WO2004032549A2 - Vorbereitung einer intersystem-verbindungsweiterschaltung - Google Patents

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WO2004032549A2
WO2004032549A2 PCT/EP2003/010484 EP0310484W WO2004032549A2 WO 2004032549 A2 WO2004032549 A2 WO 2004032549A2 EP 0310484 W EP0310484 W EP 0310484W WO 2004032549 A2 WO2004032549 A2 WO 2004032549A2
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base station
subscriber terminal
radio
transmission
tdd
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Andreas Höynck
Stefan Oestreich
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/14—Reselecting a network or an air interface
    • H04W36/144—Reselecting a network or an air interface over a different radio air interface technology

Definitions

  • the invention relates to a method for preparing a handover of a subscriber terminal compatible with different radio communication systems from a radio cell of a first one of these radio communication systems to a radio cell of a second radio communication system.
  • the radio communication systems can belong to the same or different radio communication standards (eg GSM, UTRA-TDD, UTRA-FDD, ...), with at least the first radio communication system being a TDMA system (Time Divi Multiple access), d.
  • TDMA system Time Divi Multiple access
  • data is transmitted in successive frames divided into time slots, the time slots being allocated to individual subscriber terminals within a frame.
  • the invention can be used in particular for a call forwarding between digital mobile radio systems of the second and third generation with different transmission methods.
  • radio communication systems information such as voice, image information or other data is transmitted with the aid of electromagnetic waves via a radio interface between a transmitting and a receiving radio station, such as a base station or a mobile station in the case of a mobile radio system .
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • the carrier frequencies are in the range of 900 MHz, 1800 MHz and 1900 MHz.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • TD / CDMA transmission methods via the radio interface such as UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) or other 3rd generation systems, carrier frequencies in the range of approx. 2000 MHz are provided.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3rd generation systems carrier frequencies in the range of approx. 2000 MHz are provided.
  • a problem-free connection forwarding should be made possible between the different digital mobile radio systems of the second and third generation, since a complete coverage or coverage is not provided, especially at the beginning of the expansion of the third generation systems. For example, initially only metropolitan areas are to be equipped with the third generation system, whereas rural areas continue to be supplied exclusively with systems based on the second generation mobile radio system. Accordingly, at least in this initial phase, there will be subscriber terminals that use both the second generation transmission method, for example GSM, and one or more third generation transmission methods, for example TDD (Time Division Duplex) and / or FDD mode (Frequency Division Duplex). support.
  • the second generation transmission method for example GSM
  • third generation transmission methods for example TDD (Time Division Duplex) and / or FDD mode (Frequency Division Duplex). support.
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • GSM Global System for Mobile communications
  • UMTS Universal Mobile Broadband
  • the time is divided into frames, which in turn are divided into time slots.
  • Each subscriber terminal sends and receives within certain time slots that are allocated to it by the system. Between two successive time slots, the
  • Receiver and transmitter of the subscriber terminal can be used for other purposes, e.g. B. to listen to neighboring radio cells or base stations and thus the requirements for one create possible connection forwarding to another radio cell.
  • the receiver of the subscriber terminal must be tuned briefly to the frequency of an adjacent radio cell, carries out measurements on its radio signal and is then tuned back again.
  • a subscriber terminal which is compatible with two different radio communication systems, should be able to carry out measurements on radio cells of the second system while there is a transmission connection with a first system, in order to be able to switch the connection from the first to the second system if necessary.
  • the subscriber terminal In order to be able to switch to the second system, the subscriber terminal must receive synchronization information from the second system before the actual measurement. This requires a relatively long reception time, so that the time period between two time slots of the first system allocated to the subscriber terminal can be insufficient for this. In addition, parts of this synchronization information, such as a frame number, are only transmitted at fixed times within a frame. If the time between the frames of the two radio communication systems is unfavorable, it may be impossible to receive the complete information.
  • EP 1 005 246 A2 discloses a method for handing over radio connections in TDMA-based cordless communication systems, in which a mobile station tries on a time slot during a radio connection with a first base station, on at least one other time slot. slot to establish a radio connection with a second base station.
  • WO 96/05707 A1 discloses a method for forwarding the connection between two radio communication systems, in which a subscriber terminal communicates simultaneously over the two systems for a certain period of time.
  • TDD low chip rate mode As part of the standardization of the so-called 1.28 Mcps mode of the above-mentioned 3GPP TDD standard, also called TDD low chip rate mode (LCR) or TDSCDMA, the organization of the measurements described is currently being investigated in preparation for an intersystem call forwarding. The purpose of this is to enable the subscriber terminals (UE - User Equipment) to measure and, if necessary, evaluate certain signals from neighboring radio cells using the same or different transmission standard.
  • Such signals can be, for example, the primary and secondary SCH in the case of an adjacent GSM radio cell and the FCCH and SCH (synchronization channel) and in the case of an adjacent FDD or HCR TDD radio cell (HCR - 3.84 Mcps TDD high chip rate mode) ,
  • FIG. 2 A sequence of two so-called sub-frames is shown, each with a length of 5 ms.
  • This frame structure corresponds to the structure of the TDD LCR mode described.
  • signals in the upward and downward direction are sent from or to subscriber terminals in time slots (ts0 ... ts6 - timeslot).
  • a fixed and a flexibly positionable switching point (SP - switching point) are provided between the transmission directions within a subframe.
  • SP - switching point a flexibly positionable switching point
  • a subscriber terminal is considered to which radio resources for the transmission of data or other signaling information have been allocated both in the upward and in the downward direction.
  • the subscriber terminal receives signals (MTA, MTB) from a neighboring base station supporting an FDD mode during the time intervals.
