DE69634702T2

DE69634702T2 - Adaptive kanalzuteilung in einem frequenzmultiplexsystem

Info

Publication number: DE69634702T2
Application number: DE69634702T
Authority: DE
Inventors: Magnus Carl Frodigh; Leif Perols GUDMUNDSON
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: FI974555A; FI974555A0; CN1187930A; AU719052B2; CA2222547A1; DK0882377T3; JP3850878B2; WO1997001256A1; KR19990028244A; US5726978A; JPH11508417A; EP0882377A1; EP0882377B1; CN1171491C; AU6247696A; DE69634702D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft zellulare Telekommunikationssysteme und insbesondere ein Verfahren und ein System für eine adaptive Kanalzuordnung in einem über eine Frequenzaufteilung multiplexierten zellularen System.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
In einem zellularen Telekommunikationssystem kommuniziert der Benutzer einer Mobilstation mit dem System durch eine Funkschnittstelle, während er sich in dem geografischen Abdeckungsgebiet des Systems umherbewegt. Diese Funkschnittstelle zwischen der Mobilstation und dem System wird dadurch implementiert, dass Basisstationen bereitgestellt werden, die überall in dem Abdeckungsgebiet des Systems verteilt sind, wobei jede eine Funkkommunikation mit den Mobilstationen ausführen kann, die innerhalb des Systems arbeiten. In einem typischen zellularen Telekommunikationssystem steuert jede Basisstation des Systems Kommunikationen innerhalb eines bestimmten geografischen Abdeckungsgebiets, dass als eine Zelle bezeichnet wird, und eine Mobilstation, die innerhalb einer bestimmten Zelle angeordnet ist, kommuniziert mit der Basisstation, die diese Zelle steuert. Wenn sich eine Mobilstation überall in dem System umherbewegt, wird eine Steuerung der Kommunikation zwischen dem System und der Mobilstation von einer Zelle zur anderen transferiert, und zwar in Übereinstimmung mit der Bewegung der Mobilstation überall in dem System. Existierende zellulare Telekommunikationssysteme arbeiten in Übereinstimmung mit verschiedenen Luftschnittstellen-Standards, die die Kompatibilität der Geräte sicherstellen, die dafür ausgelegt sind, um in einem bestimmten System zu arbeiten. Jeder Standard stellt spezifische Einzelheiten der Prozesse bereit, die zwischen den Mobilstationen und den Basisstationen des Systems in sämtlichen Betriebsmoden stattfinden, einschließlich während Ruhezuständen, während eines erneuten Abscannens von Steuerkanälen, während einer Registrierung, und während einer Verbindung mit Sprach- oder Verkehrskanälen. In den vergangenen Jahren sind Fortschritte in der Technologie von zellularen Systemen schnell vorangeschritten. Diese Fortschritte in der Technologie sind durch steigende Anforderungen nach den zunehmend vielseitigeren Diensten, die durch zellularen Systemen angeboten werden, geleitet worden. Da die Technologie von zellularen Systemen und die Gesamtanzahl von zellularen Systemen weltweit zugenommen haben, um diesen Bedarf zu erfüllen, fand auch ein begleitender Anstieg in der Anzahl von Systemstandards, gemäß denen diese zellularen Systeme arbeiten, statt.
In zellularen Telekommunikationssystemen ist die Frequenzbandbreite, die zur Verfügung steht, wie in den meisten Funksystemen eine begrenzte Ressource. Deshalb wird das Augenmerk oft darauf gerichtet, dass die effizienteste möglichste Verwendung der verfügbaren Frequenzbandbreite durchgeführt wird, wenn neue zellulare Systeme entwickelt werden. Zusätzlich sind Kommunikationen innerhalb von zellularen Systemen oft bestimmten Typen einer RF Signalverzerrung ausgesetzt, beispielsweise einer Mehrwege-Ausbreitung und einer Interferenz bzw. Störung auf einen gemeinsamen Kanal. Die Entwicklung von neuen Systemstandards hat auch die Notwendigkeit unterstrichen den Effekt von diesen RF Signalstörungen auf Kommunikationen innerhalb der Zellen eines Systems zu minimieren.
Eine Frequenzteilungs-Multiplexierung (Frequency Division Multiplexing; FDM) ist ein Verfahren zum Übertragen von Daten, das eine Anwendung auf zellulare Systeme hat. Eine orthogonale Frequenzteilungs-Multiplexierung (Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) ist ein bestimmtes FDM Verfahren, welches besonders geeignet für zellulare Systeme ist. Ein OFDM Signal besteht aus einer Anzahl von Unterträgern, die zusammen multiplexiert sind, wobei jeder Unterträger auf einer anderen Frequenz ist und jeweils durch ein Signal moduliert wird, dass sich diskret an Stelle von kontinuierlich verändert. Weil sich der Pegel des modulierenden Signals diskret verändert folgt ein Leistungsspektrum jedes Unterträgers einer (sin x/x)² Verteilung. Die spektrale Form, die auf jedem Unterträger übertragen wird, ist derart, dass die Spektren der individuellen Unterkanäle an den anderen Unterträgerfrequenzen Null sind und eine Störung bzw. Interferenz zwischen Unterträgern nicht auftritt. Im Allgemeinen modulieren N serielle Datenelemente N Unterträgerfrequenzen, die dann über eine Frequenzteilung multiplexiert werden. Jedes der N seriellen Datenelemente umfasst einen Datenblock mit einer Dauer von T=1/fs, wobei fs die Bandbreite des OFDM Signals ist. Die Unterträger des OFDM Systems sind in der Frequenz durch Vielfache von 1/T getrennt. Obwohl das Frequenzspektrum der Unterträger überlappt, macht dieser Frequenzabstand die Unterträger orthogonal über einem Symbolintervall, sodass die Spitze der Leistung von jedem modulierten Träger bei Frequenzen entsprechend zu Nullen in dem Leistungsspektrum der anderen Träger auftritt. Das gesamte Spektrum eines OFDM Signals ist nahezu rechteckförmig, wenn eine große Anzahl von OFDM Trägem in den OFDM Signal enthalten sind.
Während der Zeitperiode T kann das OFDM Signal durch einen Block von N Abtastwerten dargestellt werden. Der Wert der N Abtastwerte ist wie folgt:
Die N Werte X (k) stellen die jeweiligen Daten während der Periode T der sich diskret veränderten Signale, die die OFDM Träger^e2jnk/N modulieren, dar. Aus der obigen Beschreibung entspricht das OFDM Signal der inversen diskreten Fourier-Transformation des Satzes von Datenabtastwerten X (k). Um einen Datenstrom in ein OFDM Signal umzuwandeln, wird der Datenstrom in Blöcke von N Abtastwerten X (k) aufgeteilt und eine inverse diskrete Fourier-Transformation wird für jeden Block ausgeführt. Die Kette von Blöcken, die an einer bestimmten Abtastposition über der Zeit auftritt, bildet ein sich diskret veränderndes Signal, das einen bestimmten Unterträger bei einer Frequenz fn moduliert.
