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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern
einer Datenübertragungsrate
auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
in einem Mobilkommunikationssystem mit mehreren Basisstationen und
mehreren Mobilstationen sowie auf eine Basisstation und eine Mobilstation.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Mobilkommunikationen
beinhalten unter verschiedenen Verarbeitungsprozeduren Signalübertragungen
und die Verarbeitung von Datenverkehr zwischen einem Zugriffsnetz
(AN) und einem Zugriffsendgerät
(AT). Ein Zugriffsnetz (AN) umfasst viele Elemente, von denen eines
eine Basisstation ist, wie Fachleuten bekannt ist. Ein Zugriffsendgerät (AT) kann
in vielen Formen vorliegen, einschließlich einer Mobilstation (z.
B. eines Mobiltelephons), eines Mobilendgeräts (z. B. eines Laptop-Computers)
und anderer Vorrichtungen (z. B. eines persönlichen digitalen Assistenten:
PDA) mit der kombinierten Funktionalität sowohl einer Mobilstation
als auch eines Mobilendgeräts
oder mit anderen Endgerätfähigkeiten. Nachstehend
wird ein Zugriffsendgerät
(AT) der Kürze
halber als "Mobilgerät" bezeichnet.
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In
einem herkömmlichen
Mobilkommunikationssystem werden mehrere Mobilgeräte (z. B.
Zellentelephone, tragbare Computer usw.) von einem Netz von Basisstationen
bedient, die dazu dienen, den Mobilstationen zu ermöglichen,
mit anderen Komponenten im Kommunikationssystem zu kommunizieren.
Verschiedene Arten von Mobilkommunikationssystemen sind bekannt,
einschließlich
Codemultiplexzugriff (CDMA), Zeitvielfachzugriff (TDMA), Frequenzmultiplexzugriff
(FDMA) und verschiedene Erweiterungen und Verbesserungen daran,
die im Allgemeinen als Mobilkommunikationssysteme der nächsten Generation
bezeichnet werden.
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CDMA
ist am umfangreichsten angenommen und entwickelt und entfaltet sich
weiter. Insbesondere schafft die CDMA-Technologieentwicklung (wie
z. B. die so genannte "cdma2000"-Technologie oder
andere CDMA-Systeme der nächsten
Generation) integrierte Sprache mit gleichzeitigen Hochgeschwindigkeitspaketdaten-,
Video- und Videokonferenzfähigkeiten.
Derzeit wird die Entwicklung der der dritten Generation (3G) von
drahtlosen Kommunikationen von cdma2000 1X von bestimmten Standardkörpern wie
z. B. 3GPP und 3GPP2 (das Partnerschaftsprojekt 2 der dritten Generation) überprüft oder
teilweise übernommen.
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Ein
Grundgerüst
für cdma2000
1xEV-DV (1xEVolution – Data
and Voice) wurde beispielsweise kürzlich von 3GPP2 erreicht.
Der 1xEV-DV-Standard ist mit existierenden CDMA-IS-95A/B- und CDMA2000-1x-Systemen
abwärtskompatibel,
was verschiedenen Operatoren eine nahtlose Entwicklung für ihre CDMA-Systeme ermöglicht.
Andere Arten von Systemen, die aus CDMA entstehen, umfassen Technologien
mit hoher Datenrate (HDR), 1xEvolution – Data Only (1xEV-DO) Technologien und
dergleichen, die nachstehend genauer erläutert werden.
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Die
vorliegende Offenbarung konzentriert sich auf Datenübertragungsverfahren
zwischen Basisstationen und Mobilgeräten. Folglich wurde eine detaillierte
Beschreibung von zusätzlichen
Komponenten, Elementen und Verarbeitungsprozeduren (hierin nicht
spezifisch erwähnt)
weggelassen, so dass die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht unklar
gemacht werden. Spezielle Details der Protokollarchitektur mit einer
Luftschnittstelle mit Schichtstruktur, Bitübertragungsschichtkanälen, Protokollverhandlung
und -verarbeitung und dergleichen wurden beispielsweise weggelassen.
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In
einem Kommunikationssystem ermöglicht ein
Satz von "Kanälen", dass Signale zwischen
dem Zugriffsnetz (z. B. einer Basisstation) und dem Zugriffsendgerät (z. B.
einem Mobilgerät)
innerhalb einer gegebenen Frequenzzuweisung übertragen werden. Kanäle bestehen
aus "Vorwärtskanälen" und "Rückkehrkanälen".
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Signalübertragungen
(Datensendungen oder -übertragungen)
von der Basisstation zu einem Mobilgerät über eine Abwärtsstrecke
(d. h. Vorwärtskanäle) werden üblicherweise
als "Vorwärts-Übertragungsstrecke" bezeichnet, während Signalübertragungen
vom Mobilgerät
zur Basisstation über
eine Aufwärtsstrecke
(d. h. Rückkehrkanäle) üblicherweise
als "Rückkehr-Übertragungsstrecke" bezeichnet werden.
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So
genannte "Bitübertragungsschichten" stellen die Kanalstruktur-,
Frequenz-, Leistungsausgabe-, Modulations- und Codierungsspezifikationen für die Vorwärts- und
die Rückkehr-Übertragungsstrecke
bereit. Die "Vorwärtskanäle" bestehen aus denjenigen
Bitübertragungsschichtkanälen, die
vom Zugriffsnetz zum Zugriffsendgerät übertragen werden, und "Rückkehrkanäle" bestehen aus denjenigen Bitübertragungsschichtkanälen, die
vom Zugriffsendgerät
zum Zugriffsnetz übertragen
werden.
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Von
den vielen Abschnitten der Vorwärts- und
Rückkehrkanäle ist der "Vorwärts-MAC-Kanal" der Abschnitt des
Vorwärtskanals,
der für
die Medienzugriffssteuerungsaktivitäten (MAC-Aktivitäten) bestimmt
ist. Der Vorwärts-MAC-Kanal besteht aus
dem Rückkehr-Leistungssteuerungs-Kanal
(RPC-Kanal), dem Rückkehr-Aktivitäts-Kanal
(RA-Kanal) und anderen Kanälen.
Hier gibt der Vorwärts-MAC-Rückkehr-Aktivitäts-Kanal
(Vorwärts-MAC-RA-Kanal)
den Aktivitätspegel
(d. h. die Last) auf dem Rückkehrkanal
an.
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In
den so genannten Interim-Standard-95A-Systemen (IS-95A-Systemen)
werden der Vorwärts-Übertragungsstrecke
und der Rückkehr-Übertragungsstrecke
separate Frequenzen zugewiesen und sie sind voneinander unabhängig. Für die Codemultiplexzugriff-Technologie
(CDMA-Technologie) ist die Basis der Interim-Standard 95 (IS-95) und kann im Frequenzband
von sowohl 800 MHz als auch 1900 MHz arbeiten. In CDMA-Systemen
werden Kommunikationen zwischen Anwendern durch eine oder mehrere
Zellen/Sektoren durchgeführt,
die von Basisstationen bedient werden. Ein Anwender eines ersten
Mobilgeräts
kommuniziert mit einem anderen Anwender an einem zweiten Mobilgerät durch Übertragen
von Sprache und/oder Daten auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke zu einer
Zelle/einem Sektor. Die Zelle/der Sektor empfängt die Daten zur Leitung zu
einer anderen Zelle/einem anderen Sektor oder einem öffentlichen
Fernsprechwählnetz (PSTN).
Wenn sich der zweite Anwender an einer entfernten Station befindet,
werden die Daten auf der Vorwärts-Übertragungsstrecke
derselben Zelle/desselben Sektors oder einer zweiten Zelle/einem
zweiten Sektor zur zweiten entfernten Station übertragen. Ansonsten werden
die Daten durch das PSTN zum zweiten Anwender auf dem Standard-Telephonsystem
geleitet.
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Ein
Mobilkommunikationssystem kann verbindungslose Netzdienste verwenden,
in denen das Netz jedes Datenpakets auf der Basis der im Paket getrage nen
Zieladresse und der Kenntnis der aktuellen Netztopologie individuell
leitet. Die paketierte Art der Datenübertragungen von einem Mobilgerät ermöglicht vielen
Anwendern, sich einen gemeinsamen Kanal zu teilen, wobei auf den
Kanal nur dann zugegriffen wird, wenn sie Daten zum Senden haben,
und ansonsten er für
andere Anwender verfügbar
gelassen wird. Die Mehrfachzugriffsart des Mobilkommunikationssystems
macht es möglich,
eine beträchtliche Abdeckung
für viele
Anwender gleichzeitig mit der Installation nur einer Basisstation
in einem gegebenen Sektor bereitzustellen.
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Die Übertragung
von digitalen Datenpaketen unterscheidet sich von der Übertragung
von digitalen Sprachinformationen. Duplex-Sprachkommunikationsmuster
(gleichzeitige Zwei-Weg-Sprachkommunikationsmuster) implizieren,
dass die Daten, die zwischen der Basisstation und einer speziellen
Mobilstation übertragen
werden, Echtzeit sind und im Wesentlichen in der Bandbreite gleich
sind. Es wurde bemerkt, dass eine Gesamtverzögerung von 200 ms (etwa 2 kBit
digitale Daten für
die meisten Sprach-Vocoder) eine nicht tolerierbare Wartezeit innerhalb
eines Sprachkanals darstellt. Andererseits ist die Übertragung
von digitalen Datenpaketen typischerweise asymmetrisch, wobei viel
mehr Pakete von der Basisstation zu einem speziellen Mobilgerät über eine
Abwärtsstrecke
(die Vorwärts-Übertragungsstrecke)
als vom Mobilgerät
zur Basisstation über
eine Aufwärtsstrecke
(die Rückkehr-Übertragungsstrecke)
gesandt werden.
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In
Hochgeschwindigkeits-Datenpaketübertragungen
scheinen Anwender gegenüber
Datentübertragungswartezeiten
oder -verzögerungen
tolerant zu sein, wobei Wartezeiten von bis zu 10 Sekunden in aktuellen
drahtlosen Datensystemen angetroffen werden. Obwohl es scheint,
dass solche Verzögerungen
vom Anwender toleriert werden, sind die Verzögerungen, die relativ niedrigen
effektiven Datenübertragungsraten
zuzuschreiben sind, unerwünscht.
