WO2001033763A1 - Verfahren und kommunikationssystem zum abschätzen der abwärtsverbindungs-datenübertragungsblock-auslöschungsrate aus aufwärtsverbindungs- und abwärtsverbindungs-messungen - Google Patents

Verfahren und kommunikationssystem zum abschätzen der abwärtsverbindungs-datenübertragungsblock-auslöschungsrate aus aufwärtsverbindungs- und abwärtsverbindungs-messungen Download PDF

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WO2001033763A1
WO2001033763A1 PCT/DE2000/003865 DE0003865W WO0133763A1 WO 2001033763 A1 WO2001033763 A1 WO 2001033763A1 DE 0003865 W DE0003865 W DE 0003865W WO 0133763 A1 WO0133763 A1 WO 0133763A1
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WO
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station
fer
transmission frame
rxqual
error rate
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Application number
PCT/DE2000/003865
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French (fr)
Inventor
Ulrich REFÜSS
Jörg HUTH
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the erasure rate of transmission frames according to the preamble of claim 1 and a communication system for executing such a method.
  • information for example voice, image information, or other data
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • the carrier frequencies are in the range of 900, 1800 and 1900 MHz.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3rd generation systems frequencies in the frequency band of approx. 2000 MHz are provided.
  • Frequency division multiplexing (FDMA), time slot multiplexing (TDMA) or a method known as code division multiplexing (CDMA) serve to differentiate the signal sources and thus to evaluate the signals.
  • a special form of GSM is an FDD (Frequency Division Duplex) transmission method. The transmission takes place in the upward direction (UL or uplink), ie from the mobile station to the base station, and in the downward direction (DL or downlink), ie from the base station to the mobile station, on different frequencies.
  • UL or uplink ie from the mobile station to the base station
  • DL or downlink downward direction
  • the operator has several frequencies or carriers at his disposal through which a connection can be established. Switching between such frequencies during a connection is referred to as frequency hopping.
  • the frequency hopping method is a powerful tool for improving the quat deed perceived by the user when transmitting signals and increasing the system capacity.
  • the performance of GSM networks as the currently best known example of a mobile TDMA / FDMA radio communication system, can be significantly improved by using frequency hopping methods.
  • the transmission frame extinction rate FER (FER: frame erasure rate) for the waiting direction can be easily implemented in the base station.
  • the transmission frame extinction rate FER is closely related to the Qualltat perceived by the user, but is not adequately covered by the GSM standard.
  • the transmission frame extinction rate FER-DL in the downward direction cannot be derived directly from the receive quality act RXQUAL-DL which can be determined by the mobile station, since the relationship between these two variables depends very much on a large number of factors, in particular on the number of hop frequencies.
  • the jump mode the environment, that is to say the external, environmental transmission influences between two communicating stations, and the mobile speed distribution or speed with which two communicating stations move relative to one another.
  • the GSM standard sees no functions or instructions for the measurement and transmission of transmission frame extinction rates FER-DL in the downward direction by the mobile stations. It is therefore generally impossible to assign the transmission frame extinction rate FER-DL to the downward direction, ie in the case of a transmission from a base station to a mobile subscriber station, to the base station or to an operating and maintenance center of a radio communication system determine. Therefore, there is currently no possibility for the operators of the GSM system to determine qualitative gains in the operating and maintenance center in the downward direction by frequency hopping methods in an appropriate framework.
  • the object of the invention is to record the transmission frame error rate, in particular transmission frame erasure rate, using measurement and estimation technology and to make it usable for improving communication systems.
  • This task is accomplished through a method of determining the
  • the proposed method makes it possible to determine m algorithms online, making direct use of the transmission frame error rate, in particular the transmission frame erasure rate, that is to say an indirect determination of a size which is related to the qualtt perceived by the user.
  • the understanding of transmitted voice in voice connections can also be improved.
  • the determined value m can be used particularly advantageously in an algorithm for handover and / or an algorithm for power control, so that ultimately the entire communication system can be controlled more effectively and more comfortably for the user.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a mobile radio system
  • FIG. 2 shows an exemplary diagram of an RXQUAL-UL / FER-UL
  • FIG. 3 a flowchart to illustrate method steps of a method for determining and evaluating a transmission frame extinction rate for downward connections.
  • an exemplary mobile radio communication system consists of a multiplicity of mobile switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one device RNM (Radio Network Manager) for allocating radio resources. Each of these devices RNM in turn enables a connection to at least one base station BS.
  • the term base station is largely used as a location z. B. a transmitting antenna can be interpreted.
  • Such a base station BS can connect to other radio stations, e.g. Build mobile subscriber stations MS or other mobile and stationary devices.
  • At least one radio cell Z is formed by each base station BS. In the case of sectorization or hierarchical cell structures, several radio cells Z are also supplied per base station BS, e.g. for partial areas around the base stations BS.