  • the frame structure of the FDD neighboring radio cell is shown as an example below the subframes described. Due to the fact that neighboring radio systems are usually not synchronized, there is usually a certain time lag between the beginning of each
  • the base station of the FDD neighboring radio cell sends signals of a synchronization channel SCH at regular intervals within the frame, which are received by the observing subscriber terminal.
  • the respective time intervals (MTA, MTB) are too small to receive a sufficient number of successive signals of the synchronization channel for identifying the radio cell.
  • An identification is only ensured after receipt of at least three consecutive synchronization sequences, so-called secondary SCH codes (SSC).
  • SSC secondary SCH codes
  • the subscriber terminal be assigned different time slots for signal transmission from time to time by means of dynamic channel allocation (DCA) in order to assign the longest possible time interval for observing neighboring radio cells to generate.
  • DCA dynamic channel allocation
  • This reallocation makes the time interval MTB one time slot extended and thus enables the reception of three successive synchronization sequences SCH.
  • the invention has for its object to provide a method which avoids the disadvantages of the known methods. This task is accomplished by the procedure according to the
  • the invention advantageously makes use of the fact that signals of the same connection are transmitted in two successive subframes. This applies to both the upward and the downward direction. Furthermore, it is advantageously used that the data transmission takes place with a certain redundancy, ie even data that is not completely received can be reconstructed on the basis of a so-called error protection in the receiving base station or subscriber terminal.
  • the method according to the invention is explained in more detail with the aid of graphic representations. Show
  • FIG. 1 shows a block diagram of two radio communication systems, in particular mobile radio systems,
  • 6 a and b exemplary configurations within a nesting frame according to the prior art and according to the invention.
  • the mobile radio systems shown in FIG. 1 as an example of known radio communication systems each consist of a large number of network elements, in particular of mobile switching centers MSC (Mobile Switching Center), radio network controllers RNC (Radio Network Controller) and base stations NB (Node B), with only a base station NB-TDD or NB-FDD are shown.
  • MSC Mobile Switching Center
  • RNC Radio Network Controller
  • NB Node B
  • the first system supports a TDD-LCR mode and the second system supports an FDD mode of the UMTS system.
  • Each system comprises a plurality of mobile switching centers, which are each networked within a system and which provide access to a fixed network PSTN (Public Switched Telephone Network). Farther these mobile switching centers are connected to radio network controllers for allocating radio resources. Each of these radio network controls in turn enables connections to base stations.
  • a base station NB can establish and trigger connections to subscriber terminals UE, for example mobile or stationary subscriber terminals, via a radio interface.
  • FIG. 1 shows a single user terminal UE that is able to communicate either with the first TDD or with the second system FDD.
  • There is an active transmission connection for example a call connection, between the subscriber terminal UE and a base station NB-TDD of the first system.
  • At least one radio cell Z-TDD or Z-FDD is formed by each base station NB-TDD, NB-FDD.
  • NB-TDD base station
  • NB-FDD base station
  • Radio cells of the different systems can overlap geographically.
  • a respective operation and maintenance center (OMC - Operation and Maintenance) (not shown) implements control and maintenance functions for the mobile radio system or for parts thereof.
  • OMC - Operation and Maintenance implements control and maintenance functions for the mobile radio system or for parts thereof.
  • the functionality of this structure can be transferred to other radio communication systems, in particular for subscriber access networks with a wireless subscriber line.
  • data from a service such as voice data transmission is encoded at a coding rate of, i.e. the original data of a message are duplicated, one bit becomes two coded bits.
  • the encoded bits generated are then equally divided between the two subframes, so that each subframe contains the complete message.
  • the additional information is pure redundancy, which enables a reconstruction of messages received incorrectly due to transmission errors on the receiving side.
  • the message is also nested on four subframes (corresponds to 20 ms), i.e. four successive subframes contain parts of an encoded data signal. This is described in detail below for FIG. 6.
  • the signal transmission from / to the subscriber terminal is interrupted in one (# 1 + 1) of the two subframes.
  • the time interval MTB for observing and identifying the SCH of the neighboring FDD radio cell is significantly extended.
  • both in the upward and the downward direction are used in the other subframe (#) used for the transmission an increased transmission power.
  • An increased transmission power can advantageously result from the interruption called lower FEC (there is practically no redundancy) can be compensated.
  • This interruption can also be carried out in several successive subframe pairs until the subscriber terminal has successfully completed identification of the neighboring radio cell.
  • the transmission power can also be increased over several subframes preceding and / or following the interrupted subframe. This can be controlled, for example, depending on the nesting factor described.
  • a subscriber terminal cannot carry out an autonomous increase in the transmission power, but is instead dependent on signaling of the base stations.
  • the subscriber terminal is not permitted to request a higher transmission power from the base station by means of so-called TPC commands (Transmit Power Control) if the target signal to interference ratio (target SIR) is fulfilled.
  • TPC commands Transmit Power Control
  • the subscriber terminal requests an increase in the transmission power of the base station and likewise autonomously increases the transmission power for a certain number of subframes preceding and / or following the interrupted subframes.
  • a lowering of the transmission power of the base station can advantageously be requested by the subscriber terminal and / or a reduction of the own transmission power can be controlled autonomously.
  • the change in the transmission power of the base station is signaled, for example, via the known signaling for transmission power control.
  • the subscriber terminal signals to the base station that it will not send any data in the upstream direction in a subsequent subframe or that it will use a subframe to observe neighboring radio cells.
