eine erste Frequenz auf. Die MAC-Rahmen enthalten Telekommunikationsdaten
und Steuerungsinformation, die zwischen der Basisstation und dem
drahtlosen Endgerät übertragen werden.
Die Basisstation umfaßt
auch Einrichtungen zum Erzeugen einer Steuerungsnachricht von der Basisstation
an das drahtlose Endgerät
in einem Abwärtsrichtungsabschnitt
eines MAC-Rahmens. Die Steuerungsnachricht zeigt an, daß die Basisstation und
das drahtlose Endgerät
im Anschluß an
die Erzeugung einer ersten Anzahl von MAC-Rahmen daran gehindert
werden zu senden. Sobald die erste Anzahl von MAC-Rahmen erzeugt
worden ist, weist die Basisstation Einrichtungen zum Anhalten aller Übertragungen
von der ersten Basisstation (BS1) während eines vorbestimmten Zeitintervalls
auf. Während
des vorbestimmten Zeitintervalls weist die Basisstation Einrichtungen
zum Durchführen
von Interferenzmessungen für
mindestens eine Frequenz auf.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung werden
dem Fachmann nach der Lektüre
der ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform verständlich.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Durchführen von
Interferenzmessungen im W-LAN,
auch Funk-LAN genannt, gemäß Anspruch
1 und eine Basisstation gemäß Anspruch
9 bereit.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die Lektüre der folgenden
ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlich,
wobei diese folgendes zeigen:
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1 stellt
die Basiskonfiguration eines beispielhaften drahtlosen lokalen Netzes
dar;
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2 stellt
die allgemeine Struktur eines Mediumzugriffssteuerungs-Protokollrahmens
dar;
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Methode darstellt, die Interferenzmessungen
in einem drahtlosen lokalen Netz unterstützt, das ein Mediumzugriffssteuerungs-Protokoll
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet; und
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren darstellt, das die automatische
Frequenzzuweisung in einem drahtlosen lokalen Netz unterstützt, das
ein Mediumzugriffssteuerungs-Protokoll gemäß der vorliegenden
Erfindung anwendet.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung bezieht sich die folgende ausführliche Beschreibung auf die
beigefügten
Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung dargestellt und beschrieben sind. In den Zeichnungen werden
Bezugszeichen verwendet, um Schlüsselmerkmale
der Erfindung zu kennzeichnen. Diese Bezugszeichen, die in den Zeichnungen
erscheinen, werden konsequent in der gesamten Beschreibung verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft drahtlose lokale Netze (LANs) wie
das Hochleistungs-Funk-Lokalnetz
zwei (Hiperlan 2). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
ein drahtloses LAN, das Telekommunikationsdaten und Steuerungsinformation gemäß einem
Mediumzugangssteuerungs(MAC-)Protokoll sendet und empfängt, wobei das
MAC-Protokoll die Ausführung
eines automatischen Frequenzzuweisungsalgorithmus unterstützt. Im
allgemeinen bewältigt
das MAC-Protokoll dies durch die effektive Einordnung der Interferenzmessungen,
die benötigt
werden, um den automatischen Frequenzzuweisungsalgorithmus zu unterstützen, ungeachtet
der Tatsache, daß ein überwiegender Prozentsatz
jedes MAC-Rahmens Abwärtsverbindungs-Zwecken
vorbehalten ist. Das MAC-Protokoll ordnet auch die Synchronisation
einer Basisstation mit jedem der dieser Basisstation zugeordneten drahtlosen
Endgeräte
während
einer automatischen Frequenzzuweisungsprozedur effektiv ein.