OFDM bietet mehrere Vorteile, die in einem zellularen System wünschenswert sind. In OFDM erlaubt die Orthogonalität der Unterträger in dem Frequenzspektrum, dass das gesamte Spektrum eines OFDM Signals näher zu rechteckförmig ist. Dies führt zu einer effizienten Verwendung der Bandbreite, die für ein System verfügbar ist. OFDM bietet auch Vorteile dahingehend, dass eine Interferenz bzw. Störung, die durch Mehrwegeausbreitungs-Effekte verursacht wird, verringert wird. Mehrwegeausbreitungs-Effekte werden durch eine Streuung der Funkwelle von Gebäuden oder anderen Aufbauten in dem Pfad der Funkwelle verursacht. Eine Mehrwege-Ausbreitung kann zu einem frequenzselektiven Mehrwegeschwund führen. In einem OFDM System belegt das Spektrum von jedem einzelnen Datenelement normalerweise nur einen kleinen Teil der verfügbaren Bandbreite. Dies hat den Effekt, dass ein Mehrwegeschwund über viele Symbole ausgespreizt wird. Dies macht effektiv Burstfehler, die durch den frequenzselektiven Mehrwegeschwund verursacht werden, zufällig, sodass anstelle davon, dass ein oder mehrere Symbole vollständig zerstört werden, viele Symbole nur geringfügig verzerrt werden. Zusätzlich bietet OFDM den Vorteil, dass die Zeitperiode T gewählt werden kann, um im Vergleich mit der Symbolverzögerungszeit auf den Übertragungskanal relativ groß zu sein. Dies hat den Effekt einer Verringerung einer Zwischensymbol-Interferenz bzw. Zwischensymbol-Störung, die durch Empfangen der Abschnitte von unterschiedlichen Symbolen zu der gleichen Zeit verursacht wird.
Die Verwendung von OFDM in zellularen Systemen ist von Cimini an, „Analysis and Simulation of a Digital Mobile Channel Using Orthogonal Frequency Division Multiplexing", IEEE Trans. Commun., Vol. 33,. 7, Seiten 665-675 (Juli 1985), vorgeschlagen worden. Eine ähnliche Anwendung von OFDM in einem Mobilsystem ist von Casa, „OFDM for Data Communication Over Mobile Radio FM-Channels-Part I: Analysis and Experimental Results", IEEE Trans. Commun., Vol. 39, No. 5, Seiten 783-793 (Mai 1991) ebenfalls vorgeschlagen worden. In diesen OFDM zellularen Systemen wird ein Satz von Unterträgerfrequenzen jeder Kommunikationsstrecke zugewiesen, die für eine Übertragung der Basisstation an eine Mobilstation (Downlink) und von einer Mobilstation zu einer Basisstation (Uplink), die innerhalb einer Zelle arbeitet, geschaffen wird. Der Satz von Unterträgerfrequenzen, die jeder Kommunikationsstrecke zugewiesen sind, wird aus sämtlichen Unterträgerfrequenzen gewählt, die für das System verfügbar sind. Innerhalb einer Zelle kann die gleiche Unterträgerfrequenz nicht mehr als einer Kommunikationsstrecke zugewiesen werden. Somit tritt eine Gleichkanal-Störung (eine Störung auf dem gleichen Kanal) zwischen Unterträgern innerhalb der gleichen Zelle nicht auf. Jedoch ist es in einem derartigen OFDM System möglich, dass eine Kommunikationsstrecke in einer Zelle des Systems einem Satz von Unterträgerfrequenzen zugewiesen wird, der ein oder mehrere Unterträgerfrequenzen einschließt, die auch einer Kommunikationsstrecke zugewiesen sind, die in einer anderen Zelle innerhalb des Systems aufgebaut ist. Jede von diesen gemeinsam zugewiesenen Unterträgerfrequenzen kann einer Gleichkanal-Störung, verursacht durch die Verwendung der gleichen Unterträgerfrequenz in den anderen Zellen, ausgesetzt sein. In diesen OFDM Systemen existiert kein Verfahren oder kein System zum Koordinieren der Zuweisung von Unterträgerfrequenzen an Kommunikationsstrecken, die innerhalb von verschiedenen Zellen zugewiesen werden. In einem derartigen System könnte die Gleichkanal-Störung in einer Kommunikationsstrecke, verursacht durch einen Unterträger, der in einer benachbarten Zelle verwendet wird, sehr groß sein.
Verfahren zum Zuordnen von Kanalfrequenzenunterzellen in nicht-OFDM Systemen sind vorgeschlagen worden, die eine gleiche Kanal-Störung verringern oder minimieren. Eine adaptive Kanalzuordnung (Adaptive Channel Allocation; ACA) ist ein derartiges Verfahren. Bei der ACA kann irgendeine Kanalfrequenz, die einem zellularen System zugeordnet ist, verwendet werden, um eine Strecke irgendeiner Zelle des Systems aufzubauen, und zwar unabhängig davon, ob die Frequenz in dem System anderswo verwendet wird oder nicht, vorausgesetzt, das bestimmte Interferenz- oder Störungs-Kriterien erfüllt sind. Die Kanalfrequenzen können auch überall in dem System frei erneut verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Störungs- bzw. Interferenzkriterien erfüllt sind.
Bei der adaptiven Kanalzuordnung (Adaptive Channel Allocation) werden verschiedene Messungen der Signalqualität und der Störungspegel auf dynamisch zugeordneten Kanalfrequenzen innerhalb des Abdeckungsgebietes einer Zelle ausgeführt, um eine Liste von Verkehrs- oder Sprachkanälen aufzubauen, die Kommunikationsstrecken zugewiesen werden können, die innerhalb der Zelle hervorgebracht werden sollen. Die Basisstation, die die Zelle steuert, und Mobilstationen innerhalb des Abdeckungsgebiets der Zelle führen Messungen auf dem Satz von Kanalfrequenzen aus, die der Systembetreiber zugeordnet hat, um dynamisch für Kommunikationen innerhalb des Systems zugeordnet zu werden. Im Allgemeinen werden Uplink- (aufwärts gerichtete Strecke) und Downlink- (abwärts gerichtete Strecke) Messungen ausgeführt. Auf Grundlage von diesen Messungen wird dann, wenn eine neue Strecke geschaffen werden soll, eine Kanalfrequenz der Strecke auf Grundlage irgendeiner Regel zugewiesen. In der ACA mit minimaler Störung baut das System zum Beispiel eine Tabelle von Kanälen aus den am Wenigsten gestörten (mit der höchsten Qualität) zu den am Wenigsten gestörten (geringste Qualität) Kanälen auf, wie innerhalb jeder Zelle gemessen. Das System wählt dann eine bestimmte Anzahl von am Wenigsten gestörten Kanalfrequenzen aus dieser Liste, um für eine Kommunikation in diese Zelle zugeordnet zu werden. Andere Kriterien, wie beispielsweise eine bestimmte erforderliche Frequenztrennung zwischen den gewählten Kanälen und die Vermeidung von bestimmten Kombinationen von Kanälen, deren Frequenzen eine Intermodulation erzeugen, werden ebenfalls berücksichtigt. Als ein Beispiel von ACA illustriert H. Eriksson, „Capacity Improvement by Adaptive Channel Allocation", IEEE Global Telecomm. Conf., Seiten 1355-1359, Nov. 28-Dec. 1, 1988, die Kapazitätszuwächse im Zusammenhang mit einem zellularen Funksystem, bei dem sämtliche Kanäle von einer gemeinsamen Ressource sind, die von sämtlichen Basisstationen gemeinsam verwendet wird. In dem voranstehend erwähnten Bericht misst die Mobilstation die Signalqualität des Downlinks, und Kanäle werden auf Grundlage einer Auswahl des Kanals mit dem höchsten Träger-zu-Störungs-Verhältnis (C/I Pegels) zugewiesen.