  • connections VI, V2, V3 for transmitting useful information and signaling information between mobile subscriber stations MSI, MS2, MS3, MSn and a base station BS are shown as examples.
  • Maintenance center OMC implements control and maintenance functions for the cellular network or for parts of it.
  • the functionality of this structure can be transferred to other communication systems, in particular radio communication systems, where the following method can be used. especially for subscriber access networks with wireless subscriber connection. ⁇ • ⁇
  • a reception quality determination device RX-M for determining the reception quality RXQUAL is provided both in the mobile subscriber stations MS and in the base stations BS.
  • the reception quality in the downlink direction RXQUAL-DL of a signal received by a subscriber station MS is thus determined in the subscriber stations and forwarded to the communicating base station BS for further processing.
  • the reception quality in the uplink direction RXQUAL-UL of a signal received by a base station BS is also determined.
  • a transmission frame error rate determination device FER-M for determining a transmission frame error rate FER-UL in an uplink between a subscriber station MS and a base station BS communicating with it is set up in a manner known per se in at least one of the devices of the radio communication system.
  • At least one evaluation device for evaluating and / or processing both the reception quality RXQUAL-UL and the transmission frame error rate FER-UL is set up in the communication system.
  • the evaluation device or an additional device X has a look-up table and takes on an additional function, which is described below.
  • Such an evaluation device X is preferably set up in each base station BS or also in the operating and maintenance center OMC.
  • FER transmission frame error rate
  • FER transmission frame erasure rate
  • the evaluation device X After it has been set up for each radio cell Z to a plurality of connections in the case of uplink transmissions from a subscriber station MS to the base station BS, captures both the information on the reception quality rate in the uplink direction RXQUAL-UL, that is to say the raw bit error rate, as also the transmission frame extinction rate in the upward direction FER-UL.
  • This information is entered in the look-up table, comparable to the diagram in FIG. 2.
  • the ratio of RXQUAL-UL and extinction rate FER-UL of a specific cell in the waiting direction can be taken into account even without manual tuning.
  • the look-up table therefore contains statistical information for each individual radio cell Z on previously determined values of the receive quality rate RXQUAL (-UL) and the transmission frame extinction rate FER (-UL), which are directly related to one another. These reference values apply to the special transmission conditions of the respective radio cell Z and are therefore essentially independent of the direction of transmission UL or DL.
  • the statistical information in the look-up table takes into account, in particular for the assigned radio cell Z, its special number of hop frequencies, its hop mode, its ambient conditions and suitable mobile speed distributions in its area.
  • the look-up table ultimately includes an overview of the most likely combinations of transmission frame extinction rate FER and the measured receiving frequency RXQUAL, taking into account the large number of cell-specific parameters.
  • FER-DL transmission frame extinction rate in the downward direction
  • RXQUAL-DL is known from the look-up table.
  • the transmission frame extinction rate in the downward direction FER-DL can be estimated or determined. This estimated value FER-DL can then be used directly to control the communication system or the current communication connection.
  • the lookup table is preferably continuously updated after its initialization phase.
  • the transmission conditions in individual radio cells Z can change as a function of time. For example, the
  • the two values of the transmission frame extinction rate in the downward and upward direction FER- DL or FER-UL and / or their relationship to one another can be used directly in various algorithms for controlling the communication system or individual connections.
  • the transmission frame extinction rate in the downward direction FER-DL may originate from a direct measurement or may have been determined indirectly as described above.
  • the transmission frame extinction rate in the upward direction FER-UL is preferably measured directly.
  • the transmission frame erasure rate in the downward direction FER-DL and / or, if required, the transmission frame erasure rate in the upward direction FER-UL can be used advantageously for determining the online network performance at an operation and maintenance center OMC on a statistically relevant basis.
  • the transmission frame erasure rates in the up and / or down direction FER-UL or FER-DL can also be used within control algorithms of the radio communication system, e.g. m algorithms for power control or for transferring connections from a base station BS to an adjacent base station BS.
  • reception quality RXQUAL-UL and the transmission frame extinction rate FER-UL is shown in FIG. 2 as an example.
  • the reception case quality / transmission frame extinction rate level or RXQUAL-UL / FER-UL level is subdivided into several areas, each call simulated here being drawn in as a marker in the corresponding RXQUAL-UL / FER-UL coordinates is.
  • no FH V frequency hopping
  • FH-4-Freq. XN frequencies
  • the markings (o) can be measured in the case “no FH X m of a cell Z without frequency hopping in the upward direction and stored on the RXQUAL-UL / FER-UL level.
  • One reported to the base station BS Downward reception quality RXQUAL-DL with the value 4 can then be mapped to a transmission frame extinction rate of between 2% and 5%, for example.
