WO2004068882A1 - Verfahren zur interferenzunterdrückung in einem funkkommunikationssystem - Google Patents

Verfahren zur interferenzunterdrückung in einem funkkommunikationssystem Download PDF

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WO2004068882A1
WO2004068882A1 PCT/EP2003/014170 EP0314170W WO2004068882A1 WO 2004068882 A1 WO2004068882 A1 WO 2004068882A1 EP 0314170 W EP0314170 W EP 0314170W WO 2004068882 A1 WO2004068882 A1 WO 2004068882A1
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radio
radio communication
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Michael Färber
Jürgen Hofmann
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    • H04W84/04Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Definitions

  • the invention relates to a method for interference suppression in a radio communication system.
  • interference suppression methods are known, which are designed either as stochastic or as deterministic interference suppression methods.
  • Interference suppression methods are carried out both on the subscriber side on a radio communication terminal and on the fixed network side on a base station. Such procedures were, for example, at the 3GPP TSG GERAN # 12, 18.-22. November 2002, Hospital Antipolis, France, in the documents "Single Antenna Interference Cancellation (SAIC) - proposed scenarios for evaluation and requirement specification", Ericsson, Nokia, Tdoc GP-022962, Agenda item 7.1.5.9 or in "SAIC: discussion on standardization and signaling *, Motorola Inc., Tdoc GP-023100, Agenda Item 7.1.5.9, or in "Simulation Assumptions for GSM SAIC", Motorola, GP-023101, Agenda Item 7.1.5.9, or in "Single Antenna Interference Cancellation ( SAIC): Whitening Process for adjacent interferers ", Nortel Networks, GP-023102, Agenda Item 7.1.5.9, or in” On the Potential Performance Gains of Single-Antenna Interference Cancellation and
  • interference suppression methods and further methods for interference suppression are to be used depending on the radio communication standard or on the temporal synchronization of base stations with one another there.
  • the present invention has for its object to provide an improved method for interference suppression for a radio communication system.
  • the invention is based on the knowledge that, even in the case of base stations considered to be synchronized in time, there are in reality differences in the synchronization. The reason for this is, on the one hand, that the individual radio communication standards for the base stations only require local synchronization accuracies to be maintained and, on the other hand, that they are design-related
  • Long-term stability of the synchronization is derived from clock signals assigned to network elements or from the transmission system used for their transmission (e.g. directional radio, ATM, PDH and SDH transmission).
  • neighboring base stations in a geographic region can use different network nodes as a reference.
  • a first base station of a geographical region uses a first base station controller BSC assigned to it as a reference for synchronization
  • a second base station adjacent to the first base station uses a second base station controller BSC assigned to it as a reference.
  • a real time synchronization to neighboring base stations of adjacent radio cells is determined at a base station under consideration. Based on the real synchronization, a so-called local degree of synchronization is assigned to each individual radio cell or each base station as a measure of the time synchronization of the considered base station to the respectively neighboring base station. A so-called “measure ent unit ⁇ MU is arranged as a reference at the base station under consideration.
  • the real synchronization is determined with the aid of the "Measurement Unit * MU, which is designed both to carry out the method according to the invention and to carry out conventional tasks of a" Local Measurement Unit * LMU.
  • the conventional tasks of an LMU include, as described in the 3GPP 43.059 specification, measurements, in particular time measurements, on radio signals and forwarding of the measurement results or determining radio field changes.
  • the “Measurement Unit w MU for performing the method according to the invention can be introduced into existing base stations as well as used in the so-called“ stand-alone ⁇ operation.
  • the “Measurement Unit 1 " MU particularly advantageously determines measurement information and local degrees of synchronization for the radio communication network without having to use radio transmission resources. With the help of the "Mersurement Unit * MU", corresponding information is made available to a so-called “Operation and Maintenance CenterA" or a "Radio Resource Management 1 ".
  • an interference situation on the radio communication terminal of the subscriber can be determined for each subscriber.
  • an algorithm is to be determined for each subscriber connection on the fixed network side, with the aid of which interference suppression on the subscriber's radio communication terminal can be optimized.
  • the radio communication terminal is designed to use different interference suppression methods, the radio communication terminal, for example, is informed of information about a synchronization quality determined on the fixed network side and about an interference load that can be assigned to the subscriber, which allows the radio communication terminal, a correspondingly optimal algorithm for interference suppression from those in the radio communication terminal to implement implemented interference suppression methods.
  • an algorithm for interference suppression determined on the fixed network side is transmitted to the radio communication terminal, or information characterizing an interference suppression method is transmitted to the radio communication terminal, which it transmits to the radio communication terminal allows the appropriate interference suppression method to be selected from the interference suppression methods implemented in the radio communication terminal.
  • radio transmission resources are allocated to the corresponding subscriber for data transmission on the fixed network side in such a way that the interference situation determined on the fixed network side on the radio communication terminal is improved.
  • Radio communication terminals that are designed to use interference suppression methods are determined with the help of the LMU portion of the “Measurement Unit * MU” and are taken into account accordingly when allocating radio transmission resources.
  • radio transmission resources are allocated taking into account the subscriber-specific interference situation, an increase in a subscriber density in the radio communication system is achieved.
  • a subscriber density in the radio communication system is achieved.