Existierende ACA Algorithmen, die für nicht-OFDM zellulare Systeme unter Verwendung einer Trägerfrequenz für jede Strecke geschaffen worden sind, können in einem zellularen System, welches OFDM verwendet, nicht effektiv verwendet werden. Ein Problem mit den existierenden ACA Techniken ist, dass die Anzahl von Unterträgern in einem OFDM System im Vergleich mit der Anzahl von Trägern in dem System, welches einen einzelnen Träger für jede Kommunikationsstrecke verwendet, groß ist. Dies erfordert extensive Messanstrengungen, die sowohl Zeit- als auch System-Ressourcen verschwenden, um die Uplink und Downlink-Messergebnisse zu ermitteln, die für ACA erforderlich sind. Um die Ergebnisse der großen Anzahl von Downlink-Messungen, die an einer Mobilstation durchgeführt werden, an das System für eine Verarbeitung zu transferieren, ist zusätzlich die Verwendung einer großen Menge von Signalisierungsressourcen erforderlich.
Die WO-95/10144 beschreibt ein OFDM gestütztes System mit einer Basisstation und mehreren Außenstationen. Der Kanalzuordnungsalgorithmus ist auf die Feststellung gestützt, das Trägerwellen in Abhängigkeit von dem Ort, von dem oder an den Signale übertragen werden, zu einem unterschiedlichen Grad gedämpft sein können. Die WO-95/10144 offenbart einen adaptiven Kanalzuordnungsalgorithmus, der die folgenden Schritte umfasst: 1) Auffinden, unter nicht-zugeordneten Trägerwellen, derjenigen mit der niedrigsten Amplitude; 2) Zuordnen der gefundenen Trägerwelle zu dem Benutzer, der den größten Gewinn aufweist; 3) Wiederholen von 1) und 2), bis sämtlichen Benutzern so viele Trägerwellen, wie benötigt werden, zugeordnet worden sind; 4) Wiederholen von 1) – 3) so oft wie erforderlich. Somit zielt die WO-95/10144 darauf ab verbleibende nicht zugeordnete Trägerwellen während des Zuordnungsalgorithmus zu verteilen.
Die US-5295138 behandelt einen adaptiven Kanalzuordnungsalgorithmus (ACA) für eine Frequenzteilungs-Multiplexierung (FDN) zum Auffinden eines optimalen Kanalplans für ein satellitengestütztes System. Eine Anzahl von zufälligen Kanalkonfigurationen wird in einer einzelnen Kanaloptimierungssuche ausprobiert. Sobald sämtliche zufälligen Suchvorgänge ausgeführt sind, wird der Beste der lokalen optimalen Frequenzpläne als der anfängliche globale optimale Frequenzplan hergenommen. Danach wird eine Dualkanal-Suche verwendet, um die anfängliche globale Optimierungssuche fein abzustimmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein effizientes adaptives Kanalzuordnungsverfahren anzugeben, welches die Verwendung von Signalisierungsressourcen minimiert.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren gelöst worden, das im Anspruch 1 definiert ist. Zusätzliche Aufgaben und Vorteile ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein zellulares Telekommunikationsnetz, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann;
2A die Zuordnung der Unterträger in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einem orthogonalen Frequenzteilungs-muliplexierten System;
3A ein Blockdiagramm eines Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3B und 3C Blockdiagramme eines Streckensenders bzw. eines Streckenempfängers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4A und 4B Flussdiagramme von Prozessschritten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die durch einen Streckenempfänger ausgeführt werden;
5 ein Flussdiagramm von Prozessschritten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die innerhalb eines zellularen Telekommunikationsnetzwerks ausgeführt werden;
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezugnehmend auf 1 ist dort ein frequenz-teilungs multiplexiertes (FDM) zellulares Telekommunikationssystem des Typs dargestellt, auf dem sich die vorliegende Erfindung im Allgemeinem bezieht. Wie in 1 kann ein beliebiges geografisches Gebiet in eine Vielzahl von angrenzenden Funkabdeckungsgebieten oder Zellen C1-C10 unterteilt sein. Während das System der 1 in illustrativer Weise gezeigt ist, um nur 10 Zellen zu enthalten, sei deutlich darauf hingewiesen, dass in der Praxis die Anzahl von Zellen viel größer sein wird.
Zugeordnet zu jeder der Zellen C1-C10 und angeordnet innerhalb davon ist eine Basisstation, die als eine entsprechende einer Vielzahl von Basisstationen B1-B10 bezeichnet ist. Jede der Basisstationen B1-B10 umfasst einen Sender, einen Empfänger und einen Basisstations-Controller, so wie dies in dem technischen Gebiet altbekannt ist. In 1 sind die Basisstationen B1-B10 in einer illustrativen Weise an der Mitte von jeder der Zellen C1-C10 jeweils angeordnet und sind mit Rundstrahlantennen ausgerüstet. In anderen Konfigurationen des zellularen Funksystems können die Basisstationen B1-B10 jedoch in der Nähe des Umfangs oder in einer anderen Weise weg von der Mitte der Zellen C1-C10 angeordnet sein und können die Zellen C1-C10 mit Funksignalen entweder aus allen Richtungen oder in einer gerichteten Weise bestrahlen. Deshalb ist die Darstellung des zellularen Funksystems der 1 nur für die Zwecke der Illustration und ist nicht als eine Beschränkung der möglichen Implementierungen des zellularen Telekommunikationssystems vorgesehen, in dem die vorliegende Erfindung implementiert wird.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 kann man eine Vielzahl von Mobilstationen M1-M10 innerhalb der Zellen C1-C10 finden. Wiederum sind nur 10 Mobilstationen in 1 gezeigt, es sei aber darauf hingewiesen, dass die tatsächliche Anzahl von Mobilstationen in der Praxis viel größer sein könnte und unweigerlich die Anzahl von Basisstationen stark übersteigen wird. Während keine der Mobilstationen M1-M10 unter Umständen in einigen der Zellen C1-C10 vorhanden sein können, sei ferner darauf hingewiesen, dass die Anwesenheit oder Abwesenheit der Mobilstationen M1-M10 in irgendeiner bestimmten der Zellen C1-C10 in der Praxis von den individuellen Wünschen der Benutzer der Mobilstationen M1-M10 abhängen wird, die sich von einem Ort in der Zelle an einen anderen oder von einer Zelle an eine angrenzende Zelle oder benachbarte Zelle oder sogar von einem zellularen Funksystem, das durch ein bestimmtes MSC bedient wird, an ein anderes derartiges System bewegen können (Roaming).