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1 stellt
ein beispielhaftes drahtloses Netzwerk 100 dar. Wie dargestellt,
weist das drahtlose Netzwerk 100 ein Netzwerk-Vermittlungszentrum 110 auf,
das mit jeder aus einer Anzahl von Basisstationen BS1, BS2 und BS3
kommuniziert. Das Netzwerk-Vermittlungszentrum 110 kommuniziert
auch mit Geräten,
die sich außerhalb
des drahtlosen Netzwerks 100 befinden. Zum Beispiel wird
das Netzwerk-Vermittlungszentrum 110 gezeigt, wie es mit
einem Internet-Dienstanbieter 120 über eine Leitung in einem öffentlichen
Telefonnetzwerk (PSTN) kommuniziert. Jede der Basisstationen BS1,
BS2 und BS3 wiederum kann mit einer Anzahl von drahtlosen Endgeräten, wie
etwa WT1-WT6, über
eine Funkschnittstelle (nämlich
drahtlos) kommunizieren. Wie der Fachmann verstehen wird, steuert
jede der Basisstationen BS1, BS2 und BS3 einen bestimmten Sendebereich
(nicht dargestellt), und jedes einer gegebenen Basisstation zugeordnete
drahtlose Endgerät befindet
sich in dem Sendebereich, der dieser Basisstation entspricht. In
einem drahtlosen LAN wie zum Beispiel Hiperlan 2, welches vorrangig
für die
hausinterne Nutzung bestimmt ist, kann zum Beispiel jeder Sendebereich
ein anderes Stockwerk in einem einzigen Gebäude darstellen.
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Um
kommunizieren zu können,
müssen
die verschiedenen Netzwerk-Basisstationen und die entsprechenden
jeder Basisstation zugeordneten drahtlosen Endgeräte die Telekommunikationsdaten
und Steuerungsinformation gemäß einem
Telekommunikationsprotokoll senden und empfangen. Das Telekommunikationsprotokoll
definiert natürlich
die Regeln, die zum Beispiel bestimmen, wie die Telekommunikationsdaten
und Steuerungsinformation formatiert werden, wann eine Basisstation
senden und wann sie empfangen muß und wann jedes der drahtlosen
Endgeräte
senden und wann jedes empfangen muß. Das MAC-Protokoll ist ein
Beispiel für
ein Telekommunikationsprotokoll, das bei drahtlosen LANs, einschließlich dem
Hiperlan 2, verwendet worden ist.
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2 stellt
eine Folge beispielhafter MAC-Protokoll-Rahmen N–1, N und N+1 dar. Wie zum
Beispiel im MAC-Rahmen N gezeigt, umfaßt jeder MAC-Rahmen einen Abwärtsrichtungsabschnitt DL
und einen Aufwärtsrichtungsabschnitt
UL. Während
des Abwärtsrichtungsabschnitts
DL sendet die Basisstation, und eines oder mehrere der dieser Basisstation
zugeordneten drahtlosen Endgeräte
empfangen. Im Unterschied dazu senden während des Aufwärtsrichtungsabschnitts
UL eines oder mehrere der drahtlosen Endgeräte, während die Basisstation empfängt. 2 stellt
auch dar, daß der
Abwärtsrichtungsabschnitt
DL ein Funkfeld BC und ein Abwärtsrichtungs-Datenfeld
aufweist, wobei das Funkfeld BC im allgemeinen durch die Basisstation
verwendet wird, um Steuerungsnachrichten an die verschiedenen im
entsprechenden Sendebereich befindlichen drahtlosen Endgeräte zu übertragen.
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Da
das MAC-Protokoll ein auf Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffs-/Zeitduplex
(TDMA/TDD) beruhendes Protokoll ist, ist das Abwärtsrichtungs-Datenfeld in eine
Anzahl von Zeitfenstern unterteilt, zum Beispiel Zeitfenster TS1-TS6. Wie der Fachmann ohne
weiteres anerkennen wird, kann die Basisstation durch Zuweisung
eines oder mehrerer der drahtlosen Endgeräte, die einer gegebenen Basisstation zugeordnet
sind, zu einem oder mehreren Zeitfenstern effektiv mit mehreren
drahtlosen Endgeräten gleichzeitig über einen
einzigen Frequenzkanal (das heißt
Frequenzträger)
kommunizieren. Es ist ebenso verständlich, obwohl dies in 2 nicht
so dargestellt ist, daß der
Aufwärtsrichtungsabschnitt
des MAC-Rahmens
ein Aufwärtsrichtungs-Datenfeld
umfaßt,
das wiederum in eine Anzahl von Aufwärtsrichtungs-Zeitfenstern unterteilt
ist. Von größerer Bedeutung
ist jedoch die Tatsache, daß der
Aufwärtsrichtungsabschnitt
des MAC-Rahmens, verglichen mit dem Abwärtsrichtungsabschnitt, relativ
klein ist. Der Grund dafür
ist, daß in
einem hausinternen drahtlosen LAN wie dem Hiperlan 2 die
drahtlosen Endgeräte
normalerweise Computer-Endgeräte
sind, die einen Großteil
der Zeit mit dem Empfangen großer Mengen
von Daten, wie zum Beispiel Internetdaten, über die Abwärtsverbindung verbringen und
relativ wenig Zeit mit dem Senden von Daten über die Aufwärtsverbindung.