  • An algorithm for regulating or controlling the power control can then correspondingly increase the transmission power in the downward direction in order to achieve a desired transmission frame extinction rate FER-DL of, for example, 2% or a better value in the downward direction.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Übertragungsrahmen-Fehlerrate bei der übertrageung von-Übertragungsrahmen zwischen einer mobilen Teilnehmerstation und einer Basisstation in einem Kommunikationssytem, wobei der Basisstation die Abwärtwverbindungs-Empfangsqualität (RXQUAL-DL) bei einer kommunizierenden Teilnehmerstation in einer Aufwärtsverbindung mitgeteilt wird. Weiterhin kann die Basisstation die Aufwärtsverbindungs-Empfangsqualität (RXQUAL-UL) und eine Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate (FER-UL) bestimmen. Zur Verbesserung der Steuerung des Kommunikationssystem wird vorgeschlagen, die bestimmte Empfangsqualität (RXQUAL-UL) und die bestimmte Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate (FER-UL) einer Vielzahl von Aufwärtsverbindungen in Beziehung zu set-zen und in einer Nachschlagtabelle einzutragen. Damit kann dann eine Übertragungsrahmen-Fehler- oder -Auslöschungsrate 8FER-DL) in Abwärtsrichtung bei Kenntnis der Qualität (RXQUAL-DL) abgeschätzt werden. Zur Verbesserung der Steuerung des Kommunikationssystems wird zusätzlich vorgeschlagen, die Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate in Aufwärts- und Abwärtsrichtung (FER-UL bzw.FER-DL), unabhängig davon, wie diese bestimmt wird, in Algorithmen zu Leistungsregelung und Handover zu berücksichtigen.

Description

Beschreibung
Verfahren und Kommunikationssystem zum Abschätzen der Abwärtsverbindungs-Datenübertragungsblock-Auslöschungsrate aus Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Messungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Auslöschungsrate von Übertragungsrahmen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. ein Kommunikationssystem zum Ausführen eines solchen Verfahrens.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformationen, oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Funkstation (Basisstation bzw. Mobilstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Beim GSM (Global System for Mobile Communication) liegen die Trägerfrequenzen im Bereich von 900, 1800 bzw. 1900 MHz. Für zukünftige Mobilfunknetze mit CDMA- oder TD/CDMA-Übertragungsverfahren über die Funkschnittstelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommu- nication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
Frequenzmultiplex (FDMA) , Zeitlagenmultiplex (TDMA) oder ein als Codemultiplex (CDMA) bekanntes Verfahren dienen der Unterscheidung der Signalquellen und damit zur Auswertung der Signale. Eine besondere Ausprägung des GSM ist ein FDD- (Frequenz Division Duplex) Übertragungsverfahren. Dabei erfolgt die Übertragung in Aufwärtsrichtung (UL bzw. Uplink) , d.h. von der Mobilstation zur Basisstation, und in Abwärtsrichtung (DL bzw. Downlink), d.h. von der Basisstation zur Mobilstation, auf verschiedenen Frequenzen. Vorteilhafterweise stehen dem Operator mehrere Frequenzen bzw. Carrier zur Verfügung, über die eine Verbindung aufbaubar ist. Das Wechseln zwischen solchen Frequenzen wahrend einer Verbindung wird als Frequenzsprungverfahren (frequency hopping) bezeichnet.
Insbesondere bei mobilen TDMA/FDMA-Funk-Kommumnikationssyste- men ist das Frequenzsprungverfahren ein leistungsstarkes Hilfsmittel, um die vom Anwender wahrgenommene Qualltat bei der Signalubertragung zu verbessern und die Systemkapazitat zu steigern. Insbesondere die Leistung von GSM-Netzen als dem derzeit bekanntesten Beispiel eines mobilen TDMA/FDMA-Funk- Kommunikationssystems kann durch die Verwendung von Frequenz- sprungverfahren deutlich verbessert werden. Dabei kann die
Qualltat aus Sicht der Anwenderwahrnehmung mit Hilfe der Messung der Roh-Bitfehlerrate, die im GSM-System als RXQUAL-Aus- drucke definiert ist, nicht angemessen ausgedruckt werden. RXQUAL-DL (DL = Downlink) steht dabei für die Empfangsquali- tat aus Sicht einer mobilen Station, die ein Signal von einer Basisstation empfangt. RXQUAL-UL (UL = Uplink) steht dabei für die Empfangsqualitat aus Sicht einer Basisstation, die ein Signal von einer mobilen Teilnehmerstation empfangt.
