Beschreibung
Verfahren zur Interferenzunterdrückung an einem Funkkommuni- kationsendgerät eines Funkkommunikationssystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Interferenzunterdrückung an einem Funkkommunikationsendgerät eines Funkkommunikationssystems .
Es sind Verfahren zur Interferenzunterdrückung bekannt, die entweder als stochastische oder als deterministische Interferenzunterdrückungsverfahren ausgeprägt sind.
Im allgemeinen werden Interferenzunterdrückungsverfahren sei- tens einer Basisstation eines Funkkommunikationssystems angewendet, da diese Verfahren sowohl hardware- als auch softwareintensiv zu realisieren sind. Derzeit werden jedoch auch Interferenzunterdrückungsverfahren diskutiert, die seitens eines Funkkommunikationsendgeräts zur Anwendung kommen sol- len. Derartige Verfahren wurden beispielsweise auf einer Tagung 3GPP TSG GERA #12, 18.-22. November 2002, Sophia Anti- polis, Frankreich, in den Dokumenten "Single Antenna Interference Cancellation (SAIC) - proposed scenarius for evaluation and requirement specification" , Ericsson, Nokia, Tdoc GP- 022962, Agenda item 7.1.5.9 oder in „SAIC: discussion on standardisation and signalling", Motorola Inc., Tdoc GP- 023100, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "Simulation Assumptions for GSM SAIC", Motorola, GP-023101, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "Single Antenna Interference Cancellation (SAIC) : White- ning Process for adjacent interferers" , Nortel Networks, GP- 023102, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "On the Potential Performance Gains of Single-Antenna Interference Cancellation and Ways to Assess it", Intel Corp., TSGG#12 (02) 3207, Agenda Item 7.1.5.9 oder in "Draft Feasibility Study on Single An- tenna Interference Cancellation (SAIC) for GSM Networks", Cingular ireless, GP-022892, Agenda Items 6.3, 7159, beschrieben.
Diese sowie weitere, hier nicht näher angegebene Verfahren zur Interferenzunterdrückung sind abhängig vom verwendeten Funkkommunikationsstandard bzw. abhängig von der zeitlichen Synchronisation von Basisstationen des FunkkommunikationsSystems einzusetzen.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren zur Interferenzunterdrückung an einem Funkkommunikationsendgerät eines Funkkommunikationssystems anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch bei zeitlich als synchronisiert betrachteten Basisstationen in der Realität Unterschiede bezüglich der Synchronisation auftreten. Der Grund hierfür ist einerseits, dass bei den ein- zelnen Funkkommunikationsstandards für die Basisstationen lediglich einzuhaltende lokale Synchron!sierungsgenauigkeiten vorgegeben werden und dass andererseits bauartbedingte Schwankungen bei lokalen Oszillatoren an einer Basisstation zu Unterschieden in der Synchronisation mehrerer Basisstatio- nen führen. So ergeben sich in der Realität oft sogenannte
„Synchronisationsinseln" innerhalb eines Funkkommunikations- netzes, deren zeitliche Synchronisation von der ideal vorgegebenen mehr oder weniger stark abweichen.
Die vom Teilnehmerendgerät wahrgenommene Synchronisation ist weiterhin durch physikalische Parameter beeinflusst, beispielsweise durch die Mobilität des Funkkommunikationsendge- räts oder durch unterschiedlich wahrgenommene Laufzeiten von Downlinksignalen.
Bei einem Funkkommunikationsnetz , das per Definition als synchron betrachtet wird und bei dem diese Definition auch den
Funkkommunikationsendgeräten mitgeteilt wird, ist jedoch entscheidend, wie die zeitliche Synchronisierung vom Funkkommu- nikationsendgerät selbst wahrgenommen wird.
Mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens wird nun am Funkkommu- nikationsendgerät die dort vorherrschende reale zeitliche Synchronisierung benachbarter Funkzellen bzw. benachbarter Basisstationen zu einer ersten Basisstation, der das Funkkom- munikationsendgerät zugeordnet ist, ermittelt.