Eine vorgeschlagene Lösung,
die als "CDMA/HDR" (Codemultiplexzugriff/hohe
Datenrate) bekannt ist, verwendet verschiedene Verfahren, um die Kanaldatenübertragungsrate
zu messen, eine Kanalsteuerung auszuführen und eine Kanalstörung zu mildern
und zu unterdrücken.
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Herkömmliche
CDMA-Systeme müssen
sowohl Sprache als auch Daten verarbeiten. Um Sprachsignale zu verarbeiten,
muss die Verzögerung zwischen
dem Zeitpunkt, zu dem Informationen gesandt werden, und dem Zeitpunkt,
zu dem die Informationen empfangen werden, relativ kurz gehalten werden.
Bestimmte Kommunikationssysteme, die hauptsächlich für die Verarbeitung von Datenpaketen verwendet
werden, können
jedoch relativ längere Verzögerungen
oder Wartezeiten zwischen dem Zeitpunkt, zu dem Informationen gesandt
werden, und dem Zeitpunkt, zu dem die Informationen empfangen werden,
tolerieren. Solche Datenverarbeitungs-Kommunikationssysteme können als
Systeme mit hoher Datenrate (NDR) bezeichnet werden. Die folgende Beschreibung
konzentriert sich auf HDR-Systeme und -Verfahren, aber Fachleute
würden
verstehen, dass verschiedene andere Mobilkommunikationssysteme und
-verfahren zur Verarbeitung von hohen Datenraten, wie z. B. 1xEV-DO,
1xEV-DV und dergleichen, in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung
fallen.
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Im
Allgemeinen ist ein System mit hoher Datenrate (HDR) ein System
auf der Basis des Internetprotokolls (IP), das zur Übertragung
von Datenpaketen mit burstartigen Eigenschaften optimiert ist und gegen
Wartezeiten oder Verzögerungen
nicht empfindlich ist. In NDR-Systemen ist eine Basisstation zum
Kornmunizieren mit nur einer Mobilstation zu irgendeiner Zeit bestimmt.
Ein HDR-System verwendet
spezielle Verfahren, die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen
ermöglichen.
NDR-Systeme werden auch ausschließlich für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen
verwendet, die dieselben 1,25 MHz Spektrum verwenden, die in aktuellen IS-95-Systemen
verwendet werden.
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Die
Vorwärts-Übertragungsstrecke
in einem NDR-System ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anwender
nicht hinsichtlich orthogonaler Streucodes unterschieden werden,
sondern hinsichtlich Zeitschlitzen unterschieden werden, wobei ein
Zeitschlitz 1,67 ms (Millisekunden) sein kann. Auf der Vorwärts-Übertragungstrecke
eines NDR-Systems kann das Mobilgerät (Zugriffsendgerät AT) auch
Datendienste von etwa mindestens 38,4 Kbps bis etwa höchstens
2,4576 Mbps empfangen. Die Rückkehr-Übertragungsstrecke
eines NDR-Systems ist zur Rückkehr-Übertragungsstrecke
eines IS-95-Systems ähnlich
und verwendet ein Pilotsignal, um die Leistung zu verbessern. Herkömmliche
IS-95-Leistungssteuerverfahren werden auch zum Vorsehen von Datendiensten
von etwa 9,6 Kbps bis etwa 153,6 Kbps verwendet.
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Im
NDR-System kann eine Basisstation (ein Teil des Zugriffsnetzes AN)
immer Signale mit ihrer maximalen Übertragungsleistung übertragen,
da theoretisch keine Leistungssteuerung erforderlich ist, da nur
ein Anwender einen einzelnen Kanal zu einer speziellen Zeit belegt,
was zu praktisch keiner Störung
von an deren Anwendern führt.
Im Gegensatz zu einem IS-95-System, das eine gleiche Datenübertragungsrate
für alle
Anwender erfordert, muss ein NDR-System auch nicht Paketdaten zu
allen Anwendern mit gleichen Datenübertragungsraten liefern. Folglich
können
Anwender, die Signale mit hoher Stärke empfangen, Dienste empfangen,
die hohe Datenraten verwenden, während
Anwendern, die Signale mit niedriger Stärke empfangen, mehr Zeitschlitze
gewährt
werden können,
so dass ihre ungleiche (d. h. niedrigere) Datenrate kompensiert
wird.
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In
herkömmlichen
IS-95-Systemen sind, da verschiedene Signale (einschließlich Pilotsignalen) gleichzeitig
zu allen Anwendern übertragen
werden, eine Störung
auf Grund von Pilotsignalen und ein unerwünscht hoher Leistungsverbrauch
problematisch. In NDR-Systemen können
jedoch Pilotsignale mit maximaler Leistung übertragen werden, da die so
genannten "Burst"-Pilotsignale verwendet
werden. Folglich kann die Signalstärke genauer gemessen werden,
Fehlerraten können
verringert werden und eine Störung
zwischen Pilotsignalen wird minimiert. Da das NDR-System ein synchrones
System ist, werden auch Pilotsignale in benachbarten Zellen gleichzeitig übertragen
und eine Störung
durch Pilotsignale in benachbarten Zellen kann auch minimiert werden.
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1 zeigt
einen Abschnitt einer herkömmlichen
Rückkehr-Kanalstruktur
zum Senden von Übertragungsdatenraten-Erhöhungsinformationen
von einer Basisstation zu einem Mobilgerät. Eine Basisstation (nicht
dargestellt) nähert
(oder misst) eine Last auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
und bereitet auf das Senden von verschiedenen Nachrichten zu einem
Mobilgerät
(nicht dargestellt) vor, die angeben, ob die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last groß oder klein
ist. Ein Bitwiederholungsmittel 10 wiederholt die Bits
in den zu sendenden Nachrichten eine bestimmte Anzahl von Malen,
um die Signalzuverlässigkeit
zu verbessern.
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Anschließend bildet
eine Signalpunkt-Abbildungseinrichtung 11 das Signal vom
Bitwiederholungsmittel 10 durch beispielsweise Ändern aller "0"-Bits in "+1" und
aller "1"-Bits in "–1" ab, um eine Weiterverarbeitung zu ermöglichen.
Das resultierende Signal wird mit einem so genannten "Walsh-Abdeckungs"-Signal kombiniert und über den
Rückkehr-Aktivitäts-Kanal
(RA-Kanal) zum Mobilgerät übertragen.
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Ein
herkömmliches
Mobilgerät
empfangt die von der Basisstation über den RA-Kanal gesandten Nachrichten, die angeben,
dass die aktuelle Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last
zu groß ist,
und das Mobilgerät
verringert die aktuelle Paketdatenrate auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke um eine
Hälfte (1/2),
so dass die Last auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
erniedrig wird.
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WO 00/14900 offenbart ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Verteilen einer optimalen Rückkehr-Übertragungsstrecken-Zeitplanung
von Ressourcen, wobei die Funkressourcen für die Rückkehr-Übertragungsstrecke unabhängig mit
benachbarten Basisstationen zugewiesen oder zeitlich geplant werden
und die Basisstation eine "Rückkehr-Übertragungsstrecken-Ratenzuweisung" sendet, die einer
Mobilstation eine spezielle Datenrate anweist. Insbesondere wird
die Übertragung
eines Signals, das eine Datenrate für eine Mobilstation bezeichnet,
durch Leistungsoptimierung durchgeführt.
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EP 1 067 729 A2 offenbart
ein Datenübertragungs-Steuersystem
für Paketmobilkommunikationen
und eine Vorrichtung und ein Verfahren für Kommunikationen mit variabler
Rate. Insbesondere wird durch Verteilen eines Zugriffs mit maximaler
Rate eine Paketkollision auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke minimiert.
Die Basisstation weist der Mobilstation eine maximale Datenrate
an, die aus einer Prioritätstabelle
ausgewählt
wird. Hier empfangt eine Maximalraten-Steuerinformations-Bestimmungsvorrichtung
ein Ergebnis eines Rangordnungsergebnisses, das in der Reihenfolge
der Qualität
der Übertragungsbedingung
der Kanäle
von einer Übertragungsbedingungs-Erfassungsvorrichtung
durchgeführt wird,
eine Information darüber,
ob ein Neusenden erforderlich ist oder nicht, auf der Basis eines
Fehlerverhältnisses
und so weiter nach dem Decodieren von einer Übertragungsraten-Erfassungsvorrichtung.
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Auf
der Basis der in die Maximalraten-Steuerinformations-Bestimmungsvorrichtung
eingegebenen Informationen werden Maximalrateninformationen jedes
Kanals bestimmt. Die von der Maximalsteuerungsinformations-Bestimmungsvorrichtung bestimmten
Maximalrateninformationen werden in eine vorbestimmte Position eines
Informationskopfabschnitts in einem Übertragungsformat durch eine
Kommunikationsdurchgangs-Codiervorrichtung mit variabler Rate eingefügt.
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Mit
anderen Worten, die SIR (von der Übertragungsstatus-Erfassungsvorrichtung
und der Übertragungsraten-Erfassungsvorrichtung
erhalten) und die aktuelle Datenrate werden verwendet, um die maximale
Datenrate zu bestimmen.
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WO 98/24199 lehrt ein Verfahren
zur Laststeuerung in einem Funksystem, wobei die Last durch Erhöhen oder
Erniedrigen der Datenrate unter Verwendung der Gesamtsignalstärke und
einer Signalstärke
zum Bestimmen der Last an der Basisstation gesteuert wird.
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EP 1 067 729 A2 betrifft
ein Datenübertragungs-Steuersystem
für Paketmobilkommunikationen,
wobei die Datenübertragungsrate
der Mobilstationen durch eine Steuerinformation 1, 2 und 3 entsprechend
dem Erhöhen
der Datenübertragungsrate von
N auf N + 1, Beibehalten des aktuellen Status und Erniedrigen der
Datenübertragungsrate
von N auf N – 1
gesteuert wird.