Weiterhin können m der Basisstation Messungen der Ubertra- gungsrahmen-Ausloschungsrate FER (FER: Frame erasure rate) f r die Aufwartsrichtung leicht implementiert werden. Die Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate FER steht m einem engen Bezug zur vom Anwender wahrgenommenen Qualltat, wird aber durch den GSM-Standard nicht ausreichend abgedeckt. Die Uber- tragungsrahmen-Ausloschungsrate FER-DL m Abwartsrichtung kann nicht direkt aus der durch die mobile Station bestimmbaren Empfangsqualltat RXQUAL-DL abgeleitet werden, da die Beziehung zwischen diesen beiden Großen sehr von einer Vielzahl von Faktoren abhangt, insbesondere von der Anzahl von Sprungfrequenzen, der Sprungbetriebsart, der Umgebung, das heißt den externen, umgebungsbedingten Sendeemflussen zwischen zwei kommunizierenden Stationen, und der mobilen Geschwindigkeitsverteilung bzw. Geschwindigkeit, mit der sich zwei miteinander kommunizierende Stationen relativ zueinander bewegen. Nachte lhafterweise sieht der GSM-Standard jedoch keine Funktionen bzw. Anweisungen für die Messung und Übertragung von Ubertragungsrahmen-Ausloschungsraten FER-DL m Abwartsrichtung durch die mobilen Stationen vor. Daher ist es m der Regel unmöglich, die Ubertragungsrahmen-Ausloschungs- rate FER-DL m der Abwartsrichtung, d.h. bei einer Übertragung von einer Basisstation zu einer mobilen Teilnehmersta- tion, m der Basisstation oder m einem Betriebs- und Wartungszentrum eines Funk-Kommunikationssystems zu bestimmen. Daher besteht für die Operatoren des GSM-Systems derzeit keine Möglichkeit, m dem Betriebs- und Wartungs Zentrum Qua- litatsgewmne m Abwartsrichtung durch Frequenzsprungverfahren m einem angemessenen Rahmen zu bestimmen. Ferner beruhen Algorithmen m dem Basisstationssystem für z.B. eine Leistungskontrolle oder eine Übergabe bislang nur auf Pegelmes- sungen und der Empfangsqualltat RXQUAL auf Grundlage von Roh- Bitfehler-Messungen und nicht auf der Ubertragungsrahmen-Aus- loschungsrate in Auf- und Abwartsverbindung, die die Anwenderwahrnehmung widerspiegeln wurde.
Bekannt ist, Messungen der Ubertragungsrahmen-Ausloschungs- rate FER-DL m Abwartsrichtung vorzunehmen, dies jedoch nur partiell und mittels spezieller mobiler Meßstationen, um mit hohem Aufwand und ohne eine statistisch ausreichende Anzahl von Proben Netzwerk-Leistungsbestimmungen vorzunehmen. Eine Umsetzung für insbesondere praktische Online-Anwendungen ist damit jedoch nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Ubertragungsrahmen-Fehlerrate, insbesondere Ubertragungsrahmen-Ausloschungs- rate, meß- und schatztechnisch zu erfassen und zur Verbesserung von Kommunikationssystemen nutzbar zu machen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bestimmung der
Ubertragungsrahmen-Fehlerrate mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Kommunikationssystem zum Ausfuhren dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelost . Durch das vorgeschlagene Verfahren wird eine Online-Bestimmung m Algorithmen unter direkter Ausnutzung der Ubertragungsrahmen-Fehlerrate, insbesondere der Ubertragungsrahmen- Ausloschungsrate, möglich, also insgesamt eine indirekte Be- Stimmung einer Große, die m Bezug zur vom Anwender wahrgenommenen Qualltat steht. Neben Vorteilen, die sich bei reinen Datenverbindungen ergeben, wird damit insbesondere auch das Verständnis übertragener Sprache bei Sprachverbindungen verbesserbar .
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhangigen Ansprüchen .
Die Verwendung einer Nachschlagtabelle zum Eintragen des Wertes des Verhältnisses dieser beiden Großen ermöglicht die sendebereichs-spezifische Zuordnung zu charakteristischen Werten des relevanten Sendebereichs. Dadurch können insbesondere auch charakteristische Parameter wie die Anzahl der Sprungfrequenzen, die Sprungbetriebsart, Umgebungseinflüsse und/oder die Geschwindigkeit einer mobilen Teilnehmerstation implizit berücksichtigt werden.
Durch das Heranziehen der Empfangsqualltat (RXQUAL-DL) bei der ersten, mobilen Station, kann durch das Heranziehen der Empfangsqualltat (RXQUAL-UL) und der Ubertragungsrahmen-Fehlerrate m Aufwartsrichtung (FER-UL) m Form einer Nachschlagtabelle auf die Ubertragungsrahmen-Fehlerrate m Ab- wartsrichtung geschlossen werden.