  • the so-called “Frequency Reuse 1 * factor” is optimized accordingly, it is possible to increase the subscriber density.
  • suitable threshold values for the subscriber density (“traffic load *) are introduced in order to adapt a channel occupancy level to the frequency reuse factor.
  • a correspondingly optimized interference suppression allows a frequency reuse factor of “l ⁇ ” , ie an entire spectral supply is repeated in each radio cell.
  • radio transmission channels from neighboring radio cells must not be occupied 100% of the time, because blocking probabilities alone according to an attaining theory, an allocation of radio transmission resources is to be restricted in order to achieve a desired blocking probability.
  • a second determining element is an average occupancy of interference cells that still allow a useful signal decoding.
  • the method according to the invention is therefore preferably used in FDD-TDMA radio communication systems in which a narrow frequency reuse, in the best case a frequency reuse factor of “1 N ⁇ , is aimed for.
  • corresponding radio transmission resources of the same carrier frequency can be assigned to those mobile subscribers whose radio communication terminals are provided for the use of interference suppression methods and which are accordingly insensitive to inter-cell interference in the case of adjacent radio cells.
  • mobile subscribers who cannot use these methods are allocated to radio transmission resources whose carrier frequency within neighboring base stations has a correspondingly higher frequency reuse.
  • Interference suppression methods that achieve a particularly high profit require both a certain quality of synchronism and a so-called “significant interferer 1 *”.
  • these parameters are determined at the location of the" Measurement Unit 1 * MU and signaled both to an "Operation and Maintenance System 1 * and to a facility for" Radio Resource Management 1 * RRM.
  • the network side decides whether higher or lower gains can be achieved with interference suppression.
  • the threshold value for the subscriber density on the radio transmission channels is readjusted. If, on the other hand, the synchronization of the base stations is of high quality and if an inadmissibly strong interferer is not detected by the "Measurement Unit 1 * MU," with the "Radio Resource Management * RRM an assignment in the same channel of an adjacent radio cell is carried out for those radio communication terminals. which have interference suppression facilities. This in turn takes into account an optimal profit.
  • an advantageous planning of the radio communication system is realized by a network operator - without having to use valuable radio transmission resources to determine the degrees of synchronization.
  • a fixed network connection of the “Measurement Unit 1 * MU” is carried out using a different transport medium than the radio transmission used for subscriber data transmission.
  • a network operator receives an economic advantage because a radio transmission capacity saved in this way is available for other signaling on the radio interface. Furthermore, an independent transport medium offers a higher transmission bandwidth, which means expanded or more frequent measurements can be carried out with high accuracy.
  • an improvement of the synchronization within the radio communication system is made possible, for example, by readjusting the time synchronization of individual base stations.
  • Base stations with a malfunction of the synchronization are recognized and readjusted accordingly.
  • the readjustment ensures a uniform quality of synchronization within the radio communication network.
  • the “synchronization islands 1 *” described above are minimized in their occurrence or in their deviation from a predefinable target synchronization.
  • the determination of the degrees of synchronization on the fixed network side according to the invention can be carried out independently of the extent of market penetration with radio communication terminals which are designed to carry out interference suppression methods.
  • the method according to the invention for interference suppression can also be used independently of this market penetration on the basis of the above-described allocation of suitable radio transmission resources on the fixed network side.
  • radio communication terminals are active in a radio cell, with the aid of which degrees of synchronization from neighboring base stations can be determined at the location of a subscriber, these degrees of synchronization obtained on the radio communication terminal can be transmitted to the fixed network and used there to increase the accuracy in the method according to the invention. If adaptive antenna systems are used on the base station side, an optimized radio cell size control with an optimized transmission quality is made possible.
  • FIG. 1 adjacent base stations of adjacent radio cells of a radio communication system in which the method according to the invention is used, and FIG. 2 a determination of degrees of synchronization of the base stations shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows adjacent radio cells FZ1 to FZ7 with base stations BTS1 to BTS7 of a radio communication system for using the method according to the invention.
  • a radio communication system designed as a GSM / GERAN mobile radio network is considered to represent other standards.
  • a first subscriber TN1 of a first radio cell FZ1 is assigned to a first base station BTS1.
  • the first base station BTS1 sends a SCH burst SCHB1 as a synchronization signal from the subscribers assigned to the first radio cell FZ1, not shown here, via a SCH transmission channel.
  • the FZ7 which send synchronization signals in the form of SCH bursts SCHB2 to SCHB7 in order to synchronize the radio communication terminals of subscribers TN2 to TN7.
  • the SCH bursts SCHB2 to SCHB7 of the neighboring base stations BTS2 to BTS7 are received at the first base station BTS1 with the aid of a measure unit MU connected to the fixed network via transmission lines and evaluated to obtain degrees of synchronization.
  • the SCH burst of the SCH transmission channel is particularly suitable for this because it has a so-called “Extended Training Sequence 1 * with 64 bits.
  • the degrees of synchronization of the base stations BTS2 to BTS7 adjacent to the first base station BTS1 are determined by cross-correlation of a received SCH burst of an adjacent base station with a previously known training sequence of the SCH burst of the adjacent base station.
  • a “peak ⁇ with a corresponding time position representing the neighboring base station is generated in a clearly visible manner in the time domain.