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Mit
erneutem Bezug auf 1 wird jeder der Basisstationen
BS1, BS2 und BS3 eine Frequenz durch eine Netzwerkbetriebs- und
Wartungsfunktion zugewiesen, vorzugsweise durch die Ausführung eines
automatischen Frequenzzuweisungsalgorithmus. Wie bereits oben beschrieben,
ist es notwendig, periodisch die mit jeder der Frequenzen, die möglicherweise
einer Basisstation zugewiesen werden könnten, verbundenen Interferenzpegel
zu messen, um jeder Basisstation effektiv und automatisch eine Frequenz
zuzuweisen, so daß die
Gesamt-Netzwerkinterferenzpegel minimiert werden, während die
Gesamt-Signalqualität maximiert
wird. In herkömmlichen
drahtlosen LANs, insbesondere hausinternen Netzwerken wie Hiperlan
2, ist die Durchführung
dieser Interferenzmessungen schwierig, da eine Basisstation praktisch
nicht diese Messungen durchführen kann,
während
sie gleichzeitig während
des Abwärtsrichtungsabschnitts
jedes MAC-Rahmens sendet, und obwohl die Basisstation die Interferenz
während des
Aufwärtsrichtungsabschnitts
jedes MAC-Rahmens messen könnte,
ist die für
die Aufwärtsverbindung
verbleibende Zeit so kurz, daß bei
allen praktischen Anwendungen nicht ausreichend Zeit zur Verfügung steht,
um diese Messungen durchzuführen. Das
MAC-Protokoll gemäß der vorliegenden
Erfindung überwindet
dieses Dilemma durch Bereitstellung einer periodischen Pause in
der Übertragung von
Telekommunikationsdaten zwischen einer Basisstation und den der
Basisstation zugeordneten drahtlosen Endgeräten. Während dieser Pause ist die
Basisstation imstande, die Interferenzmessungen durchzuführen, die
notwendig sind, um einen automatischen Frequenzzuweisungs-Algorithmus
zu unterstützen.
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3 stellt
eine beispielhafte Methode gemäß der vorliegenden
Erfindung dar, bei der das MAC-Protokoll
für eine
Pause in der Übertragung
von Telekommunikationsdaten und Steuerungsinformation zwischen einer
Basisstation und den ihr zugeordneten drahtlosen Endgeräten sorgt
und bei der die Basisstation die Interferenzmessungen durchführen kann,
die benötigt
werden, um den automatischen Frequenzzuweisungs-Algorithmus während dieser Pause
zu unterstützen.
Anfänglich
werden drei Steuerungsvariable PAUSE, RESTART und SYNCH1 auf die
Werte n, m bzw. x gesetzt, wie in Schritt 305 gezeigt,
wo n und x zum Beispiel eine bestimmte Anzahl von MAC-Rahmen darstellen
können.