Besonders vorteilhaft kann der bestimmte Wert m einem Algorithmus für eine Übergabe (Handover) und/oder einem Algorithmus für eine Leistungssteuerung eingesetzt werden, so daß letztendlich das gesamte Kommunikationssystem effektiver und f r den Anwender komfortabler steuerbar ist.
Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Mobilfunksystems, Fig. 2 ein beispielhaftes Diagramm einer RXQUAL-UL/FER-UL-
Ebene für simulierte Rufe und Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung von Verfahrens- schritten eines Verfahrens zur Bestimmung und Auswertung einer Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate für Abwartsverbindungen .
Wie aus FIG. 1 ersichtlich, besteht ein beispielhaftes Mobil- funk-Kommunikationssystem aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNM (Radio Network Manager) zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNM ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Der Begriff Basisstation ist dabei wei- testgehend auch lediglich als Standort z. B. einer Sendeantenne auslegbar. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu weiteren Funkstationen, z.B. mobilen Teilnehmerstationen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeraten aufbauen. Durch jede Basissta- tion BS wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen Z versorgt, z.B. für Teilbereiche um die Basisstationen BS herum.
In FIG. 1 sind beispielhaft Verbindungen VI, V2, V3 zur Übertragung von Nutzinformationen und Signalisierungsmformatio- nen zwischen mobilen Teilnehmerstationen MSI, MS2, MS3, MSn und einer Basisstation BS dargestellt. Ein Operations- und
Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen f r das Mobilfunknetz bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Kommunikationssysteme, insbesondere Funk- Kommunikationssysteme übertragbar, m de- nen das nachfolgende Verfahren zum Einsatz kommen kann, ms- besondere auch für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß. ■ • ■
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird sowohl in den mobilen Teilnehmerstationen MS als auch in den Basissta- tionen BS jeweils eine Empfangsqualitäts-Bestimmungseinrich- tung RX-M zum Bestimmen der Empfangsqualität RXQUAL bereitgestellt. Damit wird in den Teilnehmerstationen die Empfangsqualität in Abwärtsrichtung RXQUAL-DL eines von einer Teilnehmerstation MS empfangenen Signals bestimmt und zur weite- ren Verarbeitung an die kommunizierende Basisstation BS weitergeleitet. Zusätzlich wird auch die Empfangsqualität in Aufwärtsrichtung RXQUAL-UL eines von einer Basisstation BS empfangenen Signals bestimmt.
Weiterhin wird in zumindest einer der Einrichtungen des Funk- Kommunikationssystems eine Übertragungsrahmen-Fehlerraten-Bestimmungseinrichtung FER-M zum Bestimmen einer Übertragungsrahmen-Fehlerrate FER-UL in einer Aufwärtsverbindung zwischen einer Teilnehmerstation MS und einer damit kommunizierenden Basisstation BS in für sich bekannter Weise eingerichtet.
Zudem wird im Kommunikationssystem zumindest eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten und/oder Verarbeiten sowohl der Empfangsqualität RXQUAL-UL als auch der Übertragungsrahmen- Fehlerrate FER-UL eingerichtet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Auswerteeinrichtung oder eine zusätz- liehe Einrichtung X eine Nachschlagtabelle auf und übernimmt eine zusätzliche Funktion, die nachfolgend beschrieben wird. Vorzugsweise ist eine solche Auswerteeinrichtung X in jeder Basisstation BS oder auch in dem Betriebs- und Wartungszentrum OMC eingerichtet.
Während vorstehend die Übertragungsrahmen-Fehlerrate (FER) aufgeführt ist, wird nachfolgend ein Beispiel für den Fall einer Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate (FER) beschrieben. Allgemein wäre vorstehend auch "Bitfehlerrate nach Dekodie- rung" im Gegensatz zu Roh- oder Bitfehlerrate vor Dekodierung wahlbar, die m RXQUAL nach GSM gemessen wird. Als Sammelbegriff konnte auch "Maße für Bitfehler nach Dekodierung" gewählt werden.
In einem ersten Verfahrensablauf erfaßt die Auswerteemπch- tung X nach deren Einrichtung für ede Funkzelle Z zu einer Vielzahl von Verbindungen bei Aufwartsubertragungen von einer Teilnehmerstation MS zur Basisstation BS sowohl die Informationen zur Empfangsqualltat m Aufwartsrichtung RXQUAL-UL, das heißt die Roh-Bitfehlerrate, als auch die Ubertragungs- rahmen-Ausloschungsrate m Aufwartsrichtung FER-UL. Diese Informationen werden m der Nachschlagtabelle vergleichbar dem Diagramm der Fig. 2 eingetragen. Insbesondere kann das Verhältnis von RXQUAL-UL und Ausloschungsrate FER-UL einer be- stimmten Zelle m Aufwartsrichtung auch ohne eine manuelle Abstimmung berücksichtigt werden.