Jede der Mobilstationen M1-M10 ist in der Lage einen Telefonanruf durch eine oder mehrere der Basisstationen B1-B10 und ein Mobilstations-Vermittlungszentrum MSC zu initiieren oder empfangen. Ein Mobilstations-Vermittlungszentrum MSC ist über Kommunikationsstrecken, z.B. Kabel, mit jeder der jeweiligen Basisstationen B1-B10 und mit dem nicht gezeigten festen öffentlichen Telefonvermittlungsnetz PSTN oder einem ähnlichen festen Netz verbunden, das Einrichtungen für ein dienstintegriertes Digitalnetz (Integrated System Digital Network; ISDN) einschließen kann. Die relevanten Verbindungen zwischen dem Mobilstations-Vermittlungszentrum MSC und den Basisstationen B1-B10 oder zwischen dem Mobilstations-Vermittlungszentrum MSC und den PSTN oder ISDN sind in 1 nicht vollständig gezeigt, aber sind für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet altbekannt. In ähnlicher Weise ist auch bekannt mehr als ein Mobilstations-Vermittlungszentrum in einem zellularen Funksystem einzubauen und jedes zusätzliche Mobilstations-Vermittlungszentrum mit einer unterschiedlichen Gruppe von Basisstationen und mit einem anderen Mobilstations-Vermittlungszentrum über Kabel- oder Funkstrecken zu verbinden.
Jedes MSC kann in einem System die Verwaltung einer Kommunikation zwischen jeder Basisstation B1-B10 und den Mobilstationen M1-M10 in Kommunikation damit steuern. Wenn die Mobilstation ein Roaming in dem System ausführt, registriert die Mobilstation ihren Ort in dem System durch die Basisstation, die das Gebiet steuert, in dem die Mobilstation angeordnet ist. Wenn das Telekommunikationssystem der Mobilstation einen Anruf empfängt, der an eine bestimmte Mobilstation adressiert ist, wird eine Ausrufnachricht (Paging-Nachricht), die an diese Mobilstation adressiert ist, auf Steuerkanälen der Basisstationen ausgesendet, die das Gebiet steuern, in dem angenommen wird, dass sich die Mobilstation befindet. Auf einen Empfang der Ausrufnachricht hin, die an sie adressiert ist, scannt die Mobilstation Systemzugriffskanäle und sendet eine Ausrufantwort an die Basisstation, von der sie das stärkste Zugriffskanalsignal empfangen hat. Der Prozess wird dann initiiert, um die Anrufverbindung zu erzeugen. Das MSC steuert das Paging (die Ausrufung) einer Mobilstation, von der angenommen wird, dass sie sich in dem geografischen Gebiet befindet, das durch ihre Basisstationen B1-B10 bedient wird, im Ansprechen auf den Empfang eines Anrufs für diese Mobilstation, die Zuordnung von Funkkanälen an eine Mobilstation durch eine Basisstation auf einem Empfang einer Ausrufungsantwort von der Mobilstation hin, sowie den Übergabe-Kommunikationen (Handoff-Kommunikationen) mit einer Mobilstation von einer Basisstation an eine andere im Ansprechen auf die Bewegung der Mobilstation überall durch das System, von Zelle zu Zelle, während eine Kommunikation vor sich geht.
Jeder der Zellen C1-C10 ist eine Vielzahl von FDM Unterträgerfrequenzen und wenigstens ein speziell zugewiesener Steuerkanal zugeordnet. Der Steuerkanal wird verwendet, um den Betrieb von Mobilstationen mit Hilfe von Informationen, die an diese Einheiten gesendet und von ihnen empfangen werden, zu steuern oder zu überwachen. Eine derartige Information kann Signale eines ankommenden Anrufs, Signale eines abgehenden Anrufs, Ausrufungssignale, Ausrufungsantwortsignale, Ortsregistrierungssignale und Sprach- und Verkehrs-Unterträgerzuweisungen einschließen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Implementierung eines Verfahrens und eines Systems einer adaptiven Kanalzuordnung (Adaptive Channel Allocation; ACA) in einem FDM Zellularsystem, wie in 1 gezeigt. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine ACA in einem OFDM System implementiert, das mit einer Gesamtsystembandbreite von 5 MHz und einem Unterträgerabstand von 5 KHz arbeitet. Die Gesamtanzahl von Unterträgern, die für dieses System verfügbar sind, ist ungefähr 5 MHz/5 KHz = 1000. Die Unterträger werden auf einem System-RF-Träger mit einer Frequenz von 2 GHz für eine Übertragung über den System-RF-Kanal moduliert und die Frequenzspektren des gesendeten Signals sind um den RF Träger herum zentriert. Sämtliche Unterträger sind zur Verwendung in jeder Zelle verfügbar, aber ein Unterträger kann nicht gleichzeitig auf mehr als einer Strecke in einer Zelle verwendet werden. Ein Frequenz-Teilungs-Duplex (Frequency Division Duplex; FDD) wird für eine Trennung der Uplink- (aufwärtsgerichtete Strecke) und Downlink-(abwärtsgerichtete Strecke) Unterträgerfrequenz verwendet. Das System umfasst einen speziell zugewiesenen Steuerkanal (Dedicated Control CHannel; DCCH), der sowohl ein Uplink- als auch ein Downlink-Kanal zur Übertragung von Steuerinformationen für Gesprächsübergaben (Handovers), einer Langzeit-Kanalzuordnungsinformation, einer Langzeit-Leistungssteuerinformation und Messnachrichten und Messergebnissen ist. Das System umfasst auch einen physikalischen Steuerkanal (PCCH), der sowohl ein Uplink- als auch Downlink-Kanal zum Übertragen von Kurzzeit-Kanalzuordnungsinformationen, Kurzzeit, Energiesteuerinformationen, Messnachrichten und Messergebnissen ist.
In der ACA der Erfindung wählt das System für jeden Uplink/Downlink zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation einen Untersatz einer Anzahl (M) von Unterträgern auf einem Satz einer Anzahl (N) von Unterträgern. Der Satz von N Unterträgern ist der Satz von Unterträgern, die innerhalb des Systems für jede Strecke verfügbar sind, wobei N > M ist. Der Satz M Unterträgern ädert sich während einer Kommunikation nicht. Der Satz von N Unterträgern kann sämtliche Unterträger des Systems einschließen. Alternativ kann der Satz von N Unterträgern ein Satz sein, der in der Anzahl kleiner als die Gesamtanzahl von Unterträgern ist, die verfügbar sind, aber in der Anzahl größer als die Anzahl von Unterträgern in dem Untersatz von M Unterträgern.