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Die
Steuerinformationen zum Steuern des Datenempfangs am Basisstationssystem
auf zwischen z. B. 3500 kbps und 4096 kbps wird von der Basisstation
zu den Mobilstationen gesandt, so dass, wenn sich die Steuerinformationen ändern, beispielsweise
von 2 auf 1, Mobilstationen gleichzeitig die Datenübertragungsrate
von N auf N + 1 erhöhen.
Solange die Steuerinformationen 2 sind, behalten ebenso alle Mobilendgeräte, die
gerade kommunizieren, ihre Datenübertragungsrate
bei.
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Wenn
die Basisstation eine Überlast
im Datenempfang erfasst, werden ebenso die Steuerinformationen auf
3 gesetzt und alle gegenwärtig
kommunizierenden Mobilendgeräte
verringern ihre Datenübertragungsrate
um 1, wohingegen ein Mobilendgerät
mit einer Rate 1 die Datenübertragung
unterbricht.
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Gemäß dem Stand
der Technik ist es folglich nicht möglich, die Datenübertragungsrate
der verschiedenen Mobilstationen individuell zu steuern.
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Die
vorliegenden Erfinder erkannten die Nachteile im Stand der Technik.
Insbesondere berücksichtigen
herkömmliche
Verfahren (z. B. herkömmliche
Mobilkommunikationssysteme unter den Standards von IS-95, HDR, IMT-2000
usw.) zum Steuern von Datenübertragungsraten
zwischen Mobilgeräten
und einer Basisstation nicht effektiv die speziellen Datenübertragungsumstände und
Kanalbedingungen jeder Mobilstation.
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Herkömmliche
NDR-Systeme verwenden keine wirksamen Leistungssteuerverfahren,
folglich bestehen Schwierigkeiten beim Schaffen von Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen
für diejenigen Mobilgeräte, die
weit von der Basisstation entfernt liegen, was Signalübertragungen
mit einer höheren Leistung
im Vergleich zu den Signalübertragungen für Mobilgeräte erfordert,
die sich in der Nähe
der Basisstation befinden und nur eine Leistung mit niedrigem Pegel
erfordern.
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Das
herkömmliche
NDR-System ist insofern nachteilig, als, wenn die Basisstation die
Last auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
als zu groß feststellt und
diese Information über
einen Rückkehr-Aktivitäts-Kanal
(RA-Kanal) zurückführt, die
Rückkehr-Übertragungsstecken-Paketdatenrate
für alle Anwender
(Mobilgeräte)
um eine Hälfte
bedingungslos verringert wird, und folglich der gesamte Datendurchsatz
an jeder Basisstation unerwünscht
verringert wird. Der Stand der Technik ignoriert die Situationen,
in denen individuelle Mobilgeräte
unterschiedliche Anforderungen haben und vorteilhafterweise individuell
in einer bestimmten Weise gesteuert werden sollten.
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Außerdem ist
das herkömmliche
NDR-System ineffizient, da keine Nachrichten zu den Mobilgeräten gesandt
werden, um anzugeben, dass ihre Paketdatenraten erhöht werden
sollten, wenn die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last
klein ist.
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Ferner
betrachtet der Stand der Technik nur die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last. In
praktischen Datenpaket-Übertragungsanwendungen
wirken sich jedoch die Kanal- oder Übertragungsstreckenbedingungen,
wie z. B. Signalstörung
und Übertragungsleistungsanforderungen
und andere Kommunikationsumgebungsfaktoren, auf die Datenübertragungen
auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke aus.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
der Nachteile im Stand der Technik, die von den vorliegenden Erfindern
erkannt wurden, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
in einem Mobilkommunikationssystem zu schaffen, das die Wirk samkeit
der Datenübertragung
verbessert, insbesondere den Gesamtdatendurchsatz an einer Basisstation
erhöht,
ohne die Übertragungsstrecken zwischen
der Basisstation und den Mobilstationen instabil zu machen. Eine
weitere Aufgabe besteht darin, eine Basisstation und eine Mobilstation
zum Durchführen
dieses Verfahrens zu schaffen.
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Diese
Aufgaben werden durch die Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 33, die Basisstation gemäß Anspruch
23 und die Mobilstation von Anspruch 38 erreicht. Verfeinerungen
und vorteilhafte Entwicklungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Ferner
betrachtet der Stand der Technik nur die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last. In
praktischen Datenpaket-Übertragungsanwendungen
wirken sich jedoch die Kanal- oder Übertragungsstreckenbedingungen,
wie z. B. Signalstörung
und Übertragungsleistungsanforderungen
und andere Kommunikationsumgebungsfaktoren, auf die Datenübertragungen
auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke aus.
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Folglich
verwendet die vorliegende Erfindung Informationen, die von der Vorwärts-Übertragungsstrecke
zurückgeführt werden,
zur Datenpaketübertragung über die
Rückkehr-Übertragungsstrecke beim
Betrachten der speziellen Datenübertragungsumstände und
Kanalbedingungen jeder Mobilstation und folglich Steuern der Mobilgeräte in einer
bestimmten Weise. Dadurch wird die Datenübertragungsrate über die
Rückkehr-Übertragungsstrecke verbessert.
Insbesondere um die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsraten
zu verbessern, werden Nachrichten, die die Mobilstation informieren,
ihre Datenübertragungsrate
einzustellen (zu erhöhen,
zu erniedrigen oder beizubehalten), von der Basisstation gemäß den Rückkehr-Übertragungsstrecken-Lastinformationen
gesandt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen Abschnitt einer herkömmlichen
Rückkehr-Kanalstruktur
zum Senden von Übertragungsdatenraten-Erhöhungsinformationen
von einer Basisstation zu einem Mobilgerät;
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2 zeigt
eine teilweise Struktur einer Mobilstation gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt
eine teilweise Struktur einer Basisstation gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt
die Details von bestimmten relativen Abschnitten der Bestimmungseinrichtung 34 in einer
Basisstation, von welcher ein Abschnitt in 3 gezeigt
ist;
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5 ist
ein Ablaufplan, der die Hauptschritte zeigt, die am Übertragen
von Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
zu jedem Mobilgerät
in einem 1xEV-DV- oder 1xEV-DO-System gemäß der vorliegenden Erfindung
beteiligt sind;
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6 ist
ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Steuern der Datenübertragungsrate
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 ist
ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 zeigt
die Aktualisierungsprozedur des BS_RCV gemäß der vorliegenden Erfindung;
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9 zeigt
die Prozeduren zum Erzeugen von Ratensteuerinformationen unter Verwendung
der BS_RCV-Werte gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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10 zeigt
ein Beispiel dafür,
wie die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenrate
unter Verwendung der BS_RCV-Werte gemäß der vorliegenden Erfindung
gesteuert wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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2 zeigt
eine teilweise Struktur eines Mobilgeräts gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein Mobilgerät 20 umfasst einen Empfangs prozessor 21,
einen Demodulator 22, eine Übertragungsdatenraten-Steuereinheit 23 und
einen Sendeprozessor 24. Der Empfangsprozessor 21 verarbeitet
die von einer Basisstation über
eine Empfangsantenne A1 empfangenen Signale. Der Demodulator 22 demoduliert
die vom Empfangsprozessor 21 verarbeiteten Signale. Die Übertragungsdatenraten-Steuereinheit 23 steuert
die Übertragungsdatenrate
auf der Basis der Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
in den vom Demodulator 22 verarbeiteten Signalen. Der Sendeprozessor 24 sendet
Signale über
eine Sendeantenne A2 zur Basisstation gemäß der Steuerung der Übertragungsdatenraten-Steuereinheit 23.
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Gemäß 2 kann
das Mobilgerät
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Bestimmungsmittel umfassen, das einen Übertragungsenergiepegel
bestimmt, der zur Übertragung zu
einer Basisstation erforderlich ist. Hier kann das Bestimmungsmittel
die Übertragungsdatenraten-Steuereinheit 23 und
den Sendeprozessor 24 in ihrer Gesamtheit oder Teilen davon
umfassen.
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Das
Mobilgerät
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann auch ein Einstellmittel umfassen,
das mit dem Bestimmungsmittel wirksam verbunden ist und das eine
Datenübertragungsrate
auf der Basis eines Vergleichsergebnisses einstellt, das von der
Basisstation in einer bestimmten Weise über einen gemeinsamen Kanal
empfangen wird, wobei das Vergleichsergebnis durch Vergleichen des Übertragungsenergiepegels
und eines Störpegels
von Signalen, die durch die Mobilstationen zur Basisstation gesandt
werden, erhalten wird. Hier kann das Einstellmittel die Übertragungsdatenraten-Steuereinheit 23 und
den Sendeprozessor 24 in ihrer Gesamtheit oder Teilen davon
umfassen.
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Ferner
kann das Mobilgerät
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Sender/Empfänger umfassen, der mit dem
Einstellmittel wirksam verbunden ist und der Paketdaten auf der
Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der eingestellten
Datenübertragungsrate überträgt. Hier kann
der Sender/Empfänger
den Empfangsprozessor 21, den Demodulator 22,
den Sendeprozessor 24 und die Antennen A1 und A2 in ihrer
Gesamtheit oder Teilen davon umfassen.
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3 zeigt
eine teilweise Struktur einer Basisstation gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Eine Basisstation 30 umfasst
einen Empfangsprozessor 31, einen Störpegeldetektor 32,
einen Komparator 33, eine Bestimmungseinrichtung 34 und
einen Sendeprozessor 35. Der Empfangsprozessor 31 verarbeitet
(z. B. demoduliert) die von Mobilgeräten (nicht dargestellt) über eine
Empfangsantenne A3 empfangenen Signale. Der Störpegeldetektor 32 empfängt die
verarbeiteten Signale vom Empfangsprozessor 31 zum Abschätzen und/oder
Erfassen eines Pegels einer Signalstörung in Bezug auf die verarbeiteten
Signale.