  • This signaling takes place, for example, by means of one or more bits of the synchronization sequences sent in the upward direction by the subscriber terminal in the so-called UpPTS (uplink pilot timeslot) which are not used according to the current standard.
  • UpPTS uplink pilot timeslot
  • This signaling means that the base station is aware of the unused subframe and accordingly knows that it cannot or does not have to receive any data from the subscriber terminal in this subframe. In the same way, the base station can suspend its own transmission to the subscriber terminal in this subframe, for example in order to advantageously reduce the interference influence of parallel transmissions in this subframe.
  • the base station can autonomously increase its own transmission power without additional signaling of the subscriber terminal being required. Furthermore, as an alternative to this, the base station can autonomously increase its transmission power and instruct the subscriber terminal via TPC commands to likewise increase the transmission power, this being particularly advantageous for all further subframes of an interleaving frame.
  • the subscriber terminal signals the need for a time interval for observing neighboring radio cells to the base station.
  • the Ba- sisstation then defines a suitable subframe and signals this to the subscriber terminal using suitable known signaling mechanisms.
  • the respective transmission power is increased in the preceding and / or subsequent subframes or in the further subframes of the interleaving frame. This can in turn be done autonomously by the subscriber terminal or by an instruction from the base station.
  • the knowledge of the base station, if any, of the relative time structure of the neighboring radio cells or radio systems can advantageously be used for the definition of an optimally suitable time interval for observation.
  • FIGS. 6a and 6b show the data transmission between a subscriber terminal and a base station, for example in the configuration shown in FIG. 1.
  • one or more resource units for example CDMA codes
  • one or more resource units are assigned for the transmission in the downward direction.
  • a message ie a certain amount of data to be transmitted, is interleaved via four subframes, the so-called interleaving frame or TTI (Transmission Time Interval).
  • the subscriber terminal can carry out an observation of neighboring radio cells.
  • these time intervals are not sufficiently long for secure reception of at least three successive synchronization sequences to ensure neighboring FDD base station.
  • the subscriber terminal interrupts the transmission of signals to the currently serving base station and the reception of signals from this base station for a subframe, as shown in FIG. 6b.
  • the subscriber terminal can receive and identify a sufficient number of synchronization sequences of the synchronization channel of the neighboring FDD base station.
  • the subscriber terminal requests an increase in the transmission power of the base station by, for example, 2 dB by signaling corresponding TPC commands to the base station or he - increases the value for the target signal to noise ratio (target SIR) by 2dB and signals this to the base station.
  • target SIR target signal to noise ratio
  • the subscriber terminal also sends the data signals with a transmission power increased by 2 dB during the further subframes in the interleaving frame in order to enable the base station to detect and correct errors sufficiently without knowing the interrupted transmission, since the remaining data signals thereby result in a have higher detection reliability.

Abstract

Verfahren zur Vorbereitung einer Verbindungsweiterschaltung eines mit zwei verschiedenen Funk-Kommunikationssystemen kompatiblen Teilnehmerendgeräts von einer ersten Basisstation eines ersten dieser Funk-Kommunikationssysteme zu einer zweiten Basisstation eines zweiten dieser Funk-Kommunikationssysteme, wobei zumindest von/zu der ersten Basisstation Daten in aufeinanderfolgenden, in Zeitschlitze unterteilten Rahmen übertragen werden, bei dem die Übertragung von und/oder zu dem Teilnehmerendgerät während eines Rahmens ausgesetzt wird.

Description

Beschreibung
Vorbereitung einer Intersystem-Verbindungsweiterschaltung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung einer Verbindungsweiterschaltung (Handover) eines mit verschiedenen Funk-Kommunikationssystemen kompatiblen Teilnehmerendgeräts von einer Funkzelle eines ersten dieser Funk-Kommunikations- systeme zu einer Funkzelle eines zweiten Funk-Kommunikations- systems. Die Funk-Kommunikationssysteme können zum gleichen oder zu verschiedenen Funk-Kommunikationsstandards (z. B. GSM, UTRA-TDD, UTRA-FDD, ...) gehören, wobei zumindest das erste Funk-Kommunikationssystem ein TDMA-System (Time Divi- siom Multiple Access) ist, d. h. es werden Daten in aufeinanderfolgenden, in Zeitschlitze unterteilten Rahmen übertragen, wobei die Zeitschlitze innerhalb eines Rahmens jeweils ein- zelnen Teilnehmerendgeräten zugeteilt werden. Die Erfindung ist insbesondere für eine Verbindungsweiterschaltung zwischen digitalen Mobilfunksystemen der zweiten und dritten Generation mit unterschiedlichen Übertragungsverfahren nutzbar.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen wie bei- spielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation, wie beispielsweise einer Basisstation bzw. einer Mo- bilstation für den Fall eines Mobilfunksystems, übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Beim bekannten GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Communication) liegen die Trägerfrequenzen im Bereich von 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz. Für zukünftige Mobil funksysteme mit CDMA- und
TD/CDMA-Übertragungsverfahren über die Funkschnittstelle, wie beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation, sind Trägerfrequenzen im Bereich von ca. 2000 MHz vorgesehen.
Zwischen den verschiedenen digitalen Mobilfunksystemen der zweiten und dritten Generation soll eine problemlose Verbin- dungsweiterschaltung ermöglicht werden, da vor allem zu Beginn des Ausbaus der Systeme der dritten Generation eine vollständige Versorgung bzw. Abdeckung nicht vorgesehen ist. Beispielsweise sollen anfangs nur Ballungsgebiete mit dem System der dritten Generation ausgestattet werden, wohingegen ländliche Gebiete weiterhin ausschließlich mit auf dem Mobilfunksystem der zweiten Generation basierenden Systemen versorgt werden. Es wird demnach zumindest in dieser Anfangsphase Teilnehmerendgeräte geben, die sowohl das Übertragungsverfahren der zweiten Generation, beispielsweise GSM, als auch ein oder mehrere Übertragungsverfahren der dritten Generation, beispielsweise TDD (Time Division Duplex) und/oder FDD-Modus (Frequency Division Duplex), unterstützen.