Die Nachschlagtabelle enthalt somit für jede einzelne Funkzelle Z statistische Informationen zu zuvor bestimmten Werten der Empfangsqualltat RXQUAL (-UL) und der Ubertragungsrahmen- Ausloschungsrate FER(-UL), die m direktem Bezug zueinander stehen. Diese Bezugswerte gelten für die speziellen Ubertra- gungsbedmgungen der jeweiligen Funkzelle Z und sind daher im wesentlichen unabhängig von der Ubertragungsrichtung UL bzw. DL.
Die statistischen Informationen der Nachschlagtabelle berücksichtigen insbesondere für die zugeordnete Funkzelle Z deren spezielle Anzahl von Sprungfrequenzen, deren Sprungbetriebsart, deren Umgebungsbedingungen und geeignete mobile Ge- schwmdigkeitsverteilungen m deren Bereich. Dadurch umfaßt die Nachschlagtabelle letztendlich eine Übersicht über die wahrscheinlichsten Kombinationen aus Ubertragungsrahmen-Aus- loschungsrate FER und der gemessenen Empfangsqualltat RXQUAL unter impliziter Berücksichtigung der Vielzahl von zellspezi- fischen Parametern. Durch die Richtungsunabhangigkeit ist umgekehrt bei Kenntnis einer gemessenen Empfangsqualltat m Abwartsrichtung RXQUAL- DL aus der Nachschlagtabelle ein Ruckschluß auf die Ubertra- gungsrahmen-Ausloschungsrate m Abwartsrichtung FER-DL mog- lieh. Daher kann bei spateren Verbindungen nach dem Messen der Empfangsqualltat m Abwartsπchtung RXQUAL-DL durch eine Teilnehmerstation MS unter Zugriff auf die Nachschlagtabelle die Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate m Abwartsrichtung FER-DL abgeschätzt bzw. bestimmt werden. Dieser abgeschätzte Wert FER-DL kann dann direkt zur Steuerung des Kommunikationssystems bzw. der momentanen Kommunikationsverbindung herangezogen werden.
Durch eine möglichst große Anzahl von ausgewerteten und in der Nachschlagtabelle eingetragenen Verbindungen ist eine statistische Mittelwertbildung möglich, welche die Genauigkeit der Abschätzung bei einer spateren Verbindung erhöht. Daher wird die Nachschlagtabelle vorzugsweise auch nach ihrer I itialisierungsphase fortwahrend ergänzt.
In einzelnen Funkzellen Z können sich die Ubertragungsbedm- gungen zeitabhängig andern. Beispielsweise andern sich die
Reflexionsbedingungen m waldigen Bereichen mit im Winter unbelaubten Bäumen jahreszeitabhangig. Tageszeitabhangige Änderungen ergeben sich beispielsweise m einer urbanen Umgebung, m der tagsüber ein hohes Verbindungsaufkommen durch sich nicht oder langsam bewegende Teilnehmerstationen m Bürogebäuden zu verzeichnen ist wahrend m den Morgen- und Abendstunden ein hohes Verbindungsaufkommen durch sich schnell bewegende Teilnehmerstationen auf den Straßen zu verzeichnen ist. F r Funkzellen mit solchen wechselnden Bedingungen kon- nen auch mehrere Nachschlagtabellen bereitgestellt werden, die dann entsprechend zeitabhängig aktiviert werden.
Gemäß einem eigenständigen oder ergänzenden Konzept ist es insbesondere auch möglich, die beiden Werte der Ubertragungs- rahmen-Ausloschungsrate m Abwarts- und Aufwartsrichtung FER- DL bzw. FER-UL und/oder deren Verhältnis zueinander direkt m diversen Algorithmen zur Steuerung des Kommunikationssystems oder einzelner Verbindungen zu verwenden. Dabei kann die Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate m Abwartsrichtung FER-DL aus einer direkten Messung stammen oder wie vorstehend beschrieben indirekt bestimmt worden sein. Die Ubertragungsrah- men-Ausloschungsrate m Aufwartsrichtung FER-UL wird vorzugsweise direkt gemessen.
Die Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate m Abwartsrichtung FER-DL und/oder bei Bedarf auch die Ubertragungsrahmen-Aus- loschungsrate m Aufwartsrichtung FER-UL können fυr eine Bestimmung der Onlme-Netzleistungsfahigkeit bei einem Betriebs- und Wartungszentrum OMC auf einer statistisch relevanten Grundlage vorteilhaft verwendet werden. Weiterhin kon- nen die Ubertragungsrahmen-Ausloschungsraten in Auf- und/oder Abwartsrichtung FER-UL bzw. FER-DL auch innerhalb von Steu- eralgoπthmen des Funk-Kommunikationssystems verwendet werden, z.B. m Algorithmen zur Leistungssteuerung oder zur Übergabe von Verbindungen von einer Basisstation BS an eine benachbarte Basisstation BS .