  • This representative time position is compared with a time position of a “peak 1 *, which was generated with the aid of the training sequence of the SCH burst SCHB1 of the first base station BTS1. From the difference in the time slots of these “peaks 1 *, the degree of synchronization of the neighboring base station is now deduced, or a corresponding local degree of synchronization is assigned to the respective neighboring base station.
  • the synchronization quality between the base stations BTS2 to BTS7, based on the considered first base station BTS1, is determined.
  • Burst are transmitted and which represent the identifier of the respective base station, a corresponding assignment of the time position or the local degree of synchronization to the respective base station is possible within a table stored at the first base station.
  • FIG. 2 shows a determination of degrees of synchronization of the base stations BTS1 to BTS7 shown in FIG.
  • a correlation peak KOR1 to KOR7 which correlates with the correlation peak KORl of the first SCH-burst SCHBl., Is obtained from an extended midi MIDI to MID7 of each SCH burst SCHBl to SCHB7 used as a training sequence having.
  • the difference between a correlation peak KOR2 to KOR7 and the correlation peak KOR1 is a measure of the degree of synchronization of the base stations BTS2 to BTS7 to the first base station BTS1 at the location of the “Measurement Unit 1 * MU.
  • the first base station BTS1 is ideally synchronized in time with a second base station BTS2, since the difference tends to zero.
  • a maximum local degree of synchronization SYNMAX is thus assigned to the two base stations BTS1 and BTS2.
  • a third base station BTS3 with the first base station BTS1 is to be regarded as not synchronized in time, which is why a minimum local degree of synchronization SYNMIN is assigned to these two base stations BTS1 and BTS3.
  • the base stations BTS4 to BTS7 have a course in the time synchronization with the first base station BTS1, which is why corresponding base station pairs are assigned correspondingly running, ie correspondingly graduated, local synchronization degrees SYN.
  • the gradation or resolution between SYNMIN and SYNMAX can be determined by the system.
  • the gradations of the time synchronization are taken into account accordingly when selecting the interference suppression method on the fixed network side according to the invention and when determining the subscriber-specific interference situation on the radio communication terminal of the subscriber TN1.
  • a selection of suitable interference suppression methods can be found in the documents cited in the introduction to the description.
  • an intercell interference suppression method is selected for interfering subscriber signals based on the local degree of synchronization SYNMAX of the base station pair BTS1-BTS2, which is optimally suitable for subscriber signals that are synchronous with one another and interfering with one another - here, for example, for the subscriber TN1 interfering signal of the participant TN2. Based on the degree of synchronization of the base station pair
  • an intercell interference suppression method is selected which is optimally suitable for subscriber signals that are non-synchronous and interfering with one another - here, for example, for the subscriber TN3 signal interfering with subscriber TN1.
  • a common interference suppression method including several individual interference suppression methods can also be used, with the aid of which disruptive signals from the subscribers TN2 to TN7 are jointly eliminated at the radio communication terminal of the subscriber TN1.
  • the determined degrees of synchronization are averaged.
  • a power relationship between the synchronization signals of the base stations can be determined both in the radio communication terminal and in the “Measurement Unit 1 * MU.
  • a single interferer can be determined, the performance of which is significantly greater than the performance sum of further interferers.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Interferenzunterdrückung bei einem Funkkommunikationssystem, bei dem festnetzseitig an einer ersten Basisstation einer ersten Funkzelle Synchronisationssignale von Basisstationen benachbarter Funkzellen überwacht werden. Für jede benachbarte Basisstation wird die zeitliche Abweichung des Synchronisationssignals der benachbarten Basisstation zum Synchronisationssignal der ersten Basisstation bestimmt und anhand der zeitlichen Abweichung jeder benachbarten Funkzelle ein Synchronisationsgrad als Maß für die zeitliche Synchronisation der benachbarten Basisstation zur ersten Basisstation zugeordnet. Mit Hilfe vorbekannter Ortskoordinaten der Basisstationen wird eine Interferenzsituation an einem Funkkommunikationsendgerät eines der ersten Funkzelle zugeordneten Teilnehmers bestimmt und für den Teilnehmer Maßnahmen zur Interferenzunterdrückung durchgeführt bzw. eingeleitet.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR INTERFERENZUNTΞRDRÜCKUNG IN EINEM FUNKKOMMUNIKATIONSSYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Interferenzunterdrü- ,ckung bei einem FunkkommunikationsSystem.
Es ist eine Vielzahl von Interferenzunterdrückungsverfahren bekannt, die entweder als stochastische oder als deter inis- tische Interferenzunterdrückungsverfahren ausgeprägt sind.