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Wie
für Fachleute
verständlich,
gibt es verschiedene Arten von Signalstörung zwischen Mobilgeräten und
Basisstationen in Mobilkommunikationen. Im Fall der Rückkehr-Übertragungsstrecke
ist ein wichtiger Parameter beispielsweise der Anstieg des Pegels
der Gesamtmenge an Rauschen gegenüber dem Pegel des thermischen
Rauschens an einer Basisstation. Dieser Parameter wird als "Verhältnis der
Gesamtempfangsleistung zum thermischen Rauschen" (ROT) bezeichnet. Das Verhältnis der Gesamtempfangsleistung
zum thermischen Rauschen (ROT) entspricht der Belastung der Rückkehr-Übertragungsstrecke.
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Typischerweise
versucht ein Kommunikationssystem, das ROT nahe einem vorbestimmten Wert
zu halten. Wenn das ROT zu groß ist,
wird die Reichweite der Zelle verringert und die Rückkehr-Übertragungsstrecke
ist weniger stabil. Ein großes
ROT kann auch kleine Änderungen
der momentanen Belastung verursachen, die zu großen Auslenkungen der Ausgangsleistung
der Mobilstation führen.
Wenn das ROT als zu hoch betrachtet wird (z. B. über einem gewünschten
Schwellenpegel), kann die Datenübertragungsrate
verringert oder sogar unterbrochen werden, bis die Rückkehr-Übertragungsstrecke
stabilisiert ist. Im Gegensatz dazu kann ein niedriges ROT darauf
hinweisen, dass die Rückkehr-Übertragungsstrecke
nicht stark belastet ist, wobei somit potentiell verfügbare Kapazität verschwendet
wird. Wenn das ROT als zu niedrig betrachtet wird (z. B. unter einem
gewünschten
Schwellenpegel), kann die Datenübertragungsrate
folglich vorteilhafterweise erhöht
werden. Für
Fachleute ist es verständlich,
dass andere Verfahren als das Messen des ROT bei der Bestimmung
der Belastung der Rückkehr-Übertragungsstrecke
verwendet werden können.
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Nachdem
der Starpegeldetektor 32 die Signalstörung erfasst, vergleicht der
Komparator 33 den erfassten Pegel der Signalstörung mit
einem Schwellenwert, um die Last auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke abzuschätzen (zu
bestimmen). Die Bestimmungseinrichtung 34 bestimmt Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
(z. B. Erhöhen,
Erniedrigen oder Beibehalten) auf der Basis der durch den Komparator 33 bestimmten
Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last, und bestimmt
eine Position jedes Mobilgeräts
(d. h. einen physikalischen Ort jedes Mobilgeräts in der Zelle/dem Sektor,
die/der durch die Basisstation bedient wird) auf der Basis der Ratensteuerbit-Position
(RCB-Position) in den Kanalschlitzen. Die RCB-Position in den Kanalschlitzen
ermöglicht, dass
Mobilgeräte
voneinander unterschieden werden.
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Der
Sendeprozessor 35 moduliert ein Übertragungssignal zum Senden
der Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
von der Bestimmungseinrichtung 34 zu jedem Mobilgerät und sendet
Signale zu jedem Mobilgerät über eine
Sendeantenne A4. Hier werden die Signale mit den RCB-Informationen
zu jedem Mobilgerät über einen
gemeinsamen Kanal übertragen.
Der gemeinsame Kanal kann ein bekannter Kanal sein, der bereits
in herkömmlichen Mobilkommunikationen
verwendet wird. Der so genannte "RA-Kanal" kann beispielsweise
in der vorliegenden Erfindung zum Übertragen von Signalen und RCB-Informationen
zu jedem Mobilgerät
verwendet werden. Alternativ werden die Signale mit den RCB-Informationen
zu jedem Mobilgerät über einen neu
erstellten Kanal (Gemeinsamer Rückkehr-Paketdaten-Steuerkanal – CRPDCCH) übertragen,
der in herkömmlichen
Mobilkommunikationssystemen und -verfahren derzeit nicht existiert.
Hier können
verschiedene herkömmliche
Verfahren beim Erstellen einer neuen Art von Kanal verwendet werden,
wobei ein Merkmal der vorliegenden Erfindung die Verwendung des
Ratensteuerbits (RCB) in den Rahmen (16 Schlitze), die zu den Mobilgeräten übertragen
werden, ist.
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Gemäß 3 kann
eine Basisstation gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Bestimmungsmittel umfassen, das einen
Störpegel
von Signalen, die von den Mobilstationen empfangen werden, bestimmt
und einen Übertragungsenergiepegel,
der für
jede Mobilstation erforderlich ist, bestimmt. Hier kann das Bestimmungsmittel
den Störpegeldetektor 32 und
den Komparator 33 in ihrer Gesamtheit oder Teilen davon
umfassen.
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Eine
Basisstation gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann auch ein Vergleichsmittel umfassen,
das mit dem Bestimmungsmittel wirksam verbunden ist und das den
Störpegel mit
dem Übertragungsenergiepegel
vergleicht, um ein Vergleichsergebnis für jede Mobilstation zu erhalten.
Hier kann das Vergleichsmittel den Komparator 33 und die
Bestimmungseinrichtung 34 in ihrer Gesamtheit oder Teilen
davon umfassen.
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Außerdem kann
eine Basisstation gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Sender/Empfänger umfassen, der mit dem
Vergleichsmittel wirksam verbunden ist und der das Vergleichsergebnis über einen
gemeinsamen Kanal auf einer Vorwärts-Übertragungsstrecke
zu jeder Mobilstation in einer bestimmten Weise gemäß dem Vergleich
sendet und Paketdaten auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
in Reaktion auf das Senden empfängt.
Hier kann der Sender/Empfänger
einen Empfangsprozessor 31, einen Sendeprozessor 35 und
Antennen A3 und A4 in ihrer Gesamtheit oder Teilen davon umfassen.
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Unter
Verwendung der allgemeinen Merkmale eines in 2 gezeigten
Mobilgeräts
und der Merkmale einer in 3 gezeigten
Basisstation können
folglich Datenpakete zwischen dem Mobilgerät und der Basisstation gemäß der vorliegenden
Erfindung übertragen
werden. Eine ausführlichere
Beschreibung und Erläuterung
der Strukturaspekte und Verfahren, die in der vorliegenden Erfindung
enthalten sind, sind folgendermaßen.
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4 zeigt
die Details von bestimmten relativen Abschnitten der Bestimmungseinrichtung 34 in der
in 3 gezeigten Basisstation. Die Bestimmungseinrichtung 34 umfasst
mehrere Repeater 41, mehrere Signalpunkt-Abbildungseinrichtungen 42, mehrere
Kanalverstärkungseinheiten 43,
ein Paar von Multiplexern 44 und einen Prozessor 45 für einen langen
Code mit einem Generator 46 eines langen Codes, einen Dezimator 47 und
einen Relativversatzrechner 48.
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In
der vorliegenden Erfindung können
Mobilgeräte über den
so genannten "I-Kanal" oder "Q-Kanal" oder beide Kanäle gesteuert
werden. Hier bezieht sich "I" auf "phasengleich" und "Q" bezieht sich auf "Quadratur", die auf dem Fachgebiet der Digitalsignalmodulation,
insbesondere Vektormodulation, bekannte Begriffe sind. Die Vektormodulation
(von der die Quadraturamplitudenmodulation (QAM) ein populärer Typ
ist) befindet sich im Herzen der meisten digitalen drahtlosen (mobilen)
Kommunikationssysteme. QAM packt mehrere Datenbits in einzelne Symbole,
von denen jedes die Amplitude und Phase des Trägers moduliert.
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Von
der durch den Komparator 33 bestimmten Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last
werden Ratensteuerbits (z. B. RCBs) für jeden Anwender (Mobilgeräte) 0 bis
N-1 zur Bestimmungseinrichtung 34 gesandt. Hier bedeutet
N die Anzahl von Anwendern, die unter Verwendung des I-Kanals und/oder Q-Kanals
gesteuert werden, die auch als "I-Zweig" und "Q-Zweig" bezeichnet werden.
Auf der Basis der zu den Mobilgeräten gesandten RCBs während eines
Datenrahmens (wobei der Rahmen 16 Schlitze aufweist) kann die Basisstation
mehrere Mobilgeräte unter
Verwendung des I-Kanals, des Q-Kanals oder beider steuern.
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Die
Repeater 41 der Bestimmungseinrichtung 34 empfangen
die RCB-Daten (einschließlich Ratensteuerbits)
in Bezug auf mehrere Anwender (Mobilgeräte) 0 bis N-1 und verarbeiten
diese Daten jeweils zum letztlichen Erzeugen von I-Signalen (XI) und/oder Q-Signalen (XQ).
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12,
24, 48, 96, 192 oder 384 Mobilgeräte können beispielsweise durch die
Basisstation gemäß der vorliegenden
Erfindung gesteuert werden. Wenn nur der I-Kanal oder der Q-Kanal verwendet wird, können 12,
24, 48, 96 oder 192 Mobilgeräte
gesteuert werden. Wenn sowohl der I-Kanal als auch der Q-Kanal verwendet
werden, können
24, 48, 96, 192 oder 384 Mobilgeräte gesteuert werden. Wenn entweder
der I-Kanal oder der Q-Kanal verwendet wird, um 12 Mobilgeräte zu steuern,
wiederholt der Repeater 41 die Bits in den zu sendenden
Nachrichten 16 mal, um die Signalzuverlässigkeit zu verbessern. In dieser
Weise werden zum jeweiligen Steuern von 24, 48 oder 96 Mobilgeräten 8, 4
bzw. 2 Wiederholungen durchgeführt.
Zum Steuern von 192 Mobilgeräten werden
keine Wiederholungen durchgeführt.