In 2 ist die Zuordnung von Unterträgern in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einem OFDM System gezeigt. Die Basisstation 200 kommuniziert mit der Mobilstation 202 über den Downlink 206 und einem Uplink 208. Die Basisstation 200 kommuniziert mit der Mobilstation 204 auch über einen Downlink 210 und einen Uplink 212. Übertragungen auf den Strecken 206, 208, 210 und 212 werden über den System-RF-Kanal durchgeführt. Sprache und Daten, die auf jeder Strecke übertragen werden sollen, werden auf einer Anzahl (M) von Unterträgern moduliert. Die M Unterträger werden dann auf dem System-RF-Träger für eine Übertragung über den System-RF-Kanal moduliert. Jede Strecke 206, 208, 210 und 212 innerhalb der Zelle verwendet einen getrennten Untersatz von M Unterträgern. Die Unterträger können nur einmal innerhalb einer Zelle verwendet werden.
Bezugnehmend nun auf 3A ist dort ein Blockdiagramm eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das System besteht aus einem Streckensender 300, einem Streckenempfänger 330, einem ACA Verarbeitungsabschnitt 360 und einem RF Kanal 380. Der Empfänger 330 und der Sender 300 einer bestimmten Strecke sind an gegenüberliegenden Enden der Strecke angeordnet. In dem Downlink ist der Empfänger 330 in der Mobilstation angeordnet und der Sender 300 ist in der Basisstation angeordnet. In dem Uplink ist der Empfänger 330 in der Basisstation angeordnet und der Sender 300 ist in der Mobilstation angeordnet. Ein RF Kanal (HF Kanal) weist einen Satz von N verfügbaren Unterträgern auf. Der Streckenempfänger 330 und der Streckensender kommunizieren über einen RF Kanal 380 unter Verwendung eines Untersatzes M der verfügbaren Unterträger.
Bezugnehmend nun auf die 3B und die 3C sind dort funktionale Blockdiagramme des Senders 300 bzw. des Empfängers 330 der 3A gezeigt. Die funktionalen Merkmale, die in der 3B und der 3C gezeigt sind, sind gemeinsam für sowohl die Basis- und Mobilstations-Empfänger als auch die Sender.
Der Sender 300 umfasst einen Serien-zu-Paralell-Wandler 302, eine Abbildungs-Schaltungsanordnung (MAP) 304, eine Schaltungsanordnung 306 für eine inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT), einen Frequenzmultiplexer (MuX) 308 und einen Modulator 310. In einem Sendebetrieb wandelt der Serien-zu-Paralell-Wandler 302 einen seriellen digitalen Datenstrom 312 in Blöcke von M Symbolen 314 um, wobei M durch die Symbolgröße und die Datenrate des Systems bestimmt wird. Die M Symbole werden dann der MAP Schaltungsanordnung 304 eingegeben, wo jedes der M Symbole auf einen Unterträgereingang der IFFT Schaltungsanordnung 306 abgebildet wird. Dann wird eine inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT) für die Blöcke von Daten, die der IFFT Schaltungsanordnung 306 eingegeben werden, ausgeführt. Die Signale 318, die an den N Ausgängen der IFFT Schaltungsanordnung 306 erzeugt werden, werden dann in dem MuX 308 multiplexiert, um ein Signal 320 zu erzeugen, dass M multiplexierte Unterträger enthält, wobei jeder davon die Daten trägt, die in einem Symbol der M Symbole 314 enthalten sind. Das Signal 320 wird dann auf den System-RF-Träger 324 an den Modulator 310 moduliert und als ein OFDN Signal über den System-RF-Kanal 322 übertragen.
Der Empfänger 330 umfasst einen Demodulator 332, einen Frequenzdemultiplexer (DEMUX) 334, eine Schaltungsanordnung 336 für eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), eine Rückabbildungs-Schaltungsanordnung (DEMAP) 338, einen Paralell-zu-Serien-Wandler 340, eine Störungsmesseinrichtung 344, eine Signal-Qualitäts-Messeinrichtung 342 und einen Prozessor 346. In einem Empfängerbetrieb wir der System-RF-Träger auf den System-RF-Kanal 322 empfangen und dann an den Demodulator 332 demoduliert und an den DEMUX 334 demultiplexiert, um N Abtastwerte 348 des Signals zu erhalten, das die M multiplexierten Unterträger enthält. Dann wird durch die FFT Schaltungsanordnung 336 mit den N Abtastwerten 348 als Eingängen eine schnell Fourier-Transformation (FFT) ausgeführt, um Datensignale 350 zu erzeugen, die irgendwelche modulierenden Daten enthalten, die auf jedem Unterträger übertragen wurden. Die demodulierten und der FFT ausgesetzten N Unterträger werden durch Parameter bestimmt, die dem DEMUX 334 und der FFT Schaltungsanordnung 336 von dem Prozessor 346 eingegeben werden. Die Störungs-Messeinrichtung 344 misst den Grad einer Störung bzw. Interferenz (I) auf jedem der Datensignale 350, die von jedem der N Abtastwerte 348 wieder hergestellt werden. Die N empfangenen Datensignale 350 werden dann dem Rückabbildungsblock 338 eingegeben, wo die M Datensignale 352, die auf den M Unterträger Frequenzen empfangen werden, die gegenwärtig den Streckenkommunikationen zugewiesen sind, von den N Datensignalen 350 zurück abgebildet werden. Die Rückabbildung wird in Übereinstimmung mit Parametern durchgeführt, die dem DEMAP Block 338 von dem Prozessor 346 eingegeben werden. Die M rückabgebildeten Datensignale 352 werden dann dem Paralell-zu-Serien-Wandler 340 eingegeben und in serielle empfangenen Daten 354 umgewandelt. Eine Signalqualität (C/I) wird an dem Ausgang des Rückabbildungsblocks 338 für jedes der M rückabgebildeten Datensignale 352 gemessen, die auf dem M Unterträgerfrequenzen empfangen werden, die gegenwärtig der Strecke zugewiesen sind, auf der der Empfänger 330 gerade einen Empfang ausführt.
Die adaptive Kanalzuordnung für jede Strecke wird durch einen ACA Verarbeitungsabschnitt 360 der 3A implementiert, der mit Ergebnissen von Messungen arbeitet, die in dem Streckenempfänger ausgeführt werden. In der gezeigten Ausführungsform empfängt der Prozessor 346 Störungsmessungen von der Störungs-Messeinrichtung 344 und Signalqualitäts-Messergebnisse von der Signalqualitäts-Messeinrichtung 342. Der Prozessor 346 arbeitet mit den Messergebnissen, um Daten für eine Eingabe an den ACA Verarbeitungsabschnitt 360 des Systems zu erzeugen. Die Daten, die von dem Prozessor 346 erzeugt werden, werden dann an den ACA Verarbeitungsabschnitt 360 über die Schnittstelle 362 transferiert. In der gezeigten Ausführungsform ist der ACA Verarbeitungsabschnitt 360 innerhalb der MSC angeordnet. Der ACA Verarbeitungsabschnitt 360 kann alternativ innerhalb der Basisstationen des Systems angeordnet sein. Es ist auch vorstellbar, dass die Funktionen, die durch den ACA Verarbeitungsabschnitt ausgeführt werden, unter der Mobilstation, der Basisstation und der MSC verteilt werden. Verfahren zum Konfgurieren von Speichern, um die erforderlichen Daten zu speichern, und Verfahren zum Konfigurieren von Mikroprozessoren und Software, um diese Typen von Funktionen auszuführen, sind für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet altbekannt.