Der Wert m hingegen stellt eine Anzahl von Zeitintervallen dar, wobei
jedes Zeitintervall zum Beispiel dem einem einzelnen MAC-Rahmen
zugeordneten Zeitintervall entsprechen könnte. Gemäß Schritt 310 sendet
die Basisstation, sobald die Steuerungsvariablen PAUSE, RESTART
und SYNCH1 initialisiert wurden, im Abwärtsrichtungsabschnitt des derzeitigen MAC-Rahmens
eine Steuerungsnachricht, die anzeigt, daß nach der nächsten Anzahl
n von MAC-Rahmen die Basisstation und die entsprechenden drahtlosen
Endgeräte
pausieren (das heißt,
alle Übertragungen
anhalten). Die Steuerungsvariable PAUSE wird dann um eins dekrementiert,
wie in Schritt 315 gezeigt, und gemäß Entscheidungsschritt 320 wird
eine Entscheidung getroffen, ob die Steuerungsvariable PAUSE gleich
null ist. Wenn entsprechend dem NEIN-Zweig des Entscheidungsschritts 320 die
Steuerungsvariable PAUSE noch nicht gleich null ist, sendet die
Basisstation im nächsten MAC-Rahmen
eine weitere Steuerungsnachricht. Diese Steuerungsnachricht zeigt
an, daß nach
den nächsten
n-1 Datenrahmen die Basisstation und die entsprechenden drahtlosen
Endgeräte
pausieren werden, so daß die
Basisstation die notwendigen Interferenzmessungen durchführen kann.
Es wird verständlich,
daß dies
solange fortgesetzt wird, bis die Steuerungsvariable PAUSE gleich
null ist (das heißt, nach
einer Anzahl n von MAC-Rahmen).
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Wenn
die Steuerungsvariable PAUSE gleich null ist, werden entsprechend
dem JA-Zweig des Entscheidungsschritts 320 alle Übertragungen
im Sendebereich angehalten, wie in Schritt 325 angezeigt, und
die Basisstation beginnt mit der Durchführung von Interferenzmessungen,
wie im Schritt 330 angezeigt. Die Steuerungsvariable RESTART
wird dann gemäß Schritt 335 um
eins dekrementiert, wobei die Steuerungsvariable RESTART die Zeit
darstellt, die während
des Pausenabschnitts übrigbleibt,
während der
die Basisstation imstande ist, Interferenzmessungen vorzunehmen.
Als nächstes
wird eine Entscheidung getroffen, nämlich ob die Steuerungsvariable RESTART
gleich null ist, wie im Entscheidungsschritt 340 gezeigt.
Falls die Steuerungsvariable nicht gleich null ist, dann kann entsprechend
dem NEIN-Zweig des Entscheidungsschritts 340 ein einem
einzelnen MAC-Rahmen zugeordnetes Zeitintervall verstreichen, und
die Steuerungsvariable RESTART wird erneut um 1 dekrementiert. Während des
Zeitraums, in dem die Steuerungsvariable RESTART vom Wert m bis
zum Wert Null dekrementiert wird, fährt die Basisstation fort,
Interferenzmessungen durchzuführen. Sobald
jedoch entsprechend dem JA-Zweig des Entscheidungsschritts 340 die
Steuerungsvariable RESTART gleich null ist, was das Ende der Übertragungspause
anzeigt, beendet die Basisstation die Durchführung der Interferenzmessungen,
wie in Schritt 345 dargestellt.
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Die
in 3 dargestellte Methode geht dann zu einer Synchronisationsperiode über, während der eine
Anzahl x von leeren MAC-Rahmen (das heißt, MAC-Rahmen, die keine Benutzerdaten
enthalten) auf der urspünglichen
Frequenz f erzeugt wird. Dies hat den Zweck, den drahtlosen Endgeräten einen Zeitraum
zum Resynchronisieren mit der Basisstation und der Erzeugung von
MAC-Rahmen zur Verfügung
zu stellen, bevor die Basisstation mit der erneuten Übertragung
von Benutzerdaten beginnt. Dementsprechend wird ein erster leerer
MAC-Rahmen auf der ursprünglichen
Frequenz f erzeugt, wie in Schritt 350 dargestellt. Die
Steuerungsvariable SYNCHI wird dann um 1 dekrementiert, wie in Schritt 355 dargestellt.
Dann wird eine Entscheidung getroffen, ob die Steuerungsvariable
SYNCHI gleich null ist, wie im Entscheidungsschritt 360 gezeigt.