Zur Beurteilung der Synchronisation wird erfindungsgemäß ein sogenannter „Synchronisationsgrad" für jede der benachbarten Basisstationen als Beurteilungsparameter gewonnen. Basierend auf diesem, die reale Synchronisation repräsentierenden Para- meter wird am Funkkommunikationsendgerät ein geeignetes, d.h. ein für die vorgefundene reale Synchronisation optimal anwendbares Interferenzunterdrückungsverfahren ausgesucht und dort verwendet .
Erfindungsgemäß wird beispielsweise bei einem GSM/GERAN-FunkkommunikationsSystem im Rahmen des ohnehin durchgeführten „Nachbarzellen-Monitorings" der Synchronisationsgrad ermittelt, indem am Funkkommunikationsendgerät durch Kreuz- Korrelation eines empfangenen SCH-Bursts einer benachbarten Basisstation mit einer vorbekannten Trainingssequenz des SCH- Bursts der benachbarten Basisstation ein „Peak" mit einer entsprechenden, die benachbarte Basisstation repräsentierenden Zeitlage erzeugt wird. Diese repräsentierende Zeitlage wird mit einer Zeitlage eines „Peaks" verglichen, der mit Hilfe der Trainingssequenz des SCH-Bursts derjenigen Basis-
Station erzeugt wurde, bei der das Funkkommunikationsendgerät derzeit „eingelockt" ist bzw. angemeldet ist. Aus der Differenz der Zeitlagen dieser „Peaks" wird nun auf den Synchronisationsgrad der benachbarten Basisstation zurückgeschlossen bzw. wird der benachbarten Basisstation ein entsprechender Synchronisationsgrad zugeordnet.
Liegen am Funkkommunikationsendgerät derart ermittelte Korre- lationspeaks zeitlich übereinander, d.h. Differenz gleich Null, so sind die Basisstationen ideal zueinander zeitlich synchronisiert. Weisen die einzelnen Korrelationspeaks jedoch große zeitliche Unterschiede in ihrem Auftreten auf, so sind die Basisstationen als untereinander nicht zeitlich synchronisiert zu betrachten.
Am Funkkommunikationsendgerät wird eine Tabelle angelegt, in der die basisstationsspezifischen Synchronisierungsgrade abgelegt sind, mit deren Hilfe letztendlich die Auswahl des Interferenzunterdrückungsverfahrens durchgeführt wird.
Der SCH-Burst des SCH-Übertragungskanals beim GSM/GERAN- Funkkommunikationsnetz eignet sich für das erfindungsgemäße
Verfahren besonders, da er eine sogenannte „Extended Training Sequence" mit 64 Bits aufweist. Nach Durchführung der Korrelation ergeben sich im Frequenzspektrum deutlich sichtbare und somit genaue „Peaks". Mit Hilfe sogenannter „Encrypted Bits", die ebenfalls im SCH-Burst übertragen werden und die die Kennung der Basisstation repräsentieren, ist eine entsprechende Zuordnung innerhalb der Tabelle möglich.
Neben der idealisierten Aussage, dass benachbarte Basisstati- onen nicht oder hochgenau synchronisiert sind, werden mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Abstufungen der zeitlichen Synchronisation erkennbar, welche bei der Auswahl des Interferenzunterdrückungsverfahrens entsprechend berücksichtigt werden. Eine Auswahl geeigneter Interferenzunterdrü- ckungsverfahren ist den in der Beschreibungseinleitung zitierten Dokumenten zu entnehmen.
Dabei kommen auch sogenannte „adaptive" Interferenzunterdrückungsverfahren zum Einsatz, die entsprechend der bestimmten Synchronisationsgrade der benachbarten Basisstationen optimiert sind, wobei verschiedene Interferenzunterdrückungsver-
fahren kombiniert und abhängig vom Synchronisationsgrad der benachbarten Basisstationen angewendet werden.