Wenn eine Mobilstation als ein Streckenempfänger arbeitet, dann transferiert der Prozessor 346 die ACA Daten an den Sender der Mobilstation für eine Übertragung an das System über die Schnittstelle 362, die den Uplink auf den geeigneten Steuerkanal umfasst. In einer Basisstation als Streckenempfänger transferiert der Prozessor 346 die ACA Daten an das MSC über die Schnittstelle 362, die Landleitungs- oder andere Verbindungen umfasst. Der ACA Verarbeitungsabschnitt 360 arbeitet mit den Daten und gibt dann geeignete Unterträger-Zuweisungsbefehle an den Streckenempfänger 330 über die Schnittstelle 364, die Landleitungs- oder andere Verbindungen umfasst, wenn die Basisstation der Streckenempfänger ist, oder den Downlink auf dem geeigneten Steuerkanal, wenn die Mobilstation der Streckenempfänger ist. Der Prozessor 346 des Streckenempfängers 330 empfängt die Befehle und erzeugt dann die richtigen Eingangsparameter für den Empfänger, sodass die richtigen Unterträger für die Strecke empfangen werden. Der ACA Verarbeitungsabschnitt 360 sendet auch Befehle an die MAP Schaltungsanordnung 304, die zu dem Streckensender 300 gehört, über die Schnittstelle 366. Die MAP Schaltungsanordnung 304 bildet dann die M Symbole auf die geeigneten Ausgänge der MAP Schaltungsanordnung 304 ab, sodass der richtige Untersatz von M Unterträgern darauf übertragen wird.
Der erforderliche Datentransfer zwischen den Mobilstationen, den Basisstationen und den MSCs des Systems kann durch bekannte Verfahren erreicht werden. In der beschriebenen Ausführungsform können die DCCH und PCCH Kanäle auf sowohl dem Uplink als auch dem Downlink verwendet werden, um Messergebnisse oder Unterträger-Zuweisungsnachrichten zwischen einer Mobilstation und dem System zu transferieren. Die Verwendung von Steuerkanälen, um derartige Informationen zu transportieren, ist für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet bekannt.
Bezugnehmend nun auf 4A ist dort ein Flussdiagramm gezeigt, das die Schritte darstellt, die durch den Streckenempfänger 330 während des ACA Prozesses ausgeführt werden. Die Schritte, die von einer Mobilstation ausgeführt werden, die auf einem Downlink empfängt, und die Schritte, die durch eine Basisstation ausgeführt werden, die auf einem Uplink empfängt, sind im Wesentlichen identisch und die 4A kann verwendet werden, um die Schritte zu beschreiben, die durch den Streckenempfänger 330 in beiden Fällen ausgeführt werden. Die Unterschiede zwischen den Prozessschritten, die in der Mobilstation und in der Basisstation ausgeführt werden, betreffen den Schritt 428 der 4B. 4B ist ein Flussdiagramm, welches zusätzliche Schritte darstellt, die durch die Mobilstation während des Schritts 428 des ACA Messprozesses ausgeführt werden. Diese zusätzlichen Schritte werden unter Bezugnahme auf 4B beschrieben werden, wenn der Prozess der 4A beschrieben wird.
Der ACA Prozess beginnt, wenn es für das System erforderlich ist eine Kommunikationsstrecke zwischen einem Mobilstations-Basisstations-Paar auf entweder dem Uplink oder dem Downlink zu erzeugen. Bezugnehmend wiederum auf 4A empfängt der Streckenempfänger im Schritt 402 von dem System eine Messanweisungsnachricht, um eine Störung (I) auf jedem einer Gruppe von N Unterträgern, die für die Strecke verfügbar sind, zu messen. Die N Unterträger können sämtliche Unterträger sein, die innerhalb des Systems verfügbar sind, oder eine kleinere Gruppe von Unterträgern, die aus sämtlichen Unterträgern gewählt sind, die innerhalb des Systems verfügbar sind. Als nächstes werden im Schritt 404 die I Messungen ausgeführt. Dann bewegt sich der Prozess von dem Schritt 404 zu dem Schritt 406, wo die I Messergebnisse an das System gesendet werden. Wenn eine Mobilstation der Streckenempfänger ist, werden die I Messergebnisse über den DCCH oder PCCH Kanal an die Basisstation übertragen und dann an das MSC transferiert. Wenn eine Basisstation der Streckenempfänger ist werden die I Messergebnisse an das MSC über die geeignete Überlandeinrichtung transferiert. Nach Senden der I Messergebnisse geht der Prozess zum Schritt 408, wo der Streckenempfänger auf eine Antwort von dem System wartet. Die Prozessschritte, die stattfinden, wenn der Streckenempfänger in dem Wartezustand im Schritt 408 ist, werden nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Bezugnehmend nun auf 5 sind dort die Prozessschritte gezeigt, die innerhalb des ACA Verarbeitungsabschnitts des Systems während des ACA Prozesses ausgeführt werden. Im Schritt 502 werden die Ergebnisse der I Messung, die auf dem N Unterträgern an dem Streckenempfänger ausgeführt wird, durch den ACA Prozessor empfangen. Als nächstes bestimmt der ACA Prozessor im Schritt 504 die M am wenigsten gestörten nicht verwendeten Unterträger aus den Ergebnissen der I Messungen, die auf dem N Unterträgern durchgeführt werden. Von dem Schritt 504 geht der Prozess dann zu dem Schritt 506, wo eine Unterträger-Zuweisungsnachricht, die den Untersatz der am wenigsten gestörten M Unterträger der Strecke zuweist, sowohl an den Streckenempfänger als auch den Streckensender gesendet wird. Der ACA Prozessor geht nun zum Schritt 508 und wartet auf eine weitere Eingabe von dem Streckenempfänger. Der Prozessablauf kehrt nun zu dem Schritt 408 in 4A zurück. Alternative Verfahren zum Bestimmen der M Unterträger für die Unterträger-Zuweisungsnachricht können anstelle des Schritts 506 verwendet werden. Zum Beispiel könnten die Unterträger auf Grundlage davon zugewiesen werden, wie deren Verwendung Übertragungen in benachbarten Zellen beeinflusst. Wenn einer der am Wenigsten gestörten M Unterträger in einer Nachbarzelle verwendet wurde, würde der Unterträger nicht verwendet werden. In diesem Fall können die M Unterträger unter Umständen nicht die am wenigsten gestörten Unterträger sein.