Betreibt ein derartiges so genanntes Multimode-Teilnehmerendgerät eine Kommunikationsverbindung über ein Mobilfunksystem der dritten Generation, so muß es die Möglichkeit haben, die Übertragungseigenschaften parallel existierender Mobilfunk- systeme zu messen, damit gegebenenfalls eine Verbindungsweiterschaltung zu einem solchen Mobilfunksystem durchgeführt werden kann.
Bei TDMA- (Time Division Multiple Access) -Kommunikationssys- te en wie etwa GSM oder UMTS (TDD mode) ist die Zeit in Rahmen unterteilt, die ihrerseits in Zeitschlitze aufgeteilt sind. Jedes Teilnehmerendgerät sendet und empfängt innerhalb bestimmter Zeitschlitze, die ihm vom System zugeteilt werden. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen kann der
Empfänger und Sender des Teilnehmerendgeräts für andere Zwecke eingesetzt werden, z. B. um benachbarte Funkzellen bzw. Basisstationen abzuhören und so die Voraussetzungen für eine eventuelle Verbindungsweiterschaltung zu einer anderen Funkzelle zu schaffen. Der Empfänger des Teilnehmerendgerätes muß dabei kurzfristig auf die Frequenz einer benachbarten Funkzelle abgestimmt werden, führt an deren Funksignal Messungen aus und wird dann wieder zurückgestimmt.
Ein Teilnehmerendgerät, das mit zwei verschiedenen Funk-Kommunikationssystemen kompatibel ist, soll, während eine Übertragungsverbindung mit einem ersten System besteht, Messungen an Funkzellen des zweiten Systems durchführen können, um ge- gebenenfalls die Verbindung vom ersten in das zweite System weiterschalten zu können. Unter „verschiedenen Funk-Kommuni- ationssystemen,', werden hier beispielsweise sowohl nach gleichem Standard arbeitende Systeme unterschiedlicher Netzbetreiber als auch nach verschiedenen Standards arbeitende Systeme verstanden.
Um die Weiterschaltung in das zweite System vornehmen zu können, muß das Teilnehmerendgerät vor der eigentlichen Messung Synchronisationsinformationen des zweiten Systems empfangen. Dies erfordert eine relativ lange Empfangszeit, so dass die Zeitspanne zwischen zwei dem Teilnehmerendgerät zugeteilten Zeitschlitzen des ersten Systems hierfür unzureichend sein kann. Außerdem werden Teile dieser Synchronisationsinformation, wie beispielsweise eine Rahmennummer, nur zu festen Zeitpunkten innerhalb eines Rahmens übertragen. Bei ungünsti- gen Zeitverhältnissen zwischen den Rahmen der zwei Funk-Kommunikationssysteme kann es unmöglich sein, die vollständige Information zu empfangen.
Aus der EP 1 005 246 A2 ist ein Verfahren zum Weiterreichen von Funkverbindungen in TDMA-basierenten schnurlosen Kommuni- kationssystemen bekant, bei dem eine Mobilstation während einer Funkverbindung mit einer ersten Basisstation auf einem Zeitschlitz versucht, auf mindestens einem anderen Zeit- schlitz eine Funkverbindung mit einer zweiten Basisstation herzustellen.
Aus der WO 96/05707 AI ist ein Verfahren zur Verbindungsweiterschaltung zwischen zwei Funkkommunikations-Systemen be- kannt, bei dem ein Teilnehmerendgerät während eines bestimmten Zeitraumes gleichzeitig über die beiden Systeme kommuniziert .
Aus der DE 100 08 058 Cl ist schließlich ein Verfahren bekannt, bei dem einem Teilnehmerendgerät so genannte Ausfall- zeitschlitze zugewiesen werden, in denen Signale eines weiteren Funk-Kommunikationssystems zur Vorbereitung einer Verbindungsweiterschaltung empfangen werden können, wobei das aktuell versorgende Funk-Komrαunikationssystem während dieser Ausfallzeitschlitze keine Daten zu dem Teilnehmerendgerät über- trägt.
Im Rahmen der Standardisierung des so genannten 1,28 Mcps-Mo- dus des oben genannten 3GPP TDD-Standards, auch TDD Low Chiprate Modus (LCR) oder TDSCDMA genannt, wird derzeit die Organisation von beschriebenen Messungen zur Vorbereitung einer Intersystem-Verbindungsweiterschaltung untersucht. Dabei soll es den Teilnehmerendgeräten (UE - User Equipment) ermöglicht werden, bestimmte Signale benachbarter Funkzellen mit einem gleichen oder unterschiedlichen Ubertragungsstandard messen und gegebenenfalls auswerten zu können. Derartige Signale können im Falle einer benachbarten GSM-Funkzelle beispielsweise der FCCH und SCH (Synchronisation Channel) und im Falle einer benachbarten FDD- oder HCR TDD-Funkzelle (HCR - 3,84 Mcps TDD High Chiprate Modus) beispielsweise der primäre und sekundäre SCH sein.