Dabei werden Interferenzunterdrückungsverfahren sowohl teil- nehmerseitig an einem Funkkommunikationsendgerät als auch festnetzseitig an einer Basisstation durchgeführt. Derartige Verfahren wurden beispielsweise auf der Tagung 3GPP TSG GERAN #12, 18.-22. November 2002, Sophia Antipolis, Frankreich, in den Dokumenten "Single Antenna Interference Cancellation (SAIC) - proposed scenarios 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) : Whitening Process for adja- cent interferers", Nortel Networks, GP-023102, Agenda Item 7.1.5.9, oder in "On the Potential Performance Gains of Sin- gle-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 Antenna Interference Can- cellation (SAIC) for GSM Networks", Cingular Wireless, GP- 022892, Agenda Ite s 6.3, 7159, vorgestellt. Bei den festnetzseitig angewendeten Interferenzunterdrückungsverfahren wird beispielsweise ein sogenannter signifikanter „Interferer* ermittelt und durch geeignete Maßnahmen unterdrückt. Derartige Verfahren sind beispielsweise der Ver- öffentlichung "Technique for Co-channel Interference Suppres- sion in TDMA Mobile Radio Systems1*, S.W. Wales, IEE Procee- dings - Communications, Vol.142, No.2, April 1995, Page 106- 114, entnehmbar.
Diese Interferenzunterdrückungsverfahren sowie weitere, hier nicht näher beschriebene, Verfahren zur Interferenzunterdrückung sind abhängig vom Funkkommunikationsstandard bzw. abhängig von einer dortigen zeitlichen Synchronisation von Basisstationen untereinander anzuwenden.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Interferenzunterdrückung für ein Funkkommunikationssystem 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 einzelnen Funkkommunikationsstandards für die Basisstationen lediglich einzuhaltende lokale Synchronisierungsgenauigkeiten vorgegeben werden und dass andererseits bauartbedingte
Schwankungen bei lokalen Oszillatoren an einer Basisstation zu Unterschieden in der Synchronisation mehrerer Basisstationen führen. So ergeben sich in der Realität oft sogenannte „Synchronisationsinseln1* innerhalb eines Funkkommunikations- netzes, deren zeitliche Synchronisation von der vorgegebenen und als ideal angenommenen Synchronisation mehr oder weniger stark abweichen.
Eine Langzeitstabilität der Synchronisation wird von Netzelementen zugeordneten Taktsignalen bzw. vom zu deren Übertragung verwendeten Übertragungssystem abgeleitet (z.B. Richtfunk, ATM, PDH- und SDH-Übertragung) .
Basisstationen, die ihre Langzeitstabilität von einem gemeinsamen Netzknoten, von einem Base Station Controller BSC oder von einem Mobile Switching Center MSC, ableiten, haben eine gemeinsame Basis für die Langzeitstabilität. Jedoch können in einer geographischen Region benachbarte Basisstationen unterschiedliche Netzknoten als Referenz verwenden. Beispielsweise verwendet eine erste Basisstation einer geographischen Region einen ihr zugeordneten ersten Base Station Controler BSC als Referenz zur Synchronisation, während eine zur ersten Basis- Station benachbarte zweite Basisstation einen ihr zugeordneten zweiten Base Station Controler BSC als Referenz verwendet. Gleiches gilt für Basisstationen einer geographischen Region, bei der ein Übergang von Zuständigkeiten zwischen zugeordneten Mobile Switching Centern MSC erfolgt. In derarti- gen Bereichen wird eine größere Abweichung bei der Langzeitstabilität der Synchronisation erfolgen, als bei einer grundsätzlich vorliegenden Abweichung einer Kurzzeitstabilität der Synchronisation, die durch einen Drift von Lokaloszillatoren bedingt wird.
Bei einem Funkkommunikationsnetz, das per Definition als zeitlich synchronisiert betrachtet wird, und bei dem aufgrund der zeitlichen Synchronisation geeignete Interferenzunterdrü- ckungsverfahren angewendet werden sollen, ist jedoch von entscheidender Bedeutung, eine reale zeitliche Synchronisation von Basisstationen des Funkkommunikationsnetzes zu bestimmen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an einer betrachteten Basisstation eine reale zeitliche Synchronisierung zu benachbarten Basisstationen von benachbarten Funkzellen bestimmt. Basierend auf der realen Synchronisation wird jeder einzelnen Funkzelle bzw. jeder Basisstation ein sogenannter lokaler Synchronisationsgrad als Maß für die zeitliche Synchronisation der betrachteten Basisstation zur jeweils benachbarten Basisstation zugeordnet. An der betrachteten Basisstation ist eine sogenannte „Measure ent UnitΛ MU als Referenz angeordnet.
Die reale Synchronisation wird mit Hilfe der „Measurement U- nit* MU bestimmt, die sowohl zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch zur Durchführung herkömmlicher Aufgaben einer „Local Measurement Unit* LMU ausgebildet ist. Zu den herkömmlichen Aufgaben einer LMU zählen beispielsweise, wie in der Spezifikation 3GPP 43.059 beschrieben, Messungen, insbesondere Zeitmessungen, an Funksignalen und Weiterleitung der Messergebnisse oder eine Bestimmung von Funkfeldänderungen.
Die „Measurement Unitw MU zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sowohl in existierende Basisstationen eingebracht als auch im sogenannten „Stand-Aloneλ Betrieb verwendet werden. Besonders vorteilhaft ermittelt die „Measu- rement Unit1" MU für das Funkkommunikationsnetz Messinformationen und lokale Synchronisationsgrade, ohne dazu Funkübertra- gungsressourcen verwenden zu müssen. Mit Hilfe der „Mersurement Unit* MU werden entsprechende Informationen einem sogenannten „Operation and Maintenance Cen- teA bzw. einem „Radio Ressource Management1" zur Verfügung gestellt.