Falls die Steuerungsvariable SYNCHI noch nicht gleich null ist,
wird entsprechend dem NEIN-Zweig des Entscheidungsschritts 360 ein
weiterer leerer MAC-Rahmen erzeugt, wie in Schritt 350 gezeigt.
Es ist verständlich, daß leere
MAC-Rahmen solange weiter erzeugt werden, bis die Steuerungsvariable
SYNCH1 entsprechend dem JA-Zweig des Entscheidungsschritts 360 gleich
null ist, was das Ende der Synchronisationsperiode anzeigt. Dann
enthält
gemäß Schritt 365 der nächste auf
der ursprünglichen
Frequenz f erzeugte MAC-Rahmen Benutzerdaten.
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Der
Zweck der in 3 dargestellten Methode besteht
darin, einen Zeitraum bereitzustellen, während dessen die Basisstation
Interferenzmessungen vornehmen kann, die nötig sind, um die automatische
Frequenzzuweisung zu unterstützen.
Jedoch kann gemäß dem MAC-Protokoll
der vorliegenden Erfindung eine Methode ähnlich der in 3 dargestellten
verwendet werden, wobei diese zweite Methode den automatischen Frequenzzuweisungsprozeß selbst
unterstützt,
indem sie der Basisstation ermöglicht,
die entsprechenden drahtlosen Endgeräte zu informieren, daß die derzeit
zugewiesene Frequenz gegen eine andere Frequenz ausgetauscht wird,
und indem sie den drahtlosen Endgeräten einen Zeitraum gewährt, um
sich mit der Basisstation zu synchronisieren und die MAC-Rahmen auf der neu zugewiesenen
Frequenz zu erzeugen. Diese zweite Methode ist in 4 dargestellt.
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Die
in 4 dargestellte Methode beginnt ebenfalls mit der
Initialisierung einer Anzahl von Steuerungsvariablen. Insbesondere
zeigt der Schritt 405 an, daß die Steuerungsvariable NOTIFY,
BEGIN und SYNCH2 anfänglich
auf die Werte N, M bzw. X gesetzt werden, wobei N und X zum Beispiel
eine Anzahl von MAC-Rahmen darstellen können. Der Wert M jedoch stellt
eine Anzahl von Zeitintervallen dar, wobei jedes Zeitintervall zum
Beispiel dem Zeitintervall entsprechen könnte, das einem einzelnen MAC-Rahmen
zugeordnet ist. Gemäß dem Schritt 410 übermittelt
die Basisstation, sobald die Steuerungsvariablen NOTIFY, BEGIN und
SYNCH2 initialisiert worden sind, eine Steuerungsnachricht, die
anzeigt, daß nach
der nächsten
Anzahl N von MAC-Rahmen die Basisstation und die entsprechenden
drahtlosen Endgeräte
pausieren (das heißt,
alle Übertragungen
anhalten). Die Basisstation übermittelt
diese Steuerungsnachricht auf einer aktuellen Frequenz f1 während
des Abwärtsrichtungsabschnitts
des derzeitigen MAC-Rahmens. Die Steuerungsvariable NOTIFY wird
dann um eins dekrementiert, wie in Schritt 415 gezeigt.
Gemäß dem Entscheidungsschritt 420 wird
dann eine Entscheidung getroffen, ob die Steuerungsvariable NOTIFY
gleich null ist. Wenn gemäß dem NEIN-Zweig
des Entscheidungsschritts 420 die Steuerungsvariable NOTIFY noch
nicht gleich null ist, übermittelt
die Basisstation während
des Abwärtsverbindungsabschnitts
des nächsten
MAC-Rahmens eine weitere Steuerungsnachricht auf der aktuellen Frequenz
f1. Diese Steuerungsnachricht zeigt an,
daß nach
den nächsten
N-1 MAC-Rahmen die Basisstation und die entsprechenden drahtlosen
Endgeräte
zum Zweck der Durchführung
einer automatischen Frequenzzuweisungs-Prozedur pausieren werden
(das heißt,
die Übertragung anhalten).