Befehlssignale werden nämlich
zu den Mobilgeräten
gesandt, ohne irgendwelche Bitwiederholungen durchzuführen. In
einer ähnlichen
Weise werden, wenn sowohl der I-Kanal als auch der Q-Kanal verwendet werden,
zum jeweiligen Steuern von 24, 48, 96 oder 192 Mobilgeräten 16,
8, 4 oder 2 Wiederholungen durchgeführt. Zum Steuern von 384 Mobilgeräten werden
Befehlssignale zu den Mobilgeräten
gesandt, ohne irgendwelche Bitwiederholungen durchzuführen.
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Obwohl
eine spezielle Anzahl von Mobilgeräten, die gesteuert werden können, vorstehend
auf der Basis dessen veranschaulicht wurden, dass 16 Schlitze in
einem zu übertragenden
Rahmen vorhanden sind, würden
Fachleute verstehen, dass eine andere spezielle Anzahl von Mobilgeräten auch
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Abhängigkeit
von der speziellen Rahmengröße und Anzahl
von Schlitzen darin verarbeitet werden könnten.
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Dann
bilden die Signalpunkt-Abbildungseinrichtungen 42 die von
den Repeatern 41 empfangenen Signale beispielsweise durch Ändern aller "0"-Bits auf "+1",
aller "1"-Bits auf "–1" und Bits keines Symbols auf "0" ab, um eine Weiterverarbeitung zu ermöglichen.
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Hier
können
die Signalpunkt-Abbildungsverfahren im Allgemeinen in einer Vielfalt
von Weisen durchgeführt
werden, wie für
Fachleute verständlich. Ein
bevorzugtes Verfahren in der Signalpunktabbildung gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet jedoch ein spezielles Verfahren zum Verarbeiten
der RCBs. Auf der Basis der Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
setzt nämlich
die Basisstation, wenn die aktuelle Übertragungsdatenrate erhöht werden
soll, das RCB auf "ERHÖHEN", und wenn die aktuelle Übertragungsdatenrate
erniedrigt werden soll, setzt die Basisstation das RCB auf "ERNIEDRIGEN". Wenn die aktuelle Übertragungsdatenrate
beibehalten werden soll, werden auch keine RCB-Informationen von
der Basisstation zum Mobilgerät
gesandt.
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Die
Anzahl von Schlitzen, die zur Verarbeitung eines Symbols verwendet
werden, hängt
auch von der Anzahl von Anwendern N ab. Wenn beispielsweise N =
12, wird 1 Symbol pro 1 Schlitz verarbeitet. Für N = 24, 48, 96 oder 192,
werden auch 1 Symbol/2 Schlitze, 1 Symbol/4 Schlitze, 1 Symbol/8 Schlitze
bzw. 1 Symbol/16 Schlitze verarbeitet, wie in 4 angegeben.
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Anschließend verarbeiten
die Kanalverstärkungseinheiten 43 jedes
von den Signalpunkt-Abbildungseinrichtungen 42 empfangene
Signal jeweils weiter. Die Kanalverstärkung wird nämlich durchgeführt und
die verarbeiteten Signale werden zu den Multiplexern (MUX) 44 gesandt,
deren Merkmale nachstehend weiter erläutert werden. Hier können die
Kanalverstärkungsverfahren
im Allgemeinen in einer Vielfalt von Weisen durchgeführt werden,
wie für
Fachleute verständlich.
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Außerdem umfassen
die RCB-Daten in Bezug auf die I-Q-Signalerzeugung Anfangsversatzwerte
(0 bis N-1), die jedem Anwender (Mobilgerät) zugewiesen sind und die
die Position jedes Mobilgeräts bestimmen
(auf der Basis der RCB-Position in den Kanalschlitzen). Hier werden
die Anfangsversatzwerte während
eines so genannten "Verhandlungs"-Prozesses zwischen
Mobilgeräten
und der Basisstation bestimmt (oder erzeugt). Von den Anfangsversatzwerten
gibt "0" die erste Position
unter den Kanalschlitzen an, während "N-1" die letzte Position
angibt.
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Die
Bestimmungseinrichtung 34 umfasst auch einen Prozessor 45 für einen
langen Code mit einem Generator 46 eines langen Codes,
einen Dezimator 47 und einen Relativversatzrechner 48.
Der Prozessor 45 für
einen langen Code empfängt
eine Maske mit langem Code für
den gemeinsamen Rückkehr-Paketdaten-Steuerkanal
(CRPDCCH) und gibt Relativversatzwerte aus, die zum Erzeugen eines I-Signals
und eines Q-Signals verwendet werden. Hier werden für die Relativversatzwerte
die RCB-Positionen, die jedem Mobilgerät zugeordnet sind, vorzugsweise
zufällig
gemacht. Die RCBs werden nämlich
in verschiedene Schlitzpositionen in jedem Rahmen eingefügt. An sich
ermöglicht
die RCB-Position in den Kanalschlitzen, dass Mobilgeräte voneinander unterschieden
werden.
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Schließlich kombinieren
die Multiplexer (MUX) 44 jeweils die Anfangsversatzwerte,
die jedem Anwender zugewiesen sind, mit den Relativversatzwerten
(durch den Prozessor 45 für einen langen Code erzeugt)
und die verarbeiteten Signale von den Kanalverstärkungseinheiten 43,
so dass die RCB-Positionen in den Kanalschlitzen bestimmt werden.
Folglich werden die multiplexierten Signale XI und
XQ für
den I-Kanal, den Q-Kanal oder beide aus der Bestimmungseinrichtung 34 zur
Weiterverarbeitung am Sendeprozessor 35 und zur anschließenden Übertragung
zu den Mobilgeräten
ausgegeben.
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5 ist
ein Ablaufplan, der die Hauptschritte zeigt, die am Übertragen
von Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
zu jedem Mobilgerät
in einem 1xEV-DV- oder 1xEV-DO-System gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Zuerst erfasst und bestimmt
die Basisstation einen Pegel der Störung unter allen Kommunikationsverkehrskanälen (S51).
Der erfasste Störpegel wird
mit einem Schwellenwert verglichen, so dass die Last auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
genähert
werden kann (S52, S53).
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Übertragungsdatenraten-Einstellinformationen
werden durch die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Last und
Informationen hinsichtlich des Abstands von jedem Mobilgerät zur Basisstation
bestimmt und, wie vorher im Hinblick auf 4 erläutert, kombinieren
die Multiplexer 41, 41' die Anfangsversatzwerte (von den
I-Signalen und Q-Signalen) mit den Relativversatzwerten (vom Dezimieren
der Codes vom Generator 46 eines langen Codes), so dass
die RCB-Positionen
in den Kanalschlitzen zum Unterscheiden jedes Mobilgeräts vom anderen
bestimmt werden (S54). Schließlich
werden die RCBs zu den Mobilgeräten über einen
gemeinsamen Kanal übertragen,
die in einer bestimmten Weise (d. h. ausschließlich) für jedes Mobilgerät arbeiten
(S55).
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Beim
Empfangen der RCBs von der Basisstation stellen die Mobilgeräte vorzugsweise
ihre Übertragungsdatenraten
in Inkrementen zum allmählichen
Erhöhen
oder Erniedrigen ein. Dann können die
Mobilgeräte
die Basisstation über
die eingestellte Übertragungsdatenrate
informieren, die sie zu verwenden beabsichtigen, indem sie zur Basisstation
einen Rückkehrraten-Indikator
(RRI) senden. Anschließend
werden Paketdaten zur Basisstation auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke mit der
eingestellten Datenrate übertragen.
Folglich kann die Verwendung der Verfahren der vorliegenden Erfindung
den Datendurchsatz vorteilhaft erhöhen.
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Die
von der Basisstation zu den Mobilgeräten zur Einstellung (Erhöhen, Erniedrigen
oder Beibehalten) der Übertragungsdatenrate
eines Mobilgeräts
während
der Rückkehr-Übertragungsstrecke
gesandten Befehle (auf der Basis von RCBs) werden als "RC-Befehle" bezeichnet. In der
vorliegenden Erfindung sendet die Basisstation vorzugsweise RC-Befehle
während
eines einzelnen Rahmens zu den Mobilgeräten zum Steuern der Übertragungsdatenrate
der Mobilgeräte
während
des nächsten
Rahmens. Fachleute können
jedoch verstehen, dass sich das Senden von RC-Befehlen in bestimmten
Situationen in einen anschließenden
Rahmen erstrecken kann.
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Steuern der Datenübertragungsrate
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zum Steuern einer Datenübertragungsrate auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
in einem Mobilkommunikationssystem mit mehreren Basisstationen und
mehreren Mobilstationen wird ein erster Schritt zum Bestimmen eines Störpegels
an einer Basisstation auf Grund von Signalen von den Mobilstationen,
die von der Basisstation be dient werden, durchgeführt (S60).
Ein Schritt zum Bestimmen eines Übertragungsenergiepegels, der
für jede
Mobilstation erforderlich ist, wird auch durchgeführt (S62).
Als nächstes
wird der Störpegel mit
dem Übertragungsenergiepegel
verglichen, um ein Vergleichsergebnis für jede Mobilstation zu erhalten
(S64).
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Anschließend wird
das Vergleichsergebnis von der Basisstation zum Mobilgerät über einen
gemeinsamen Kanal auf einer Vorwärts-Übertragungsstrecke
in einer bestimmten Weise übertragen
(S66). Hier überträgt die Basisstation
jewielige Vergleichsergebnisse zu jedem Mobilgerät in einer bestimmten Weise.
Mit anderen Worten, die Basisstation sendet ein spezielles Vergleichsergebnis
zu einem speziellen Mobilgerät
(mit einem speziellen Störpegel
und erforderlichen Übertragungsenergiepegel,
die vorher bestimmt wurden), so dass jedes Mobilgerät individuell
so gesteuert wird, dass es eine geeignete Datenübertragungsrate aufweist.
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Anschließend stellt
jedes Mobilgerät
seine aktuelle Datenübertragungsrate
auf der Basis des von der Basisstation über einen gemeinsamen Kanal auf
einer Vorwärts-Übertragungsstrecke
in einer bestimmten Weise gesandten Vergleichsergebnisses ein (S68).
Schließlich
werden Paketdaten auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke von einem
Mobilgerät
zur Basisstation gemäß der eingestellten
Datenübertragungsrate übertragen
(S69).