Mit Hilfe der vom LMU-Anteil der Measurement Unit MU bestimmten Parameter und unter Berücksichtigung von an der betrachteten Basisstation vorbekannten geographischen Koordinaten der benachbarten Basisstationen, sowie der den benachbarten Basisstationen zugeordneten lokalen Synchronisationsgraden ist für jeden Teilnehmer eine Interferenzsituation am Funkkommunikationsendgerät des Teilnehmers bestimmbar.
Unter Berücksichtigung des Synchronisationsgrades ist für je- de Teilnehmerverbindung festnetzseitig ein Algorithmus zu ermitteln, mit dessen Hilfe eine Interferenzunterdrückung am Funkkommunikationsendgerät des Teilnehmers optimierbar ist.
Ist das Funkko munikationsendgerät zur Anwendung unterschied- licher Interferenzunterdrückungsverfahren ausgeführt, so werden beispielsweise dem Funkkommunikationsendgerät Informationen über eine festnetzseitig ermittelte Synchronisationsqualität und über eine dem Teilnehmer zuordenbare Interferenzlast mitgeteilt, die es dem Funkkommunikationsendgerät er- laubt, einen entsprechend optimalen Algorithmus zur Interferenzunterdrückung aus den im Funkkommunikationsendgerät implementierten Interferenzunterdrückungsverfahren auszuwählen.
Oder aber dem Funkkommunikationsendgerät wird ein festnetz- seitig ermittelter Algorithmus zur Interferenzunterdrückung übertragen oder es wird eine ein Interferenzunterdrückungsverfahren kennzeichnende Information an das Funkkommunikationsendgerät übertragen, die es dem Funkkommunikationsendgerät erlaubt, das entsprechende Interferenzunterdrückungsverfahren aus den im Funkkommunikationsendgerät implementierten Interferenzunterdrückungsverfahren auszuwählen.
Verfügt das Funkkommunikationsendgerät nicht über Verfahren zur Interferenzunterdrückung, so werden dem entsprechenden Teilnehmer zur Datenübertragung festnetzseitig Funkübertragungsressourcen derart zugeteilt, dass die festnetzseitig bestimmte Interferenzsituation am Funkkommunikationsendgerät verbessert wird.
Funkkommunikationsendgeräte, die zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgestaltet sind, werden mit Hilfe des LMU-Anteils der „Measurement Unit* MU positionsge- nau bestimmt und bei der Zuordnung von Funkübertragungsressourcen entsprechend berücksichtigt.
Erfolgt eine Zuordnung von Funkübertragungsressourcen unter Berücksichtigung der teilnehmerspezifischen Interferenzsitua- tion, so wird eine Erhöhung einer Teilnehmerdichte im Funkkommunikationssystem erreicht . Beispielsweise wird bei einer entsprechend durchgeführten Optimierung des sogenannten „Fre- quency Reuse1* -Faktors ermöglicht, die Teilnehmerdichte zu erhöhen. Festnetzseitig werden geeignete Schwellwerte für die Teilnehmerdichte („Traffic-Load* ) eingeführt, um einen Kanalbelegungsgrad dem Frequency-Reuse-Faktor anzupassen.
Eine entsprechend optimierte Interferenzunterdrückung erlaubt im Extremfall einen Frequency-Reuse-Faktor von „lΛ, d.h. ein gesamter spektraler Vorrat wird in jeder Funkzelle wiederholt. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass dann Funkübertragungskanäle von benachbarten Funkzellen nicht zu 100% der Zeit belegt sein dürfen, da alleine durch Blockierwahrschein- lichkeiten gemäß einer Erlangtheorie eine Belegung von Funkübertragungsressourcen einzuschränken ist, um eine gewünschte Blockierwahrscheinlichkeit zu erreichen.
Ein zweites bestimmendes Element ist eine mittlere Belegung von Interferenzzellen, die noch eine Nutzsignal-Dekodierung zulassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kommt somit bevorzugt bei FDD- TDMA-Funkkommunikationssystemen zur Anwendung, bei denen ein enger Frequency-Reuse, im Optimalfall ein Frequency-Reuse- Faktor von „l, angestrebt wird.
Bei einem Frequency-Reuse von eins können bei benachbarten Funkzellen entsprechende Funkübertragungsressourcen gleicher Trägerfrequenz denjenigen mobilen Teilnehmern zugeordnet werden, deren Funkkommunikationsendgeräte zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren vorgesehen sind und die damit entsprechend unempfindlich gegenüber Interzell-Inter- ferenzen sind. Im Gegenzug werden Mobilteilnehmer, die diese Verfahren nicht verwenden können, Funkübertragungsressourcen zugeordnet, deren Trägerfrequenz innerhalb benachbarter Basisstationen einen entsprechend höheren Frequency-Reuse aufweist.
Interferenzunterdrückungsverfahren, die einen besonders hohen Gewinn erzielen, setzen sowohl eine gewisse Synchronitätsqua- lität als auch einen sogenannten „signifikanten Interferer1* voraus. Mit Hilfe der „Measurement Unit1* MU werden diese Pa- rameter am Ort der „Measurement Unit1* MU bestimmt und sowohl an ein „Operation and Maintenance System1* als auch an eine Einrichtung zur „Radio Resource Management1* RRM signalisiert. Abhängig von erfüllten Kriterien, wird netzseitig entschie- den, ob höhere oder niedrigere Gewinne bei der Interferenzunterdrückung erzielbar sind.