Es ist verständlich,
daß dies
weitergeht, bis die Steuerungsvariable NOTIFY gleich null ist (das
heißt,
nach einer Anzahl N von MAC-Rahmen, die eine Steuerungsnachricht
enthalten, die die drahtlosen Endgeräte auf die automatische Frequenzzuweisung
und die bevorstehende Pause in den Übertragungen hinweist).
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Wenn
die Steuerungsvariable NOTIFY gleich null ist, werden entsprechend
dem JA-Zweig des Entscheidungsschritts 420 alle Übertragungen im
Sendebereich angehalten, wie in Schritt 425 angezeigt.
An diesem Punkt beginnt die Basisstation die Abstimmung auf eine
neue Frequenz f2, wie in Schritt 430 dargestellt,
wobei die neue Frequenz f2 der Basisstation
durch den automatischen Frequenzzuweisungs-Algorithmus zugewiesen worden ist. Die
Steuerungsvariable BEGIN wird dann gemäß dem Schritt 435 um eins dekrementiert,
wobei die Steuerungsvariable BEGIN die verbleibende Zeit darstellt,
die die Basisstation zur Abstimmung auf die neu zugewiesene Frequenz
f2 hat. Als nächstes wird eine Entscheidung
getroffen, nämlich
ob die Steuerungsvariable BEGIN gleich null ist, wie in Schritt 440 gezeigt. Wenn
die Steuerungsvariable BEGIN entsprechend dem NEIN-Zweig des Entscheidungsschritts 440 nicht
gleich null ist, dann kann ein einem einzelnen MAC-Rahmen zugeordnetes
Zeitintervall verstreichen, und die Steuerungsvariable BEGIN wird
erneut um 1 dekrementiert. Während
des Zeitraums, in dem die Steuerungsvariable BEGIN vom Wert M bis
zum Wert null dekrementiert wird, fährt die Basisstation fort,
sich auf die neue Frequenz f2 abzustimmen.
Jedoch sollte die Basisstation, sobald die Steuerungsvariable BEGIN
entsprechend dem JA-Zweig des Entscheidungsschritts 440 gleich
null ist, auf die neu zugewiesene Frequenz f2 abgestimmt sein.
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Die
in 4 dargestellte Methode geht dann wie die in 3 dargestellten
Methode zu einer Synchronisierungsperiode über, während der eine Anzahl X von
leeren MAC-Rahmen (das heißt, MAC-Rahmen, die keine
Benutzerdaten enthalten) erzeugt wird. Jedoch werden, anders als
bei der in 3 dargestellten Methode, die
leeren MAC-Rahmen auf der neu zugewiesenen Frequenz f2 erzeugt. Dies
hat den Zweck, den drahtlosen Endgeräten einen Zeitraum zur Verfügung zu
stellen, um sich mit der Basisstation zu synchronisieren und MAC-Rahmen
auf der neuen Frequenz f2 zu erzeugen. Dementsprechend
wird ein erster leerer MAC-Rahmen auf der neu zugewiesenen Frequenz
f2 erzeugt, wie in Schritt 445 dargestellt.
Die Steuerungsvariable SYNCH2 wird dann um eins dekrementiert, wie
in Schritt 450 gezeigt, Dann wird eine Entscheidung getroffen,
nämlich
ob die Steuerungsvariable SYNCH2 gleich null ist, wie im Entscheidungsschritt 455 gezeigt.
Falls die Steuerungsvariable SYNCH2 noch nicht gleich null ist,
wird entsprechend dem NEIN-Zweig des Entscheidungsschritts 455 ein
weiterer leerer MAC Rahmen auf der neu zugewiesenen Frequenz f2 erzeugt, wie in Schritt 445 gezeigt.
Es ist verständlich,
daß leere
MAC-Rahmen weiterhin auf der neu zugewiesenen Frequenz f2 erzeugt werden, bis die Steuerungsvariable
SYNCH2 entsprechend dem JA-Zweig des Entscheidungsschritts 455 gleich null
ist und somit das Ende der Synchronisierungsperiode anzeigt. Dann
enthält
gemäß Schritt 460 der nächste auf
der neu zugewiesenen Frequenz f2 erzeugte
MAC-Rahmen Benutzerdaten.