Bezugnehmend wiederum auf 4A bewegt sich der Streckenempfänger, der bei 408 in dem Wartezustand gewesen ist, sich nun zum Schritt 410 und empfängt die Kanal-Zuweisungsnachricht, die den Untersatz von M Unterträgern der Strecke zuweist. Als nächstes geht der Prozess zum Schritt 412, wenn der Streckenempfänger beginnt auf der Strecke unter Verwendung des zugewiesenen Untersatzes von M Unterträgern zu empfangen. Von dem Schritt 412 geht der Prozess nun zu dem Schritt 414 und wartet auf einen weiteren Eingang. Im Schritt 416 wird ein Eingang empfangen. Der Streckenempfänger kann aus drei Typen von Eingängen empfangen, während er einen Empfang unter Verwendung des zugewiesenen Untersatzes von M Unterträgern ausführt. In dem Entscheidungsschritt 418 bestimmt der Streckenempfänger, ob ein Anrufendsignal empfangen worden ist. Wenn ein Anrufendsignal empfangen worden ist, endet der Prozess. Das Anrufendsignal kann durch das System an den Streckenempfänger übertragen worden sein oder kann an den Streckenempfänger selbst initiiert worden sein. Ein Anrufendsignal zeigt dem Prozess an, das Kommunikationen auf der Strecke beendet worden sind. Wenn ein Anrufendsignal nicht empfangen worden ist geht der Prozess zum Schritt 420 und der Streckenempfänger bestimmt, ob eine Messtimer-Nachricht empfangen worden ist. Der Messtimer ist in dem Prozessor enthalten, der zu dem Streckenempfänger gehört. Der Messtimer erzeugt eine Messnachricht bei periodischen Intervallen, die den Streckenempfänger informiert Messungen durchzuführen. Jedes Messtimer-Signal definiert ein Messintervall. Wenn eine Messtimer-Nachricht empfangen worden ist, geht der Prozess zum Schritt 424. In dem Schritt 424 misst der Streckenempfänger I auf dem Satz von N Unterträgern. Die I Messungen können mit den Ergebnissen einer bestimmten Anzahl von vorangehenden I Messungen für jeden Unterträger gemittelt werden, um eine Genauigkeit zu erhalten. Das erste Mal im Schritt 424 werden die Ergebnisse mit den Ergebnissen gemittelt, die in dem Schritt 404 erhalten werden. Bei nachfolgenden Durchläufen durch den Schritt 424 werden die Messergebnisse mit den letzten N vorangehenden Messungen gemittelt, wobei n ein Wert ist, der eine genaue Verfolgung eines Störungspegels des Unterträgers innerhalb des Systems erlaubt. Von dem Schritt 424 geht der Prozess zu dem Schritt 426 und der Streckenempfänger misst C/I auf jedem des Untersatzes von M Trägern. Die C/I Messungen werden auch mit den letzten n vorangehenden C/I Messungen gemittelt. Dann sendet der Streckenempfänger im Schritt 428 die I und C/I Messergebnisse an den ACA Verarbeitungsabschnitt des Systems. In Abhängigkeit davon, ob der Streckenempfänger die Basisstation oder die Mobilstation ist, kann der Schritt 428 in unterschiedlichen Vorgehensweisen ausgeführt werden. Wenn der Streckenempfänger eine Basisstation ist können die gemittelten Messergebnisse direkt an den ACA Prozessor gesendet werden. Wenn der Streckenempfänger eine Mobilstation in einem Downlink ist, können die in 4B gezeigten Unterschritte verwendet werden, um einen Signalisierungsverkehr zu verringern, wenn die Ergebnisse an das System über den Uplink durch die Basisstation übertragen werden.
Bezugnehmend nun auf 4B ist dort ein Flussdiagramm gezeigt, welches Prozessunterschritte darstellt, die durch eine Mobilstation ausgeführt werden, die den Schritt 428 der 4A ausführt. Ein Signalisierungsverkehr auf dem Uplink wird durch Übertragen von unterschiedlichen Sätzen von Messergebnissen an das System über sich unterscheidende Zeitintervalle verringert. Über langen Berichtsintervallen werden sämtliche I Mess- und C/I Mess-Ergebnisse an das System überragen. Über kürzeren Berichtsintervallen werden ein verringerter Satz jeweils der I Mess- und C/I Mess-Ergebnisse übertragen. Die langen und kurzen Intervalle können so definiert werden, dass ein langes Intervall bei jeweils einem n-ten kurzen Intervall oder bei jeder n-ten Messperiode auftritt, wobei n eine Zahl wie beispielsweise 25 ist. Im Schritt 428a bestimmt die Mobilstation, ob die Messperiode ein kurzes Zeitintervall zum Berichten von Messergebnissen beinhaltet. Wenn bestimmt wird, dass die Messperiode ein kurzes Zeitintervall zum Berichten von Messergebnissen beinhaltet, geht Prozess zum Schritt 428b, wo die Mobilstation die C/I Messungen für die Y Unterträger der schlechtesten Qualität des Untersatzes von M Unterträgern überträgt, wobei Y < M ist, und die I Messungen für die Z am Wenigsten gestörten der N Unterträger an das System, wobei Z < N ist. Die Werte von Y und Z sind gewählt, um eine geeignete Information für eine effektive ACA zu ermöglichen, während der Signalisierungsverkehr minimiert wird. Y kann auf 1 gesetzt werden und Z kann auf eine Zahl gesetzt werden, die berechnet ist, um im Durchschnitt die I Messergebnisse von wenigstens einem Unterträger zu enthalten, der innerhalb der gleichen Zelle nicht verwendet wird. Der Prozess geht dann zum Schritt 414, wo die Mobilstation auf einen weiteren Eingang wartet. Wenn jedoch im Schritt 428a bestimmt wird, dass die Messperiode nicht ein kurzes Zeitintervall zum Berichten von Messergebnissen beinhaltet, dann geht der Prozess zum Schritt 428c. Im Schritt 428c sendet die Mobilstation die C/I Messungen für den gesamten Untersatz von M Unterträgern und die I Messungen für sämtliche N Unterträger an das System. Der Prozess geht dann zum Schritt 414, wo die Mobilstation auf einen weiteren Eingang wartet. Der Prozessfluss geht nun zur 5, wenn der ACA Prozessor die Messergebnisse von dem Streckenempfänger empfängt.