Bei bestimmten Konfigurationen der Zuweisung von Zeitschlitzen für die Aufwärts- (UL - Uplink) und Abwärtsrichtung (DL - Downlink) zu Verbindungen eines Teilnehmerendgerätes kann es für dieses unmöglich sein, Signale von Nachbarfunkzellen zu messen, da die zur Verfügung stehende Messzeit zu kurz ist und/oder die Umschaltzeiten, d.h. das Wechseln zu einer anderen Frequenz zu lang sind. Die Umschaltzeiten für preisgüns- tige Teilnehmerendgeräte, so genannte low cost UE, liegen bei typischerweise 0,8 ms. Derartig kurze Messzeiten führen nachteilig dazu, dass entweder die relevanten Signale der Nachbarfunkzelle (n) nicht empfangen werden können, oder dass dieses einen sehr langen Zeitraum erfordert, innerhalb dessen gegebenenfalls bereits ein Verbindungsabbruch auftreten kann.
Diese Problematik wird beispielhaft anhand der FIG 2 verdeutlicht. Dargestellt wird eine Abfolge von zwei so genannten Sub-Rahmen (Sub-Frame) mit einer Länge von jeweils 5 ms. Diese Rahmenstruktur entspricht der Struktur des beschriebe- nen TDD LCR-Modus. In jedem Subrahmen werden sowohl Signale in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung von bzw. zu Teilnehmerendgeräten in Zeitschlitzen (ts0...ts6 - Timeslot) gesendet. Zwischen den Übertragungsrichtungen innerhalb eines SubRahmens sind ein ortsfester und und ein flexibel positionier- barer Umschaltpunkt (SP - Switching Point) vorgesehen. In dem Beispiel der FIG 2 wird ein Teilnehmerendgerät betrachten, dem sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung Funkressourcen zur Übertragung von Daten oder sonstigen Signalisie- rungsinformationen zugewiesen wurden. Dies ist durch einen nach oben zeigenden Pfeil für die Aufwärtsrichtung in Zeitschlitz tsl bzw. durch einen nach unten zeigenden Pfeil für die Abwärtsrichtung in Zeitschlitz ts4 gekennzeichnet. In den weiteren Zeitschlitzen der Sub-Rahmen sind dem Teilnehmerendgerät keine Funkressourcen zugewiesen, diese werden jedoch gegebenenfalls zur Datenübertragung von/zu weiteren Teilnehmerendgeräten genutzt. In den Zeitintervallen MTA, MTB (Mea- surement Time) zwischen den zugewiesenen Zeitschlitzen tsO und ts4 können somit von dem Teilnehmerendgerät Signale von Nachbarfunkzellen empfangen werden, um gegebenenfalls eine Verbindungsweiterschaltung zu einer dieser Nachbarfunkzellen zu initiieren.
In dem Beispiel der FIG 2 wird davon ausgegangen, dass das Teilnehmerendgerät während der Zeitintervalle Signale (MTA, MTB) einer einen FDD-Modus unterstützenden Nachbarbasisstation empfängt. Die Rahmenstruktur der FDD-Nachbarfunkzelle ist beispielhaft unterhalb der beschriebenen Sub-Rahmen dargestellt. Durch die Tatsache, dass benachbarte Funksysteme in der Regel nicht synchronisiert sind, tritt in der Regel ein gewisser Zeitversatz zwischen dem jeweiligen Beginn eines
Rahmens auf, wie es auch beispielhaft angegeben ist. Die Ba- sisstation der FDD-Nachbarfunkzelle sendet in regelmäßigen Abständen innerhalb des Rahmens Signale eines Synchronisationskanals SCH, die von dem beobachtenden Teilnehmerendgerät empfangen werden. Wie aus der FIG 2 ersichtlich, sind die jeweiligen Zeitintervalle (MTA, MTB) zu klein, um eine ausreichende Anzahl von aufeinanderfolgenden Signalen des Synchronisationskanals zur Identifizierung der Funkzelle zu empfangen. Eine Identifizierung- wird erst ab einem Empfang von zu- mindest drei aufeinanderfolgenden Synchronisationssequenzen, so genannte Secondary SCH Codes (SSC) sichergestellt.
Zum Sicherstellen von ausreichend langen Zeitintervallen zum Empfang von Signalen benachbarter Funkzellen wird gegenwärtig vorgeschlagen, dem Teilnehmerendgerät mittels der dynamischen Kanalallokierung (DCA - Dynamic Channel Allocation) von Zeit zu Zeit unterschiedliche Zeitschlitze zur Signalübertragung zuzuweisen, um ein möglichst langes Zeitintervall zum Beobachten von benachbarten Funkzellen zu generieren. Dies kann beispielsweise, wie in FIG 3 dargestellt, durch eine zeitlich beschränkte Umallokierung der Signalübertragung in Abwärtsrichtung von dem ursprünglich zugewiesenen Zeitschlitz ts4 der FIG 2 auf den Zeitschlitz ts3 erfolgen. Durch diese Umallokierung wird das Zeitintervall MTB um einen Zeitschlitz verlängert und somit der Empfang von drei aufeinanderfolgenden Synchronisationssequenzen SCH ermöglicht.
In dem Standardisierungsdokument 3GPP 3G TR 25.888, V0.2.0 (2002-8), „Improvement of inter-frequency and inter-system Measurement for l,28Mcps TDD1 (Release 6), wird weiterhin vorgeschlagen, eine zeitlich abgestimmte Umallokierung sowohl der Übertragung in Aufwärts- als auch in Abwartsrichtung durchzufuhren, wie es in der FIG 4 bespielhaft dargestellt ist .