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Mit
anderen Worten, ein Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate
auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Schritte des Bestimmens eines Störpegels
an einer Basisstation auf Grund von Signalen von den Mobilstationen,
die von der Basisstation bedient werden; des Bestimmens eines Übertragungsenergiepegels,
der für
jede Mobilstation erforderlich ist; des Vergleichens des Störpegels
mit dem Übertragungsenergiepegel,
um ein Vergleichsergebnis für
jede Mobilstation zu erhalten; und des Einstellens einer Datenübertragungsrate
für jede
Mobilstation auf der Basis des über
den gemeinsamen Kanal auf einer Vorwärts-Übertragungsstrecke zu jeder
Mobilstation in einer bestimmten Weise gesandten Vergleichsergebnisses
umfassen.
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Ein
Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auch die Schritte des Bestimmens eines Störpegels
von Signalen, die von den Mobilstationen empfangen werden; des Bestimmens
eines Übertragungsenergiepegels,
der für
jede Mobilstation erforderlich ist; des Vergleichens des Störpegels
mit dem Übertragungsenergiepegel,
um ein Vergleichsergebnis für
jede Mobilstation zu erhalten; und des Sendens des Vergleichsergebnisses über einen
gemeinsamen Kanal auf einer Vorwärts-Übertragungsstrecke
zu jeder Mobilstation in einer bestimmten Weise gemäß dem Vergleich
umfassen.
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Außerdem kann
ein Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der vorliegenden Erfindung
die Schritte des Bestimmens eines Übertragungsenergiepegels, der
zur Übertragung
zur Basisstation erforderlich ist; des Einstellens einer Datenübertragungsrate
auf der Basis eines Vergleichsergebnisses, das von der Basisstation
in einer bestimmten Weise über
einen gemeinsamen Kanal empfangen wird, wobei das Vergleichsergebnis durch
Vergleichen des Übertragungsenergiepegels und
eines Störpegels
von Signalen, die von den Mobilstationen zur Basisstation gesandt
werden, erhalten wird; und des Übertragens
von Paketdaten auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der Einstellung
umfassen.
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Die
vorstehend beschriebenen Verfahren zur Verwendung von RCB gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbessern die herkömmlichen Verfahren (z. B. herkömmliche
Kommunikationssysteme unter den Standards von IS-95, HDR, IMT-2000
usw.) zum Steuern von Übertragungsdatenraten
zwischen Mobilgeräten
und einer Basisstation. Die vorliegenden Erfinder erkannten jedoch,
dass zusätzliche
Verbesserungen auch möglich
sind.
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Die
speziellen Kommunikationsbedingungen jedes Mobilgeräts können beispielsweise
ferner zusätzlich
zu der Gesamtsignalstörung
an der Basisstation (einschließlich
ROT-Parametern), die vorher vorstehend beschrieben wurden, berücksichtigt
werden. Durch Berücksichtigen
der Faktoren an jedem Mobilgerät
können
verschiedene Mobilgeräte
verschiedene Befehle empfangen, um ihre jeweiligen Übertragungsdatenraten
in einer unterschiedlichen Weise einzustellen, anstatt dass alle
Mobilgeräte
denselben Befehl empfangen, um ihre Übertragungsdatenraten um ein
gleiches Ausmaß zu
erhöhen
oder zu erniedrigen.
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In
herkömmlichen
Verfahren führt
jedes Mobilgerät
beim Empfang eines Übertragungsdatenraten-Einstellbefehls
(eines RA-Befehls) von seiner Basisstation einen internen Test durch,
anstatt unmittelbar seine aktuelle Übertragungsdatenrate einzustellen.
Mit anderen Worten, jedes Mobilgerät betrachtet ferner seine eigenen
Kommunikationsbedingungen vor dem Einstellen seiner Übertragungsdatenrate.
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Der
vom Mobilgerät
durchgeführte
interne Test beinhaltet die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit, dass
die Datenübertragungsrate
im nächsten Rahmen
wahrscheinlich zunimmt oder abnimmt. Wenn nämlich die aktuelle Datenübertragungsrate für den aktuellen
Rahmen relativ niedrig ist, besteht eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit,
dass die Datenübertragungsrate
im nächsten
Rahmen erhöht
werden sollte, und es besteht eine relativ geringe Wahrscheinlichkeit,
dass die Datenübertragungsrate
im nächsten
Rahmen erniedrigt werden sollte.
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Es
soll beispielsweise angenommen werden, dass ein Kommunikationssystem
Daten mit fünf
verschiedenen Raten übertragen
kann: 9600 bps; 19200 bps; 38400 bps; 76800 bps; und 153600 bps.
Es wird angenommen, dass ein erstes Mobilgerät (A) Daten mit 19200 bps während des
aktuellen Rahmens überträgt, während ein
zweites Mobilgerät
(B) Daten mit 76800 bps im aktuellen Rahmen überträgt. Wenn die Basisstation zu
den Mobilgeräten,
die sie bedient, einen Befehl zum Erhöhen der aktuellen Datenübertragungsrate
sendet, besitzt dann das Mobilgerät A eine größere Wahrscheinlichkeit für das Arbeiten
mit einer höheren
Datenübertragungsrate
im Vergleich zum Mobilgerät
B. Wenn dagegen die Basisstation zu den Mobilgeräten, die sie bedient, einen
Befehl zum Erniedrigen der aktuellen Datenübertragungsrate sendet, besitzt
das Mobilgerät
B eine größere Wahrscheinlichkeit
zum Arbeiten mit einer niedrigeren Datenübertragungsrate im Vergleich
zum Mobilgerät
A.
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Mit
anderen Worten, ein Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate
auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Schritte des Erfassens eines Gesamtstörungsausmaßes, das
von einer Basisstation empfangen wird; des Bestimmens eines Übertragungsenergiepegels,
der für
eine Mobilstation erforderlich ist, auf der Basis einer Zellenstörungswahrscheinlichkeit
jeder Mobilstation; des Empfangens von übertragbaren Datenrateninformationen von
jeder Mobilstation; und des Erzeugens von Datenraten-Steuerinformationen
gemäß dem Gesamtstörungsausmaß, dem Übertragungsenergiepegel und
den Datenrateninformationen zum Steuern einer Datenübertragungsrate
auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung berücksichtigt
die Kanalbedingung oder den Kanalzustand für jedes Mobilgerät, die gültige Datenrate
zur Übertragung
innerhalb eines Rahmens und die Signalstörung an der Basisstation, so
dass die Basisstation individuell die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenrate
für jedes Mobilgerät in einer
bestimmten Weise steuert. Um diese Steuerung zu erreichen, können verschiedene Parameter
für die
Basisstation und die Mobilgeräte verwendet
werden. Diese Parameter sind folgendermaßen definiert.
-
1) Mobilstationspriorität (MS_PRI)
-
MS_PRI
ist ein Parameter, der zum Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit einer
Zellenstörung
jedes Mobilgeräts
verwendet wird, und wird unter Verwendung der folgenden Gleichung
(1) erhalten:
-
Dieser
Parameter kann durch die Basisstation selbst oder durch das Mobilgerät berechnet
werden, das die Basisstation über
den MS_PRI-Wert in einer periodischen Weise oder, sobald sich die
Kanalumgebung des Mobilgeräts ändert, informiert.
-
In
Gleichung (1) bedeutet αi die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Kanalverstärkung zwischen
dem Mobilgerät
und der i-ten Basisstation, während αj die
Rückkehr-Übertragungsstrecken-Kanalverstärkung zwischen
dem Mobilgerät
und der j-ten Basisstation bedeutet, die die größte Kanalverstärkung aller
Basisstationen besitzt. βi bedeutet auch die Vorwärts-Übertragungsstrecken-Kanalverstärkung zwischen
dem Mobilgerät
und der i-ten Basisstation, während βj die
Vorwärts-Übertragungsstrecken-Kanalverstärkung zwischen
dem Mobilgerät und
der j-ten Basisstation bedeutet, die die größte Kanalverstärkung aller
Basisstationen besitzt.
-
Wenn
ein Schwund nicht berücksichtigt
(d. h. ignoriert) wird, können
die Kanalverstärkung
der Vorwärts-Übertragungsstrecke
und die Kanalverstärkung
der Rückkehr-Übertragungsstrecke
als äquivalent
betrachtet werden. Folglich ist die Näherung:
von Gleichung (1) erfüllt.
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Unter
der Annahme, dass die gesamte Übertragungsleistung
aller Basisstationen ungefähr
gleich ist, ist, wenn die gesamte Übertragungsleistung der Basisstation
mit der Kanalverstärkung
multipliziert wird (d. h. Multiplizieren der Gesamtverstärkungsleistung
der Basisstation mit β
i), auch der resultierende Wert zur Gesamtsignalleistung,
die durch ein Mobilgerät
von der i-ten Basisstation empfangen wird (d. h. Ior), äquivalent.
Folglich ist die Näherung:
von Gleichung erfüllt und
der MS_PRI-Wert kann bestimmt werden.
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In
Gleichung (1) bedeutet Io die Gesamtsumme der Signalleistung von
allen Basisstationen, die vom Mobilgerät empfangen wird (d. h. die
Summe von Ior, die von allen Basisstationen empfangen wird), und
max_Iorj bedeutet die Signalleistung, die von
der i-ten Basisstation empfangen wird, die die stärkste Empfangssignalleistung
aller Basisstationen besitzt.
-
Der
MS_PRI-Wert gibt in einer umgekehrt proportionalen Weise an, wie
ein spezielles Mobilgerät
im Durchschnitt eine Zellenstörung
an anderen Zellen verursacht. Ein großer MS_PRI-Wert bedeutet, dass
die Wahrscheinlichkeit für
das Verursachen einer Zellenstörung
niedrig ist, während
ein kleiner MS_PRI-Wert
bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit für das Verursachen einer Zellenstörung hoch
ist. Mit anderen Worten, ein großer MS_PRI-Wert gibt indirekt
eine hohe Wahrscheinlichkeit an, dass die Mobilstation nahe einer
Basisstation angeordnet ist oder dass das Mobilgerät an einer
Stelle angeordnet ist, an der der Kanalzustand zufrieden stellend
ist, während
ein kleiner MS_PRI-Wert das Entgegengesetzte bedeutet.