Ist die ermittelte Ξynchronisierung der Basisstationen von niedriger Qualität und erbringen Interferenzunterdrückungsverfahren nur einen niedrigen Gewinn bei der Interferenzunterdrückung, wird der Schwellwert für die Teilnehmerdichte auf den Funkübertragungskanälen neu angepasst. Ist hingegen die Synchronisierung der Basisstationen von hoher Qualität und wird kein unzulässig starker Interferer von der „Measurement Unit1* MU detektiert, so wird mit Hilfe des „Radio Ressource Management* RRM eine Belegung im Gleichkanal einer benachbarten Funkzelle für diejenigen Funkkommunikationsendge- räte durchgeführt, die über Einrichtungen zur Interferenzun- terdrückung verfügen. Dies erfolgt wiederum unter Berücksichtigung eines optimalen Gewinns.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, bzw. durch die festnetzseitig durchgeführte und aufgrund der bekannten Ortskoordinaten hochgenaue Bestimmung der Synchronisationsgrade, wird seitens eines Netzbetreibers eine vorteilhafte Planung des Funkkommunikationssystems realisiert - ohne zur Bestimmung der Synchronisationsgrade wertvolle Funkübertragungsressourcen verwenden zu müssen. Eine festnetzseitige An- bindung der „Measurement Unit1* MU erfolgt mit Hilfe eines anderen Transportmediums als der zur Teilnehmerdatenübertragung verwendeten Funkübertragung .
Ein Netzbetreiber erhält dadurch einen wirtschaftlichen Vor- teil, da eine derart eingesparte Funkübertragungskapazität für andere Signalisierungen auf dem Radio Interface zur Verfügung steht. Weiterhin bietet ein unabhängiges Transportmedium eine höhere Übertragungsbandbreite, wodurch erweiterte bzw. häufigere Messungen mit hoher Genauigkeit realisierbar sind.
Mit Hilfe der erfindungsgemäß bestimmten Synchronisationsgra- de wird beispielsweise eine Verbesserung der Synchronisation innerhalb des FunkkommunikationsSystems durch eine Nachjustierung der zeitlichen Synchronisation einzelner Basisstationen ermöglicht. Basisstationen mit einer Fehlfunktion der Synchronisation werden erkannt und entsprechend nachjustiert . Durch die NachJustierung wird innerhalb des Funkkommunikationsnetzes eine gleichmäßige Synchronisationsgüte eingestellt. Die oben beschriebenen „Synchronisationsinseln1* werden in ihrem Auftreten bzw. in ihrer Abweichung von einer vorgebbaren Soll-Synchronisation minimiert.
Die erfindungsgemäße festnetzseitige Bestimmung der Synchronisationsgrade ist unabhängig vom Umfang der Marktdurchdringung mit Funkkommunikationsendgeräten, die zur Durchführung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgestaltet sind, durchführbar. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Interferenzunterdrückung ist aufgrund der oben beschriebenen festnetz- seitigen Zuteilung von geeigneten Funkübertragungsressourcen ebenfalls unabhängig von dieser Marktdurchdringung einsetzbar.
Sind jedoch Funkkommunikationsendgeräte in einer Funkzelle aktiv, mit deren Hilfe am Standort eines Teilnehmers Synchronisationsgrade von benachbarten Basisstationen ermittelt werden können, so können diese am Funkkommunikationsendgerät ge- wonnene Synchronisationsgrade an das Festnetz übertragen und dort zur Genauigkeitssteigerung beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Werden basisstationsseitig adaptive Antennensysteme verwendet, so wird eine optimierte Funkzellengrößen-Steuerung bei einer optimierten Übertragungsqualität ermöglicht.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1 benachbarte Basisstationen benachbarter Funkzellen ei- nes FunkkommunikationsSystems, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, und FIG 2 eine Ermittlung von Synchronisationsgraden der in FIG 1 dargestellten Basisstationen.
FIG 1 zeigt benachbarte Funkzellen FZl bis FZ7 mit Basisstationen BTSl bis BTS7 eines Funkkommunikationssystems zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei wird im Folgenden stellvertretend für andere Standards ein als GSM/GERAN-Mobilfunknetz ausgebildetes Funkkommunikationssys- tem betrachtet.
Ein erster Teilnehmer TN1 einer ersten Funkzelle FZl ist einer ersten Basisstation BTSl zugeordnet. Die erste Basisstation BTSl sendet zur zeitlichen Synchronisation von der ers- ten Funkzelle FZl zugeordneten Teilnehmern, hier nicht dargestellt, über einen SCH-Übertragungskanal einen SCH-Burst SCHB1 als Synchronisationssignal aus.