Die vorangehend beschriebenen Verfahren der Umallokierung fuhren jedoch allesamt nachteilig zu einem großen Signalisie- rungsaufwand aufgrund der erforderlichen Signalisierung der neu zugewiesenen Ressourcen, zu einem hohen logistischen Aufwand in dem DCA-Algorith us zur Bereitstellung von freien Ressourcen sowie gegebenenfalls zu Problemen bei der Steuerung von Sendeleistung, adaptiven Antennen und Synchronisation in Aufwartsrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das die genannten Nachteile der bekannten Verfahren umgeht. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den
Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelost. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhangigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung nutzt vorteilhaft die Tatsache, dass in zwei aufeinanderfolgenden Sub-Rahmen jeweils Signale einer gleichen Verbindung übertragen werden. Dies gilt sowohl für die Aufwärts- als auch für die Abwartsrichtung. Weiterhin wird vorteilhaft ausgenutzt, dass die Datenübertragung mit einer gewissen Redundanz erfolgt, d.h. auch nicht vollständig emp- fangene Daten können aufgrund eines so genannten Fehlerschutzes in der empfangenden Basisstation bzw. Teilnehmerendgerat rekonstruiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren werden anhand von zeichnerischen Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigen
FIG 1 ein Blockschaltbild von zwei Funk-Kommunikationssystemen, insbesondere Mobilfunksystemen,
FIG 2 eine erste beispielhafte Konfiguration von Sub-Rahmen nach dem Stand der Technik,
FIG 3 eine zweite beispielhafte Konfiguration von Sub-Rahmen nach dem Stand der Technik,
FIG 4 eine dritte beispielhafte Konfiguration von Sub-Rah- men nach dem Stand der Technik,
FIG 5 eine dritte beispielhafte Konfiguration von Sub-Rahmen gemäß der Erfindung, und
FIG 6 a und b: beispielhafte Konfigurationen innerhalb eines Verschachtelungsrahmen nach dem Stand der Technik und gemäß der Erfindung.
Die in FIG 1 als Beispiel für bekannte Funk-Kommunikationssysteme dargestellten Mobilfunksysteme bestehen jeweils aus einer Vielzahl von Netzelementen, insbesondere von Mobilvermittlungsstellen MSC (Mobile Switching Center) , Funknetzsteu- erungen RNC (Radio Network Controller) und Basisstationen NB (Node B) , wobei nur jeweils eine Basisstation NB-TDD bzw. NB- FDD dargestellt sind. Das erste System unterstützt beispielsweise einen TDD-LCR-Modus und das zweite System unterstützt einen FDD-Modus des UMTS-System.
Jedes System umfaßt jeweils eine Mehrzahl von Mobilvermittlungsstellen, die jeweils innerhalb eines Systems untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festnetz PSTN (Public Switched Telephone Network) herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen mit Funknetzsteuerungen zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen verbunden. Jede dieser Funknetzsteuerungen ermöglicht wiederum Verbindungen zu Basisstationen. Eine Basisstation NB kann über eine Funk- schnittsteile Verbindungen zu Teilnehmerendgeräten UE, beispielsweise mobile oder stationären Teilnehmerendgeräten, aufbauen und auslösen. Die FIG 1 zeigt der Einfachheit halber ein einziges Teilnehmerendgerät UE, das in der Lage ist, wahlweise sowohl mit dem ersten TDD als auch mit dem zweiten System FDD zu kommunizieren. Zwischen dem Teilnehmerendgerät UE und einer Basisstation NB-TDD des ersten Systems besteht eine aktive Übertragungsverbindung, beispielsweise eine Gesprächsverbindung .
Durch jede Basisstation NB-TDD, NB-FDD wird zumindest eine Funkzelle Z-TDD bzw. Z-FDD gebildet. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Funkzellstrukturen werden pro Basisstation auch mehrere Funkzellen versorgt. Funkzellen der verschiedenen Systeme können sich geographisch beliebig überschneiden.
Ein jeweiliges Operations- und Wartungszentrum (OMC - Operation and Maintenance) (nicht dargestellt) realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand der FIG 5 erläutert. Dabei wird vorteilhaft die Tatsache genutzt, dass ein physikalischer Übertragungskanal immer symmetrisch in beiden Sub-Rahmen #i und #i+l allokiert wird, d.h. die Zuweisung einer Ressourceneiheit gilt für beide SubRahmen. Entsprechend dem Beispiel in FIG 2 wird dem Teilnehmerendgerät eine Ressourceneinheit für die Datenübertragung in Aufwärtsrichtung in dem Zeitschlitz tsl zugewiesen, wobei diese Zuweisung sowohl für den ersten als auch für den zweiten Sub-Rahmen gilt. Gleiches gilt für Ressourceneinheiten, die für die Datenübertragung in Abwartsrichtung von der Basisstation genutzt werden.
Weiterhin wird vorteilhaft die Tatsache genutzt, dass Daten vor der Übertragung über die Funkschnittstelle mit einem Fehlerschutz versehen werden. Dies wird allgemein auch als FEC (Forward Error Correction) bezeichnet. Typischerweise werden Daten eines Dienstes wie beispielsweise Sprachdatenubertra- gung mit einer Kodierrate von kodiert, d.h. die ursprunglichen Daten einer Nachricht werden gedoppelt, aus einem Bit werden somit zwei kodierte Bits. Die erzeugten kodierten Bits werden anschließend auf die beiden Sub-Rahmen gleichermaßen aufgeteilt, so dass jeder Sub-Rahmen die komplette Nachricht enthalt. Die zusatzlichen Informationen sind reine Redundanz, die empfangsseitig eine Rekonstruktion von aufgrund von Über- tragungsstorungen fehlerhaft empfangenen Nachrichten ermöglichen. Zur weiteren Erhöhung der Fehlersicherheit erfolgt zudem eine Verschachtelung der Nachricht auf vier Sub-Rahmen (entspricht 20 ms), d.h. vier aufeinanderfolgende Sub-Rahmen beinhalten Teile eines kodierten Datensignals. Dies wird nachfolgend zu FIG 6 ausfuhrlich beschrieben.