Der ermittelte reale Synchronisationsgrad am Funkkommunikati- onsendgerät ist jedoch auch netzwerkseitig von hoher Bedeutung für den Netzwerkbetreiber, weshalb er in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an die Netzwerkseite des Funkkommunikationssystems übertragen wird.
Besonders vorteilhaft ist dieser als zusätzlicher Parameter bei der Zuteilung von Übertragungsressourcen an ein Funkkommunikationsendgerät einsetzbar. So können beispielsweise bei einem Frequency-Reuse von eins bei benachbarten Funkzellen, entsprechende Funkübertragungsressourcen gleicher Trägerfre- quenz denjenigen Mobilteilnehmern zugeordnet werden, deren
Funkkommunikationsendgeräte zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens vorgesehen sind und die damit entsprechend unanfällig gegenüber Interzell -Interferenzen sind. Im Gegenzug werden Mobilteilnehmer, die das erfindungsgemäße Verfahren nicht verwenden können, Funkübertragungsressourcen zugeordnet, deren Trägerfrequenz innerhalb benachbarter Basisstationen einen entsprechend höheren Frequency-Reuse aufweist .
Dadurch wird eine bezüglich der Interferenzen optimale Zuordnung von Funkübertragungsressourcen zu Teilnehmern erreicht, wodurch innerhalb von Funkzellen des Funkkommunikationssystems eine erhöhte Teilnehmerdichte erzielbar ist .
Werden adaptive Antennensysteme an einer Basisstation verwendet, so wird eine optimierte Funkzellengrößen-Steuerung bei einer optimierten Übertragungsqualität ermöglicht.
Durch die erfindungsgemäße Rückmeldung des Synchronisierungs- grades an die Netzwerkseite sind Basisstationen mit einer
Fehlfunktion der Synchronisation erkennbar und sind entsprechend nachjustierbar.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, beim dem die am Funkkommunikationsendgerät wahrgenommene zeitliche Synchronisierung an die Netzseite zurückgemeldet wird, wird durch entsprechende NachJustierung innerhalb des Funkkommunikations- netzes eine gleichmäßige Synchronisationsgüte einstellbar. Die oben beschriebenen „Synchronisationsinseln" werden in ihrem Auftreten bzw. in ihrer Abweichung von einer vorgebbaren Synchronisation minimiert .
Ebenfalls wird ermöglicht, mit Hilfe der rückgemeldeten Synchronisationsgrade einen Qualitätsreport des Funkkommunikationsnetzes zu erstellen, der beispielsweise netzbetreibersei- tig zur Kontrolle bzw. Optimierung des Funkkommunikationsnet- zes verwendbar ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigt : FIG 1 benachbarte Funkzellen mit Basisstationen eines Funkkommunikationssystems zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und FIG 2 eine Ermittlung von Synchronisationsgraden der in FIG 1 dargestellten Basisstationen.
FIG 1 zeigt benachbarte Funkzellen FZ1 bis FZ7 mit Basisstationen BTSl bis BTS7 eines Funkkommunikationssystems zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Dabei wird im Folgenden ein GSM/GERAN-Mobilfunknetz als Funkkommunikationssystem betrachtet.
Eine erster Teilnehmer TN1 einer ersten Funkzelle FZ1 ist einer ersten Basisstation BTSl zugeordnet. Die erste Basissta- tion BTSl sendet zur zeitlichen Synchronisation von der ersten Funkzelle FZ1 zugeordneten Teilnehmern, hier nicht darge-
stellt, über einen SCH-Übertragungskanal einen SCH-Burst SCHB1 als Synchronisationssignal aus.
Entsprechendes gilt für die der ersten Funkzelle FZ1 benach- harten Basisstationen BTS2 bis BTS7 der Funkzellen FZ2 bis
FZ7, die zur Synchronisierung der Funkkommunikationsendgeräte von Teilnehmern TN2 bis TN7 entsprechend als Synchronisationssignale SCH-Bursts SCHB2 bis SCHB7 aussenden.