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Der
MS_PRI-Wert kann zumindest in den folgenden drei verschiedenen Verfahren
berechnet werden.
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Erstens
berechnet das Mobilgerät
den MS_PRI-Wert unter Verwendung des Io-Werts, der aus der Gesamtsumme der Signalleistung,
die von allen Basisstationen empfangen wird, und dem max_Ior-Wert
der Basisstationen mit der größten Empfangssignalleistung
erfasst wird, und anschließend
wird der MS_PRI-Wert
direkt zur Basisstation übertragen.
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Zweitens
sendet das Mobilgerät
zur geeigneten Basisstation den Ec/Io-Wert der Pilotsignalleistung
(Ec-Leistung), die von jeder Basisstation empfangen wird, unter
Verwendung der Pilotsignal-Messmeldung (PSMM), die an die Basisstation
gemeldet wird. Dann verwendet die Basisstation, die den Ec/Io-Wert
empfängt,
diesen, um den MS_PRI-Wert zu berechnen.
-
Drittens,
wenn ein Rückkehr-Übertragungsstrecken-Kanal
(wie z. B. der Datenraten-Steuerkanal (DRC-Kanal) in 1xEV-DO-Systemen)
zum Informieren über
den Kanalzustand der Vorwärts-Übertragungsstrecke
existiert, verwendet die Basisstation den Vorwärts-Übertragungsstrecken-Kanalzustandswert
(wie z. B. den Ec/Nt oder das Pilotsignal (Ec)), der über diesen
Kanal übertragen
wird, um den MS_PRI-Wert zu berechnen.
-
2) Mobilstation-Rückkehr-Steuerwert (MS_RCV)
-
Der
MS_RCV-Wert ist ein Parameter, der zum Bestimmen des Übertragungsenergiewerts,
der für
jedes Mobilgerät
erforderlich ist, verwendet wird. Zuerst wird eine Funktion f(x)
definiert, eine Berechnung unter Verwendung der folgenden Gleichung
(2) wird durchgeführt. MS_RCV = f (Aktuelle_zugewiesene_Datenrate)[dB] – α·MS_PRI
[dB] (2)
-
Hier
kann der MS_RCV-Wert in Einheiten von dB angegeben werden. "Aktuelle_zugewiesene_Datenrate" bedeutet auch die
Datenrate, die im aktuellen Übertragungsrahmen verwendet
wird, während
f(x) eine Funktion ist, die mit der Empfangsenergie in Beziehung
steht, die zum normalen Empfangen von Daten von einer Basisstation
mit einer Datenrate von x erforderlich ist. Wenn beispielsweise
die "Aktuelle_zugewiesene_Datenrate" 9600 ist, erhalten
wir eine Funktion f(9600) = 4 dB, die im Voraus einen Empfangsenergiepegel
für jede
Datenrate berechnet.
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Folglich
wendet der MS_RCV-Wert Zellenstörungswahrscheinlichkeiten
auf die Empfangsenergie an, die für jedes Mobilgerät erforderlich
ist. Folglich kann die vorliegende Erfindung, die den MS_RCV-Wert
verwendet, das Auftreten einer Zellenstörung unter Verwendung eines
relativ niedrigen Übertragungsenergiepegels
(Übertragungsleistung), der
den Empfangsenergiepegel (Empfangsleistung) erfüllt, der von der Basisstation
angefordert wird, für diejenigen
Mobilgeräte,
die sich nahe der Basisstation befinden oder eine starke Kanalübertragungsstrecke
aufweisen, minimieren.
-
Im
Allgemeinen gilt, wenn die Datenrate zunimmt, nimmt die für jedes
Mobilgerät
erforderliche Empfangsenergie auch zu. Wenn die "Aktuelle_zugewiesene_Datenrate" höher ist,
nimmt folglich der MS_RCV-Wert zu.
-
In
Gleichung (2) bedeutet der MS_PRI-Wert im Term "α·MS_PRI" die Wahrscheinlichkeit
für das Verursachen
einer Störung
an anderen Zellen. Wenn der MS_PRI-Wert klein ist (d. h. wenn eine
hohe Wahrscheinlichkeit besteht, eine Störung an anderen Zellen zu verursachen),
wird der MS_RCV-Wert groß.
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Der
Wert "α", der so eingestellt
werden kann, dass gesteuert wird, wie sich die MS_PRI auf den MS_RCV
auswirkt, ist auch eine Variable, die die "Gerechtigkeit" zwischen Anwendern (Mobilgeräten) steuert.
Die Basisstation stellt den α-Wert so ein, dass
allen Mobilgeräten
garantiert wird, dass sie eine geeignete Datenrate haben. Wenn beispielsweise α=0, werden
die Kanalbedingungen für
das Mobilgerät
nicht berücksichtigt
und der Grad an Gerechtigkeit zwischen den Anwendern (Mobilgeräten) liegt
auf einem Maximum. Wenn der α-Wert
zunimmt, haben dagegen die Kanalbedingungen jedes Mobilgeräts mehr
Auswirkung auf den MS_RCV-Wert.
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Zusammengefasst
gilt, wenn die Datenrate der aktuellen Übertragung höher ist
und wenn der MS_PRI-Wert niedriger ist (d. h. wenn die Wahrscheinlichkeit
für das
Verursachen einer Störung
an anderen Zellen größer ist),
nimmt der MS_RCV-Wert zu. Die Basisstation berechnet und managt
den MS_RCV-Wert für
jedes aktive Mobilgerät.
-
3) Mobilstations-Ratenerhöhungs-Verfügbarkeitsbit (MS_IAB)
-
Der
MS_IAB-Wert ist ein Parameter, um Datenrateninformationen für gültige Daten
zu liefern, die im nächsten
Rahmen vom Mobilgerät übertragen werden
können.
Der MS_IAB-Wert weist zwei Zustände, "Erhöhen" und "Unverändert", auf der Basis der
folgenden Bedingungen auf.
-
Wenn
alle folgenden Bedingungen erfüllt sind,
wird der MS_IAB-Wert als "Erhöhen" festgelegt, während, wenn
irgendeine dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, der Wert als "Unverändert" festgelegt wird.
- I. Wenn die Übertragungsleistungstoleranz
(d. h. restliche Übertragungsleistung) über einem
bestimmten Pegel liegt;
- II. Wenn die Anzahl von Bits im Übertragungspuffer über einem
gewissen Pegel liegt; und
- III. Wenn die Datenrate der aktuellen Übertragung (d. h. Aktuelle_zugewiesene_Datenrate)
unter einer maximalen Datenrate (d. h. MAX_Datenrate), die vom System
festgelegt wird, liegt.
-
Wie
in 7 gezeigt, die ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, verwendet die Basisstation die vorstehend identifizierten
Parameter (d. h. MS_PRI, MS_RCV und MS_IAB) zum Steuern der Datenübertragungsrate
eines Mobilgeräts.
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Die
Basisstation empfängt
den vom Mobilgerät
gemeldeten MS_PRI-Wert in einer periodischen Weise oder, sobald
sich die Kanalbedingungen des Mobilgeräts ändern, oder berechnet den MS_PRI-Wert
direkt für
dessen Aktualisierung. Hier wird der MS_PRI-Wert anfänglich auf
0 gesetzt und anschließend
aktualisiert (S70).
-
Die
Basisstation verwendet den so erhaltenen MS_PRI-Wert und die Datenrate,
mit der das Mobilgerät überträgt, d. h.
die "Aktuelle_zugewiesene_Datenrate", zum Berechnen und
Managen von MS_RCV-Werten für
diejenigen Mobilgeräte,
die sich in einem aktiven Zustand befinden, in Bezug auf die Basisstation
(S71).
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Die
Basisstation erfasst auch die Gesamtstörung (z. B. den Wert des Verhältnisses
der Gesamtempfangsleistung zum thermischen Rauschen (ROT)) auf der
Basis der gesamten Energie von Signalen, die an der Basisstation
empfangen werden (S72). Anschließend überträgt jedes Mobilgerät den MS_IAB-Wert
zur Basisstation in jedem Rahmen (S73).
-
Die
Basisstation verwendet den MS_RCV- und MS_IAB-Wert, um ein Ratensteuerbit
(RCB) zum Steuern der Datenrate von jedem Mobilgerät zu erzeugen
(S74), und das RCB wird zu jedem Mobilgerät übertragen (S75). Hier kann
das RCB drei Arten von Befehlen umfassen; einen Erhöhungsbefehl
zum Erhöhen
der Datenrate des Mobilgeräts,
einen Erniedrigungsbefehl zum Erniedrigen der Datenrate und einen
Befehl zum Nicht-Ändern
der Datenrate.
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Wenn
das von der Basisstation erfasste ROT als zufrieden stellend erachtet
wird (z. B. ROT < ROT_TH1,
wobei ROT_TH1 ein erster Schwellenwert ist), liegt der MS_RCV-Wert
folglich unter einem Schwellenwert (RCV_TH) und von den Mobilgeräten, deren
MS_IAB-Werte als "Erhöhen" eingestellt werden,
werden die RCB-Werte für
bestimmte Mobilgeräte
als "Erhöhen" eingestellt, während die RCB-Werte
für die
restlichen Mobilgeräte
als "Unverändert" eingestellt werden.
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Wenn
jedoch festgestellt wird, dass das von der Basisstation erfasste
ROT mit einem vom System festgelegten Bereich (ROT_TH1 ~ ROT_TH2)
beibehalten wird, werden die RCB-Werte für alle Mobilgeräte auf "Unverändert" gesetzt.