Wie in der FIG 5 beispielhaft dargestellt, wird erfindungsge- maß die Signalubertragung von/zu dem Teilnehmerendgerat in einem (#ι+l) der zwei Sub-Rahmen unterbrochen. Hierdurch wird das Zeitintervall MTB zur Beobachtung und Identifizierung des SCH der benachbarten FDD-Funkzelle deutlich verlängert. Um trotz des hierdurch auftretenden Nicht-Empfangs des redundanten Teils der Nachricht einen gesicherten Empfang des uber- tragenen Teils der Nachricht sicherzustellen, wird sowohl in Aufwärts- als auch in Abwartsrichtung in dem für die Übertragung weiterhin genutzten anderen Sub-Rahmen (#ι) mit einer erhöhten Sendeleistung übertragen. Durch eine erhöhte Sendeleistung kann vorteilhaft die durch die Unterbrechung hervor- gerufene geringere FEC (es existiert praktisch keine Redundanz mehr) kompensiert werden. Diese Unterbrechung kann auch in mehreren aufeinanderfolgenden Sub-Rahmen-Paaren solange durchgeführt werden, bis das Teilnehmerendgerät eine Identi- fizierung der benachbarten Funkzelle erfolgreich abgeschlossen hat. Weiterhin kann die Erhöhung der Sendeleistung auch über mehrere dem unterbrochenen Sub-Rahmen vor- und/oder nachfolgende Sub-Rahmen erfolgen. Dies kann beispielsweise von dem beschriebenen Verschachtelungsfaktor abhängig gesteu- ert werden.
Gemäß den derzeitig für den TDD LCR-Modus standardisierten Verfahren zur Sendeleistungsregelung kann ein Teilnehmerendgerät keine autonome Erhöhung der Sendeleistung durchführen, sondern ist diesbezüglich auf Signalisierungen der Basissta- tionen angewiesen. Zudem ist es dem Teilnehmerendgerät nicht gestattet, eine höhere Sendeleistung mittels so genannter TPC-Kommandos (Transmit Power Control) bei der Basisstation anzufordern, wenn das Ziel-Signal zu Interferenz-Verhältnis (Target SIR) erfüllt ist.
Gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren fordert das Teilnehmerendgerät entgegen dem vorangehend beschriebenen standardisierten Verfahren eine Erhöhung der Sendeleistung der Basisstation an und erhöht ebenfalls autonom die Sendeleistung für eine bestimmte Anzahl von dem oder den unterbro- chenen Sub-Rahmen vorangehenden und/oder nachfolgenden Subrahmen. Vorteilhaft kann nach einer erfolgreichen Messung und Identifizierung der Nachbarfunkzelle wiederum eine Absenkung der Sendeleistung der Basisstation von dem Teilnehmerendgerät angefordert und/oder autonom eine Absenkung der eigenen Sen- deleistung gesteuert werden. Die Signalisierung der Änderung der Sendeleistung der Basisstation erfolgt dabei beispielsweise über die bekannte Signalisierung zur Sendeleistungssteuerung. Einem alternativen oder ergänzenden zweiten erfindungsgemäßen Verfahren zufolge signalisiert das Teilnehmerendgerät zu der Basisstation, dass es in einem nachfolgenden Sub-Rahmen keine Daten in Aufwärtsrichtung senden wird bzw. dass es einen Sub- Rahmen zur Beobachtung von Nachbarfunkzellen verwenden wird. Diese Signalisierung erfolgt beispielsweise mittels eines oder mehrerer nach dem derzeitigen Standard nicht genutzter Bits der in Aufwärtsrichtung von dem Teilnehmerendgerät in dem so genannten UpPTS (Uplink Pilot Timeslot) gesendeten Synchronisationssequenzen. Durch die Verwendung von beispielsweise zwei Bits könnte dabei signalisiert werden, welcher von vier zusammengehörigen, verschachtelten Sub-Rahmen von dem Teilnehmerendgerät zur Beobachtung von Nachbarfunkzellen genutzt werden soll. Durch diese Signalisierung ist die Basisstation in Kenntnis des nicht genutzten Sub-Rahmens und weiß entsprechend, dass sie keine Daten von dem Teilnehmerendgerät in diesem Sub-Rahmen empfangen kann bzw. muss. In gleicher Weise kann die Basisstation die eigene Aussendung zu dem Teilnehmerendgerät in diesem Sub-Rahmen aussetzen, um beispielsweise vorteilhaft die Interferenzbeeinflussung paralleler Übertragungen in diesem Sub-Rahmen zu verringern.
Alternativ zu dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren kann die Basisstation als Konsequenz dieser Kenntnis eines bevorstehenden Sub-Rahmens zur Beobachtung von Nachbarfunkzellen die eigene Sendeleistung autonom erhöhen, ohne dass zusätzliche Signalisierungen des Teilnehmerendgerätes erforderlich sind. Weiterhin kann alternativ hierzu die Basisstation autonom ihre Sendeleistung erhöhen sowie das Teilnehmerendgerät über TPC-Kommandos anweisen, ebenfalls die Sendeleistung zu erhö- hen, wobei dies insbesondere vorteilhaft für alle weiteren Sub-Rahmen eines Verschachtelungsrahmens erfolgt.