Vorteilhafterweise durchzuführende Schritte sind, wie auch in Fig. 3 skizziert, nach einer Initialisierung einer Nach- schlagtabelle mit anderen Worten:
A) Das Bestimmen der Empfangsqualltat RXQUAL-UL und der Uber- tragungsrahmen-Ausloschungsrate FER-UL m Aufwartsrichtung m der Basisstation BS für vorzugsweise ede einzelne Zelle Z und das Eintragen der Werte m einer Nachschlagtabelle;
B) das Abschätzen der nicht zugreifbaren Ubertragungsrahmen- Ausloschungsrate FER-DL m Abwartsrichtung aus der Empfangs- qualitat RXQUAL-DL m Abwartsrichtung, die m einer ein Signal empfangenden Teilnehmerstation MS gemessen und der kommunizierenden Basisstation BS mitgeteilt wird, unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen der Empfangsqualltat RXQUAL-UL und der Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate FER-UL m Aufwartsrichtung mit Hilfe der Nachschlagtabelle und
C) das Anwenden von Algorithmen, z.B. für sich im wesentlichen bekannten Algorithmen, die bislang auf Pegelmessungen oder der Empfangsqualltat RXQUAL beruhen, für beispielsweise die Leistungssteuerung oder die Steuerung einer Übergabe, wobei solche Algorithmen hier aber die Ubertragungsrahmen-Aus- loschungsraten FER-UL und FER-DL anstelle oder zusätzlich zu den bislang verwendeten Großen (z.B. Empfangspegel und RXQUAL) verwenden.
Das Verhältnis zwischen der Empfangsqualitat RXQUAL-UL und der Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate FER-UL ist m Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Dabei ist die Empfangsfallquali- tats-/Ubertragungsrahmen-Ausloschungsraten-Ebene bzw. RXQUAL- UL/FER-UL-Ebene m mehrere Bereiche unterteilt, wobei jeder hier simulierte Ruf als eine Markierung bei den entsprechenden RXQUAL-UL/FER-UL-Koordmaten eingezeichnet ist. Für sich langsam bewegende mobile Stationen kann ein deutlicher Unterschied zwischen den Fallen gesehen werden, m denen es kein Frequenzsprungverfahren („kein FHV ) gibt und denen, m denen ein Frequenzsprungverfahren über vier Frequenzen ermöglicht wird („FH-4-Freq. XN ) . Durch das Zahlen der Rufe für jeden Bereich, d.h. für „kein FH* bzw. „FH-4-Freq.N kann bestimmt werden, welche Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate FER-DL m Abwartsrichtung m dem entsprechenden Fall bei einer bestimmten Empfangsqualltat RXQUAL-DL am wahrscheinlichsten ist. Daher kann die aus dem Bericht der Teilneh erstation MS erfolgende Empfangsqualitat RXQUAL-DL m der Abwartsrichtung auf eine Abschätzung der Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate FER- DL für die Abwartsrichtung abgebildet werden.
Beispielsweise können die Markierungen (o) für den Fall „kein FHX m einer Zelle Z ohne Frequenzsprungverfahren m Aufwartsrichtung gemessen werden und m der RXQUAL-UL/FER-UL- Ebene gespeichert werden. Eine zur Basisstation BS berichtete Abwartsverbmdungs-Empfangsqualitat RXQUAL-DL mit dem Wert 4 kann dann auf eine Ubertragungsrahmen-Ausloschungsrate zwischen z.B. 2% und 5% abgebildet werden. Eine Algorithmus zur Regelung oder Steuerung der Leistungssteuerung kann daraufhin die Ubertragungsleistung m Abwartsrichtung entsprechend erhohen, um m Abwartsrichtung eine gewünschte Ubertragungsrah- men-Ausloschungsrate FER-DL von z.B. 2% oder einem besseren Wert zu erzielen.