Entsprechendes gilt für die der ersten Funkzelle FZl benach- harten Basisstationen BTS2 bis BTS7 der Funkzellen FZ2 bis
FZ7, die zur Synchronisierung der Funkkommunikationsendgeräte von Teilnehmern TN2 bis TN7 analog Synchronisationssignale in Form von SCH-Bursts SCHB2 bis SCHB7 aussenden. An der ersten Basisstation BTSl werden mit Hilfe einer mit dem Festnetz via Übertragungsleitungen verbundenen „Measure- ent-Unit MU die SCH-Bursts SCHB2 bis SCHB7 der benachbarten Basisstationen BTS2 bis BTS7 empfangen und zur Gewinnung von Synchronisationsgraden ausgewertet. Der SCH-Burst des SCH- Übertragungskanals eignet sich dafür besonders, da er eine sogenannte „Extended Training Sequence1* mit 64 Bits aufweist.
Die Ermittlung der Synchronisationsgrade der zur ersten Basisstation BTSl benachbarten Basisstationen BTS2 bis BTS7 erfolgt durch Kreuzkorrelation eines empfangenen SCH-Bursts einer benachbarten Basisstation mit einer vorbekannten Trainingssequenz des SCH-Bursts der benachbarten Basisstation. Bei der Korrelationsschätzung im Empfänger wird im Zeitbereich ein „Peakλ mit einer entsprechenden, die benachbarte Basisstation repräsentierenden Zeitlage deutlich sichtbar erzeugt.
Diese repräsentierende Zeitlage wird mit einer Zeitlage eines „Peaks1* verglichen, der mit Hilfe der Trainingssequenz des SCH-Bursts SCHB1 der ersten Basisstation BTSl erzeugt wurde. Aus der Differenz der Zeitlagen dieser „Peaks1* wird nun auf den Synchronisationsgrad der benachbarten Basisstation zu- rückgeschlossen bzw. wird der jeweiligen benachbarten Basis- station ein entsprechender lokaler Synchronisationsgrad zugeordnet.
Mit Hilfe der „Measurement-Unit* wird die Synchronisations- qualität zwischen den Basisstationen BTS2 bis BTS7, bezogen auf die betrachtete erste Basisstation BTSl, bestimmt. Mit Hilfe sogenannter „Encrypted Bits*, die ebenfalls im SCH-
Burst übertragen werden und die die Kennung der jeweiligen Basisstation repräsentieren, ist eine entsprechende Zuordnung der Zeitlage bzw. des lokalen Synchronisationsgrades zur jeweiligen Basisstation innerhalb einer an der ersten Basisstation hinterlegten Tabelle möglich.
FIG 2 zeigt eine Ermittlung von Synchronisationsgraden der in FIG 1 dargestellten Basisstationen BTSl bis BTS7.
Mit Hilfe eines Kreuz-Korrelationsverfahrens wird aus einer als Trainingssequenz verwendeten erweiterten Mida ble MIDI bis MID7 jedes SCH-Bursts SCHBl bis SCHB7 jeweils ein der entsprechenden Basisstation zuordenbarer Korrelationspeak KORl bis KOR7 gewonnen, der eine zeitliche Differenz zum Korrelationspeak KORl des ersten SCH-Bursts SCHBl aufweist.
Die Differenz zwischen einem betrachteten Korrelationspeak KOR2 bis KOR7 zum Korrelationspeak KORl ist ein Maß für den Synchronisationsgrad der Basisstationen BTS2 bis BTS7 zur ersten Basisstation BTSl am Ort der „Measurement Unit1* MU.
Hier ist beispielsweise die erste Basisstation BTSl zu einer zweiten Basisstation BTS2 ideal zeitlich synchronisiert, da die Differenz gegen Null geht. Den beiden Basisstationen BTSl und BTS2 wird somit ein maximaler lokaler Synchronisationsgrad SYNMAX zugeordnet.
Im Gegensatz dazu ist eine dritte Basisstation BTS3 zur ers- ten Basisstation BTSl als zeitlich nicht synchronisiert zu betrachten, weshalb diesen beiden Basisstationen BTSl und BTS3 ein minimaler lokaler 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 lokale Synchronisationsgrade SYN zugeordnet werden. Die Abstufung bzw. die Auflösung zwischen SYNMIN und SYNMAX ist systembedingt festlegbar.
Die Abstufungen der zeitlichen Synchronisation werden bei der erfindungsgemäß festnetzseitig erfolgenden Auswahl des Interferenzunterdrückungsverfahrens und bei der Bestimmung der teilnehmerspezifischen Interferenzsituation am Funkkommunikationsendgerät des Teilnehmers TNl entsprechend berücksichtigt. Eine Auswahl geeigneter Interferenzunterdrückungsver- fahren ist den in der Beschreibungseinleitung zitierten Dokumenten zu entnehmen.
Dabei kommen auch sogenannte „adaptive"* Interferenzunterdrückungsverfahren zum Einsatz, die entsprechend der bestimmten lokalen Synchronisationsgrade der benachbarten Basisstationen optimiert sind, wobei verschiedene Interferenzunterdrückungs- verfahren kombiniert und abhängig vom lokalen Synchronisationsgrad der benachbarten BasisStationen angewendet werden.