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Wenn
das von der Basisstation erfasste ROT als unzufriedenstellend erachtet
wird (z. B. ROT > ROT_TH2,
wobei ROT_TH2 ein zweiter Schwellenwert ist), werden für diejenigen
Mobilgeräte,
die einen MS_RCV-Wert aufweisen, der den RCV_TH-Wert übersteigt,
die RCB-Werte als "Erniedrigen" eingestellt, während die
RCB-Werte für
die restlichen Mobilgeräte
auf "Unverändert" gesetzt werden.
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Im
obigen Verfahren hängt
die spezielle Anzahl von Mobilgeräten, deren RCB-Werte als "Erhöhen", "Erniedrigen" oder "Unverändert" festgelegt werden,
von verschiedenen Faktoren, wie z. B. der aktuellen Implementierungsumgebung,
der Systemleistung, der Kapazität,
dem Betriebszweck und dergleichen, ab. In einer speziellen Ausführungsform wird
der folgende Algorithmus präsentiert, um
zu zeigen, wie die obigen Merkmale angewendet und implementiert
werden können.
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Zuerst
wird ein Parameter BS_RCV (Basisstations-Ratensteuerwert) definiert,
um die Gesamtzahl von Mobilgeräten
zu bestimmen. Hier wird für den
BS_RCV der niedrigste MS_RCV-Wert der MS_RCV-Werte (an der Basisstation
berechnet oder von einem Mobilgerät gemeldet) bei einer Datenrate von
9600 bps als sein Anfangswert gesetzt. Folglich wird der BS_RCV
so definiert, dass der selektive Bereich des MS_RCV begrenzt wird,
so dass nur diejenigen Mobilgeräte
mit einem MS_RCV-Wert, der über oder
unter einem bestimmten Pegel liegt, RCB-Erhöhungs-
oder -Erniedrigungs-Datenraten-Steuerinformationen empfangen.
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8 zeigt
die Aktualisierungsprozedur des BS_RCV gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Basisstation bestimmt das Gesamtstörungsausmaß (d. h. ROT), das von der
Basisstation empfangen wird, in der Zeiteinheit mit einer speziellen
Periode. Die Basisstation verwendet dann den erfassten ROT-Wert, um
den BS_RCV zu aktualisieren. Wenn der erfasste ROT-Wert unter ROT_TH1
liegt, nimmt BS_RCV um Δ1 zu und, wenn der ROT-Wert über ROT_TH2
liegt, nimmt BS_RCV um Δ2 ab. Wenn jedoch das ROT innerhalb eines
Bereichs zwischen ROT_TH1 und ROT_TH2 gehalten wird, wird der BS_RCV-Wert
auf seinem vorherigen Wert gehalten.
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9 zeigt
die Prozeduren zum Erzeugen von Ratensteuerinformationen unter Verwendung
der BS_RCV-Werte gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zuerst aktualisiert die Basisstation den BS_RCV-Wert
unter Verwendung des erfassten ROT-Werts, wie in 8 gezeigt.
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Dann
erzeugt die Basisstation ein RCB für jedes Mobilgerät auf der
Basis der folgenden Bedingungen unter Verwendung des MS_RCV-Werts,
des BS_RCV-Werts
und des MS_IAB-Werts, die vom jeweiligen Mobilgerät empfangen
werden. Wenn (MS_RCV + λ) < BS_RCV und MS_IAB
= "Erhöhen" erfüllt sind,
wird das RCB als "Erhöhen" festgelegt. Wenn
jedoch MS_RCV > BS_RCV
gilt, dann wird das RCB als "Erniedrigen" festgelegt. Wenn
jedoch (MS_RCV + λ) < BS_RCV und MS_IAB ≠ "Erhöhen" oder wenn MS_RCV ≤ BS_RCV ≤ (MS_RCV + λ), wird das
RCB als "Unverändert" festgelegt. An sich verwendet
die vorliegende Erfindung den "λ"-Wert, um die RCB-Wert-Einstel lungszuweisung
geeigneter zu steuern, um die Kommunikationsumgebung besser widerzuspiegeln.
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10 zeigt
ein Beispiel dessen, wie die Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenrate
unter Verwendung der BS_RCV-Werte gemäß der vorliegenden Erfindung
gesteuert wird. Die Schritte zum Steuern der Datenrate eines Mobilgeräts durch
die Basisstation in einer ausschließlichen oder bestimmten Weise
sind nämlich
gezeigt.
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Die
Basisstation aktualisiert den MS_PRI-Wert durch Empfangen eines MS_PRI-Werts
von dem Mobilgerät,
der von diesem periodisch gemeldet wird, oder sobald sich die Kanalbedingungen
des Mobilgeräts ändern, oder
durch direktes Berechnen eines MS_PRI-Werts an der Basisstation
selbst. Der MS_PRI-Wert wird anfänglich
als 0 festgelegt und anschließend
aktualisiert (S100).
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Die
Basisstation verwendet den MS_PRI-Wert und die Datenrate, die vom
Mobilgerät zur Übertragung
verwendet wird (d. h. die "Aktuelle_zugewiesene_Datenrate"), um die MS_RCV-Werte
aller Mobilgeräte,
die sich im aktiven Zustand befinden, in Bezug auf die Basisstation
zu berechnen und zu managen (S102).
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Die
Basisstation bestimmt die Gesamtenergie der davon empfangenen Signale
(d. h. das Gesamtstörungsausmaß, wie z.
B. ROT) für
jedes Zeitintervall mit einer bestimmten Periode (S104).
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Dann
aktualisiert die Basisstation die BS_RCV-Werte unter Verwendung
des vorher in 8 gezeigten Verfahrens (S106).
Anschließend überträgt jedes
Mobilgerät
für jeden
Rahmen den MS_IAB-Wert zur Basisstation (S108).
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Die
Basisstation erzeugt dann ein Ratensteuerbit (RCB) zum Steuern der
Datenrate jedes Mobilgeräts
unter Verwendung der MS_RCV-, MS_IAB- und BS_RCV-Werte (S110) und
die RCB-Werte werden zu jedem Mobilgerät übertragen (S112).
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Ein
jeweiliges Mobilgerät
empfängt RCB-Werte
von allen aktiven Basisstationen (S114) und erzeugt ein kombiniertes
RCB aus den empfangenen RCB-Werten zum dementsprechenden Steuern
der Datenrate des nächsten
Rahmens (S116).
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Ein
Verfahren zum Kombinieren der von allen aktiven Basisstationen empfangenen
RCB-Werte ist folgendermaßen:
Wenn
alle empfangenen RCB-Werte als "Erhöhen" festgelegt werden,
wird das kombinierte RCB als "Erhöhen" festgelegt. Wenn
irgendeiner der RCB-Werte als "Erniedrigen" festgelegt wird,
wird das kombinierte RCB als "Erniedrigen" festgelegt. In allen
anderen Situationen wird das kombinierte RCB als "Unverändert" festgelegt.
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Mit
anderen Worten, ein Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate
auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Schritte des Bestimmens eines Kanalbedingungswerts
jeder Mobilstation durch einen Pilotkanal-Durchschnittsleistungspegel und
eine Datenübertragungsrate;
des Vergleichens des Kanalbedingungswerts mit einem Übertragungsschwellenwert
einer Basisstation, der durch eine Störung an der Basisstation berechnet
wird; und des Einstellens einer Datenübertragungsrate für jede Mobilstation
auf der Basis des über
einen Kanal auf einer Vorwärts-Übertragungsstrecke
zu jeder Mobilstation in einer bestimmten Weise gesandten Vergleichsergebnisses
umfassen.
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Außerdem kann
ein Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der vorliegenden Erfindung
die Schritte des Bestimmens eines Gesamtstörpegels von Signalen, die von
einer oder mehreren Mobilstationen empfangen werden; des Bestimmens
eines Datenübertragungs-Steuerschwellenwerts
gemäß dem Gesamtstörpegel;
des Bestimmens eines Übertragungsbedingungswerts durch
Empfangen einer Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsrate
und einer Stärke
eines übertragenen
Pilotsignals von der einen oder den mehreren Mobilstationen; des
Erzeugens von Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsratenbefehlen
durch Vergleichen des Übertragungsbedingungswerts
mit dem Datenübertragungs-Steuerschwellenwert;
und des Übertragens
von Daten zu jeder Mobilstation gemäß den erzeugten Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsratenbefehlen
umfassen.
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Ferner
kann ein Verfahren zum Steuern einer Datenübertragungsrate auf einer Rückkehr-Übertragungsstrecke
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Schritte des Bestimmens eines Gesamtstörpegels von
Signalen, die an einer Basissta tion empfangen werden; des Empfangens
einer Pilotsignal-Übertragungsstärke und
einer Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsrate
von einer Mobilstation; und des Erzeugen und Sendens eines Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsratenbefehls
zur Mobilstation unter Verwendung des Gesamtstörpegels, der Pilotsignal-Übertragungsstärke und
der Rückkehr-Übertragungsstrecken-Datenübertragungsrate
umfassen.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung
die Datenraten-Steuerinformationen durch Betrachten nicht nur des
Gesamtstörungsausmaßes, das
von der Basisstation empfangen wird, sondern auch der Signalempfangsbedingungen
an jedem Mobilgerät
erzeugt. Folglich ist eine ausschließliche oder bestimmte Datenratensteuerung
für jedes
Mobilgerät
möglich.
Folglich werden verbesserte Datenübertragungen, die für die Kanalbedingungen
jedes Mobilgeräts
geeigneter sind, erreicht und der Datendurchsatz wird signifikant
verstärkt.
Das Basisstationsmanagement wird auch vorteilhaft verbessert, da
die Basisstation die Belastung auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke genau steuern
kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend mit Bezug auf Variationen
in Datenübertragungsverfahren
zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation, die von der
Basisstation bedient wird, beschrieben, die sich auf Übertragungen
auf der Rückkehr-Übertragungsstrecke
in einem CDMA-System der nächsten
Generation konzentrieren. Es ist jedoch selbstverständlich,
dass die Erfindung vorteilhaft auf andere Situationen angewendet
werden kann, einschließlich Übertragungen
auf anderen Arten von Kanälen
und anderen Mobilkommunikationssystemen, die zur Verarbeitung von
Datenpaketübertragungen entwickelt
werden.