Gemäß einem anderen Beispiel können bei einer Zelle Z mit Frequenzsprungverfahren über 4 Frequenzen die Markierungen
(x) aus dem Bereich „FH-4-Freq.Λ m Aufwartsrichtung gemessen und m der RXQUAL-UL/FER-UL-Ebene gespeichert werden. Eine gerichtete Abwartsverbmdungs-Empfangsqualitat RXQUAL-DL mit dem Wert 4 kann dann auf eine Ubertragungsrahmen-Aus- loschungsrate FER-DL in Abwartsrichtung von weniger als 1% abgebildet werden, was einem Algorithmus zur Leistungssteuerung ermöglicht, die Ubertragungsleistung m Abwartsrichtung zu modifizieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER) bei der Übertragung von Ubertragungsrahmen zwi- sehen zumindest einer ersten Station (BS) und zumindest einer zweiten Station (MS) m einem Kommunikationssystem mit einer Vielzahl von Stationen (BS, MS) , dadurch gekennzeichnet, daß m einer Auswerteeinrichtung (X; BS) eine Empfangsqualltat (RXQUAL-UL) und eine Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL) eines m Aufwartsrichtung (UL) von der zweiten Station (MS) zu der ersten Station (BS) gesendeten Signals bestimmt und m Beziehung gesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem von der zweiten Station (MS) des Kommunikationssystems von einem in Abwartsrichtung (DL) gesendeten Signal die Empfangsqualltat (RXQUAL-DL) bestimmt und m Aufwartsrichtung (UL) zu der ersten Station (BS) signalisiert wird, und m der ersten Station (BS) die Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-DL) m Abwartsrichtung (DL) aus der signalisierten Emp- fangsqualitat (RXQUAL-DL) m Abwartsrichtung (DL) bestimmt wird.
3. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Verhältnis der Empfangsqualltat (RXQUAL-UL) und der Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL) der Aufwartsrichtung (UL) m einer Nachschlagtabelle eingetragen wird.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem m der Nachschlagtabelle zusatzlich charakteristische Parameter des Ubertragungsbereichs (Z) der ersten Station (BS) gespeichert werden.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die charakteristischen Parameter eine Anzahl von Sprungfrequenzen, eine Sprungbetriebsart, Angaben über die Umgebung und/oder Angaben über eine Geschwmdigkeitsverteilung der zweiten Stationen (MS) aufweisen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Nachschlagtabelle fortlaufend oder m zeitlichen Abstanden aktualisiert und/oder ergänzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem für einen Ubertragungsbereich (Z) zeitabhängig unterschiedli- ehe Nachschlagtabellen aktiviert werden.
8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem ein Algorithmus zur Steuerung und/oder Überwachung eines Kom- munikationssystems eine zuvor bestimmte Ubertragungsrahmen- Fehlerrate (FER-DL) m Abwartsrichtung und insbesondere auch eine Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL) m Aufwartsrichtung verwendet.
9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Algorithmus eine Verbmdungsweiterschaltung und/oder eine Leistungssteuerung einer Kommunikationsverbindung steuert.
10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-DL) eine Ubertragungs- rahmen-Ausloschungsrate (FER-DL) ist.
11. Kommunikationssystem, mit
- zumindest einer ersten Station (BS) ,
- zumindest einer zweiten Station (MS) , - zumindest einer Schnittstelle (VI - V3, RÄCH, BCCH) zum übertragen von Informationen zwischen der ersten Station (BS) und der zweiten Station (MS),
- einer jeweiligen Empfangsqualitats-Bestimmungsemrichtung (RX-M) m den Stationen (MS, BS) zum Bestimmen einer Emp- fangsqualitat (RXQUAL-DL) eines m Abwartsrichtung zu der zweiten Station (MS) gesendeten Signals und zum Signalisieren der Information zu der ersten Station (BS) , und zum Bestimmen der Empfangsqualltat (RXQUAL-UL) eines von der zweiten Station (MS) m Aufwartsrichtung (UL) gesendeten und in der ersten Station (BS) empfangenen Signals,
- einer Ubertragungsrahmen-Fehlerraten-Bestimmungsemrichtung (FER-M) m der ersten Station (BS) zum Bestimmen einer Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL) m Aufwartsrichtung (UL) ,
- einer Auswerteeinrichtung (OMC) zum Auswerten der Empfangs- qualitat (RXQUAL-UL und -DL) oder der Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL), und - einer Bestimmungseinrichtung (X) zumindest einer Einrichtung (OMC, BS) des Kommunikationssystems zum Bestimmen der Beziehung zwischen der bestimmten Empfangsqualltat (RXQUAL-UL) in Aufwartsrichtung (UL) und der bestimmten Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL) Aufwartsrichtung (UL) .
12. Kommunikationssystem nach Anspruch 11, bei dem der Bestimmungseinrichtung (X) eine Nachschlagtabelle zugeordnet ist, die zum Abspeichern von Sprungfrequenzen, einer Sprungbetriebsart, Umgebungsbedingungen und/oder einer Ge- schwmdigkeitsverteilung für die erste Station (BS) ausgelegt
13. Kommunikationssystem nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Bestimmungseinrichtung (X) der ersten Station (BS) und/oder m der Einrichtung zum Steuern und/oder Kontrollieren der Kommunikation im Kommunikationssystem angeordnet ist.
14. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, mit einer Abschatzungsemπchtung in der ersten Station (BS) zum Abschätzen einer Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-DL) m Abwartsrichtung (DL) aus einer bestimmten Ubertragungsrahmen-Fehlerrate (FER-UL) m Aufwartsrichtung (UL) und bestimmten Beziehungen.
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