Im Rahmen des Nachbarzellen-Monitoring werden am Funkkommunikationsendgerät des ersten Teilnehmers TN1 die SCH-Bursts SCHB2 bis SCHB7 der benachbarten Basisstationen BTS2 bis BTS7 empfangen und zur Gewinnung von Synchronisationsgraden ausgewertet .
FIG 2 zeigt eine Ermittlung -von. Synchronisationsgraden der in FIG 1 dargestellten Basisstationen BTSl bis BTS7.
Mit Hilfe eines Kreuz-Korrelationsverfahrens wird aus einer erweiterten Midamble MIDI bis MID7 (Trainingssequenz) jedes
SCH-Bursts SCHB1 bis SCHB7 jeweils ein der entsprechenden Basisstation zuordenbarer Korrelationspeak KOR1 bis KOR7 gewonnen, der eine zeitliche Ablage zum Korrelationspeak KOR1 des ersten SCH-Bursts SCHB1 aufweist . Die Differenz zwischen einem betrachteten Korrelationspeak KOR2 bis KOR7 zum Korrelationspeak KOR1 ist ein Maß für den Synchronisationsgrad der Basisstationen BTS2 bis BTS7 zur ersten Basisstation BTSl.
Hier ist beispielsweise die erste Basisstation BTSl zu einer zweiten Basisstation BTS2 ideal zeitlich synchronisiert, weshalb diesen beiden Basisstationen BTSl und BTS2 ein maximaler Synchronisationsgrad SYNMAX zugeordnet wird. Im Gegensatz dazu ist eine dritte Basisstation BTS3 zur ersten Basisstation BTSl zeitlich nicht synchronisiert, weshalb diesen beiden Basisstationen BTSl und BTS3 ein minimaler Synchronisationsgrad SYNMIN zugeordnet wird.
Die Basisstationen BTS4 bis BTS7 weisen einen Verlauf in der zeitlichen Synchronisation zur ersten Basisstation BTSl auf, weshalb entsprechenden Basisstationspärchen entsprechend ver- laufende, d.h. entsprechend abgestufte Synchronisationsgrade SYN zugeordnet werden.
Die Abstufung bzw. die Auflösung zwischen SYNMIN und SYNMAX ist systembedingt festlegbar.
Basierend auf den Synchronisationsgraden wird am Funkkommunikationsendgerät des ersten Teilnehmers TNl ein Interferenzunterdrückungsverfahren ausgewählt, das für den jeweils ermittelten Synchronisationsgrad optimiert ist. So wird am Funk- kommunikationsendgerät des Teilnehmers TNl für störende Teilnehmersignale anhand des Synchronisationsgrades SYNMAX des Basisstationspärchens BTS1-BTS2 ein Interzell-Interferenz- unterdrückungsverfahren verwendet, das für zeitlich zueinander synchrone und einander störende Teilnehmersignale optimal geeignet ist - hier beispielsweise für das den Teilnehmer TNl störende Teilnehmersignal TN2.
Anhand des Synchronisationsgrades des Basisstationspärchens BTS1-BTS3 wird hingegen ein Interzell-Interferenzunter- drückungsverfahren verwendet, das für zeitlich nichtsynchrone und einander störende Teilnehmersignale optimal geeignet ist - hier beispielsweise für das den Teilnehmer TNl störende Teilnehmersignal TN3.
Anhand der ermittelten Synchronisationsgrade der Funkzellen FZ2 bis FZ7 ist auch ein mehrere einzelne Interferenzunterdrückungsverfahren beinhaltendes gemeinsames Interferenzunterdrückungsverfahren anwendbar, mit dessen Hilfe störende Teilnehmersignale TN2 bis TN7 gemeinsam beim Funkkommunikati- onsendgerät des Teilnehmers TNl eliminiert werden.
Bedarfsweise werden die ermittelten Synchronisationsgrade ge- mittelt .