Am Funkkommunikationsendgerät des Teilnehmers TNl der ersten Funkzelle FZl wird für störende Teilnehmersignale anhand des lokalen Synchronisationsgrades SYNMAX des Basisstationspärchens BTS1-BTS2 ein Interzell-Interferenzunterdrückungs- verfahren ausgewählt, das für zeitlich zueinander synchrone und einander störende Teilnehmersignale optimal geeignet ist - hier beispielsweise für das den Teilnehmer TNl störende Signal des Teilnehmers TN2. Anhand des Synchronisationsgrades des Basisstationspärchens
BTS1-BTS3 wird hingegen ein Interzell-Interferenzunter- drückungsverfahren ausgewählt, das für zeitlich nichtsynchrone und einander störende Teilnehmersignale optimal geeignet ist - hier beispielsweise für das den Teilnehmer TNl störende Signal des Teilnehmers TN3.
Anhand der ermittelten Synchronisationsgrade der Funkzellen FZ2 bis FZ7 zur Funkzelle FZl ist auch ein mehrere einzelne Interferenzunterdrückungsverfahren beinhaltendes gemeinsames Interferenzunterdrückungsverfahren anwendbar, mit dessen Hilfe störende Signale der Teilnehmer TN2 bis TN7 gemeinsam beim Funkkommunikationsendgerät des Teilnehmers TNl eliminiert werden.
Bedarfsweise werden die ermittelten Synchronisationsgrade ge- mittelt .
Mit Hilfe einer Liste von Trainingssequenzen der benachbarten Basisstationen ist sowohl im Funkkommunikationsendgerät als auch in der „Measurement Unit1* MU eine Leistungsbeziehung zwischen den Synchronisationssignalen der Basisstationen bestimmbar. Dadurch ist ein einzelner Interferer bestimmbar, dessen Leistung signifikant größer ist als die Leistungssumme von weiteren Interferern.
Dies ist dann gegeben, wenn1 das Signal des signifikanten In- terferers einen relativen Abstand zum Summensignal aller weiteren Interferer aufweist und auch zum Nutzsignal ein vorge- gebenes relatives Verhältnis nicht überstiegen wird. Außerdem darf die Summenleistung der weiteren Interferer einen relativen Schwellwert zum Nutzsignal nicht überschreiten. Ist dies beim signifikanten Interferer der Fall, kann von einer Unterdrückung des Interferers ausgegangen werden, sofern ein am Ort des Funkkommunikationsendgerätes vorliegender Synchronisationsgrad der betreffenden Basisstation gegenüber der dem Nutzsignal zugeordneten Basisstation hinreichend hoch im Sinne von SYNMAX ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Interferenzunterdrückung bei einem Funkkommunikationssystem, - bei dem festnetzseitig an einer ersten Basisstation einer ersten Funkzelle Synchronisationssignale von Basis- stationen benachbarter Funkzellen überwacht werden,
- bei dem für jede benachbarte Basisstation eine zeitliche Abweichung des Synchronisationssignals der benachbarten Basisstation zum Synchronisationssignal der ersten Basisstation bestimmt und anhand der zeitlichen Abweichung jeder benachbarten Funkzelle ein Synchronisationsgrad als Maß für die zeitliche Synchronisation der benachbarten Basisstation zur ersten Basisstation zugeordnet wird,
- bei dem festnetzseitig mit Hilfe vorbekannter Ortskoordinaten der Basisstationen eine Interferenzsituation an einem Funkkommunikationsendgerät eines der ersten Funkzelle zugeordneten Teilnehmers bestimmt wird, und - bei dem abhängig von der teilnehmerspezifischen Interferenzsituation für den zugeordneten Teilnehmer Maßnahmen zur Interferenzunterdrückung durchgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem basierend auf der In- terferenzsituation und auf dem Synchronisationsgrad festnetzseitig ein teilnehmerspezifischer Algorithmus zur Interferenzunterdrückung bestimmt und dem Teilnehmer, dessen Funkkommunikationsendgerät zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgestaltet ist, mitgeteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem basierend auf der Interferenzsituation und auf dem Synchronisationsgrad festnetzseitig teilnehmerspezifische Parameter zur Interferenz- Unterdrückung bestimmt und zum Teilnehmer, dessen Funkkommunikationsendgerät zur Anwendung von Interferenzunterdrückungsverfahren ausgestaltet ist, übertragen werden, und bei dem teilnehmerseitig basierend auf den Parametern ein Algorithmus zur Interferenzunterdrückung ausgewählt und/oder adaptiv angepasst wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem festnetzseitig unter Berücksichtigung der Interferenzsituation eine Zuteilung von Funkübertragungsressourcen an das Funk- kommunikationsendgerät des Teilnehmers derart erfolgt, dass beim Teilnehmer auftretende Interferenzen minimiert werden oder dass mit Hilfe des dem Teilnehmer mitgeteilten Algorithmus minimierbar sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Funkkommuni ationssystem ein GSM/GERAN-Mobilfunksystem oder ein FDD-TDMA-Mobilfunksystem verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Synchronisations- signal ein SCH-Burst mit erweiterter Midamble-Bitfolge verwendet und ausgewertet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem festnetzseitig anhand des Synchronisationsgrades Basissta- tionen mit mangelhafter Synchronisation ermittelt und in der zeitlichen Synchronisation nachjustiert werden.
8 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Synchronisationsgrad als zusätzlicher Wert bei einer Positionsbestimmung des Funkkommunikationsendgeräts verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem basisstationsseitig die ermittelten Synchronisationsgrade für eine Auswahl eines Algorithmus zur Interferenzunterdrückung beim Empfang eines Teilnehmersignals verwendet werden .
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