Gemäß einem dritten alternativen Verfahren signalisiert das Teilnehmerendgerät den Bedarf eines Zeitintervalls zur Beobachtung von Nachbarfunkzellen zu der Basisstation. Die Ba- sisstation legt daraufhin einen geeigneten Sub-Rahmen fest und signalisiert diesen zu dem Teilnehmerendgerät mittels geeigneter bekannter Signalisierungsmechanismen. Entsprechend den vorhergehend beschriebenen Verfahren wird in den vorher- gehenden- und/oder nachfolgenden Sub-Rahmen bzw. in den weiteren Sub-Rahmen des Verschachtelungsrahmen die jeweilige Sendeleistung erhöht. Dies kann wiederum seitens des Teilnehmerendgerätes autonom oder durch eine Anweisung der Basisstation erfolgen. Vorteilhaft kann hierbei die gegebenenfalls vorhandene Kenntnis der Basisstation über die relative Zeitstruktur der benachbarten Funkzellen bzw. Funksysteme für die Definition eines optimal geeigneten Zeitintervalls zur Beobachtung genutzt werden.
Nachfolgend wird anhand der FIG 6a und 6b beispielhaft das erste erfindungsgemäße Verfahren erläutert. In den FIG 6a und 6b ist die Datenübertragung zwischen einem Teilnehmerendgerät und einer Basisstation, beispielsweise in der in der FIG 1 dargestellten Konfiguration, angegeben. Für die Übertragung in Aufwärtsrichtung zu der Basisstation sind dem Teilnehmer- endgerät in dem Zeitschlitz tsl eine oder mehrere Ressourceneinheiten, beispielsweise CDMA-Kodes, zugewiesen. In gleicher Weise sind für die Übertragung in Abwärtsrichtung eine oder mehrere Ressourceneinheiten zugeordnet. Eine Nachricht, d.h. eine bestimmte zu übertragende Datenmenge, wird über vier Sub-Rahmen verschachtelt, dem so genannten Verschachtelungsrahmen oder TTI (Transmission Time Interval), übertragen. In den Zeitintervallen MTA und MTB zwischen den jeweiligen Aussendungen in Aufwärts- und Abwärtsrichtung kann das Teilnehmerendgerät eine Beobachtung von Nachbarfunkzellen durchfüh- ren. Wie in der FIG 6a dargestellt, sind diese Zeitintervalle jedoch nicht ausreichend lang um einen gesicherten Empfang von zumindest drei aufeinanderfolgenden Synchronisationssequenzen der benachbarten FDD-Basisstation zu gewährleisten. Basierend auf dieser Problematik unterbricht das Teilnehmerendgerät das Aussenden von Signalen zu der aktuell versorgenden Basisstation und das Empfangen von Signalen dieser Basisstation für einen Sub-Rahmen, wie es in der FIG 6b darge- stellt ist. In dem hierdurch entstehenden sehr langen Zeitintervall MTB kann das Teilnehmerendgerät eine ausreichende Anzahl von Synchronisationssequenzen des Synchronisationskanals der benachbarten FDD-Basisstation empfangen und diesen identifizieren. Um trotz des unterbrochenen Aussendens und E p- fangens zu/von der aktuell versorgenden Basisstation einen gesicherten Empfang der Datensignale zu gewährleisten, fordert das Teilnehmerendgerät eine Erhöhung der Sendeleistung der Basisstation um beispielsweise 2dB durch Signalisierung von entsprechenden TPC-Kommandos zu der Basisstation bzw. er- höht den Wert für das Ziel-Signal zu Rauschverhältnis (Tar- get-SIR) um 2dB und signalisiert dieses zu der Basisstation. In der Aufwärtsrichtung sendet das Teilnehmerendgerät die Datensignale ebenfalls mit einer um 2dB erhöhten Sendeleistung während der weiteren Sub-Rahmen in dem Verschachtelungsrah- men, um der Basisstation auch ohne Kenntnis des unterbrochenen Übertragung eine ausreichende Detektion und Fehlerkorrektur zu ermöglichen, da die verbleibenden Datensignale hierdurch eine höhere Detektionssicherheit aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Vorbereitung einer Verbindungsweiterschaltung eines mit zwei verschiedenen Funk-Kommunikationssystemen (TDD, FDD) kompatiblen Teilnehmerendgerats (UE) von einer ersten Basisstation (NB-TDD) eines ersten
(TDD) dieser Funk-Kommunikationssysteme zu einer zweiten Basisstation (NB-FDD) eines zweiten (FDD) dieser Funk- Kommumkationssysteme, wobei zumindest von/zu der ersten Basisstation (NB-TDD) Daten in aufeinanderfolgenden, in Zeitschlitze (ts) unterteilten Rahmen (Sub-Rahmen) übertragen werden, bei dem die Übertragung von und/oder zu dem Teilnehmerendgerat (UE) wahrend eines Rahmens (SubRahmen) ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Daten in jeweils zu- mindest einem Rahmen vor und/oder nach dem Rahmen ohne
Übertragung mit einer erhöhten Sendeleistung übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Erhöhung der Sendeleistung der ersten Basisstation (NB-TDD) von dem Teilnehmerendgerat (UE) angefordert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Teilnehmerendgerat (UE) eine Erhöhung der eigenen Sendeleistung autonom steuert.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Erhöhung der Sendeleistung des Teilnehmerendgerates (UE) von der ersten Basisstation (NB-TDD) gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste (TDD) und das zweite Funk-Kommunikationssystem (FDD) unterschiedliche Ubertragungsstandards unterstutzen. Funk-Kommunikationssystem zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 .
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