Wiederum bezugnehmend auf 5 empfängt der ACA Prozessor, der im Schritt 508 in dem Wartezustand gewesen ist, einen Eingang von dem Streckenempfänger im Schritt 501. Der ACA Prozessor kann Messergebnisse oder ein Anrufendsignal im Schritt 510 empfangen. Wenn ein Eingang empfangen wird, dann geht der Prozess zum Schritt 512, wo bestimmt wird, welcher Typ vom Eingang empfangen wurde. Wenn ein Anrufendsignal empfangen wird, dann endet der Prozess. In diesem Beispiel ist die empfangene Nachricht die Messergebnisse, sodass der Prozess weiter zum Schritt 514 geht. Im Schritt 514 bestimmt der ACA Prozessor den Unterträger des Untersatzes vom M verwendeten Unterträgern mit dem geringsten C/I Messwert. Als nächstes wird im Schritt 516 bestimmt, ob der C/I des niedrigsten C/I Messwerts des Untersatzes von M Unterträgern unter der ACA C/I Triggerschwelle ist. Wenn im Schritt 516 bestimmt wird, dass der niedrigste C/I Messwert nicht unter der ACA C/I Triggerschwelle ist, wird der Prozessfluss zum Schritt 508 zurückkehren, wo der ACA Prozessor auf einen weiteren Eingang warten wird. Wenn jedoch im Schritt 516 bestimmt wird, dass der niedrigste C/I Messwert unter der ACA C/I Triggerschwelle ist, wird der Prozessfluss anstelle davon zu dem Schritt 518 gehen. Im Schritt 518 bestimmt der ACA Prozessor, ob ein nichtverwendeter Unterträger des Satzes von N Unterträgern existiert, der einen I Messwert kleiner als der I Messwert des Unterträgers des Untersatzes von M mit dem niedrigsten C/I Messwert aufweist. Wenn in dem Schritt 518 bestimmt wird, dass kein nichtverwendeter Unterträger mit einem niedrigeren I Messwert existiert, dann wird der Prozessfluss zum Schritt 508 zurückkehren, wo der ACA Prozessor auf einen weiteren Eingang warten wird. Wenn jedoch im Schritt 518 ein nichtverwendeter Unterträger mit einem niedrigeren I Messwert existiert, existiert ein mehr bevorzugter Unterträger und der Prozess geht zum Schritt 520. Im Schritt 520 fügt der ACA Prozessor dem am Wenigsten gestörten nichtverwendeten Unterträger in dem Untersatz von M Unterträgern ein und entfernt den Unterträger des Untersatzes von M mit dem niedrigsten C/I Messwert von dem Untersatz. Um Hysteriseeffekte zu vermeiden, kann die Änderung der Unterträger nach Berechnen eines C/I für den am Wenigsten gestörten nichtverwendeten Unterträger während des Schritts 518 und Bestimmen, dass der berechnete C/I ein Minimumbetrag über dem C/I des zu entfernenden Unterträgers ist, ausgeführt werden. Wenn der C/I für den am Wenigsten gestörten nichtverwendeten Unterträger nicht ein minimaler Betrag über dem C/I des zu entfernenden Unterträgers ist, kann der nichtverwendete Unterträger als nicht akzeptabel als ein Ersatz angesehen werden. Von dem Schritt 520 geht der Prozess zum Schritt 522, wo das System eine Neukonfigurierungs-Untersatznachricht an den Streckenempfänger sendet, die den Streckenempfänger anweist den Untersatz von M Unterträgern, die der Strecke zugewiesen sind, neu zu konfigurieren, um den Änderungen angepasst zu sein, die durch den Prozessor durchgeführt werden. Dann geht der ACA Prozessor zum Schritt 508 und wartet auf einen weiteren Eingang von dem Streckenempfänger. Die Prozedur, die durch die Schritte 514-520 angegeben wird, könnte alternativ ausgeführt werden durch Bestimmen einer Vielzahl von weniger gestörten nicht verwendeten Unterträgern und Austauschen von diesen mit einer Vielzahl von verwendeten Unterträgern mit einem Störungspegel unter der C/I Schwelle. Der Untersatz könnte auch in Übereinstimmung mit anderen Kriterien neu konfiguriert werden. Zum Beispiel könnte der Untersatz von M auf Grundlage des Effekts einer Verwendung des Untersatzes in der Zelle der Strecke auf Kommunikationen, die in Nachbarzellen auftreten, neu konfiguriert werden. Wenn einige der M Unterträger, die in der Zelle verwendet werden, auch in Nachbarzellen verwendet werden würden, könnten diese mit Unterträgern ersetzt werden, die in der Zelle nicht verwendet werden und auch in Nachbarzellen nicht verwendet werden. Eine Rekonfiguration (Neukonfiguration) könnte sogar dann stattfinden, wenn die verwendeten Unterträger nicht unter einer C/I Schwelle wären oder sogar dann, wenn der nichtverwendete Unterträger einen Störungspegel größer als die ersetzten Unterträger aufweisen würde.
Der Prozess wird fortgesetzt so lange, wie der Anruf vor sich geht und Kommunikationen auf der Strecke fortgesetzt werden. Der Streckenempfänger wird sich als nächstes von dem Wartezustand im Schritt 408 auf einen Empfang eines Eingangs bewegen und die Prozessschritte, die in den 4A, 4B und 5 gezeigt sind, werden wiederholt, bis der Anruf endet und ein Anrufendsignal durch den Streckensender, Streckenempfänger und den ACA Verarbeitungsabschnitt des Systems empfangen wird.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sendet eine Mobilstation als Streckenempfänger Anforderungsnachrichten, die einen bestimmten Untersatz von M Unterträgern anfordern, oder Ersetzungen für die M Unterträger anfordern, die auf der Strecke verwendet werden sollen. Signalmessergebnisse müssen nicht unbedingt von der Mobilstation an das System übertragen werden. Das System überträgt auf der anderen Seite für den Untersatz akzeptierte oder für den Unterträger akzeptierte Nachrichten an die Mobilstation. Die Downlink ACA Verarbeitung findet hauptsächlich in dem Prozessor 346 des Empfängers der Mobilstation statt. Dieser alternativen Ausführungsform würden die Schritte 504, 514, 516, 518 und 520, die in 5 gezeigt sind und die durch das System in der ersten Ausführungsform ausgeführt werden, durch den Prozessor 346 in der Mobilstation ausgeführt werden. Der ACA Prozessfluss der Basisstation für Uplink-Messungen bleibt, wie in den 4A und 4B und 5 dargestellt.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ersehen lässt stellte die vorliegende Erfindung ein Verfahren für eine adaptive Kanalzuordnung bereit. Die Verwendung der Erfindung wird das Betriebsverhalten von OFDM Systemen verbessern. Die adaptive Kanalzuordnung gemäß der Erfindung minimiert die Signalisierungsressourcen auf den System-Uplinks, während sie die Vorteile einer adaptiven Kanalzuordnung aufrecht erhält. Infolgedessen werden eine bessere spektrale Effizienz, weniger fallen gelassene Anrufe und Kommunikationen mit besserer Qualität für jede Strecke erreicht.

Claims

Verfahren zum Zuordnen von Unterträgern für eine Kommunikation auf einer Strecke in einem Telekommunikationssystem, in dem Kommunikationen von einem Streckensender an einen Streckenempfänger über einen Untersatz (M) eines Satzes (N) einer Vielzahl von Unterträgern, die für eine Strecke verfügbar sind, übertragen werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Zuordnen einer Vielzahl von Unterträgern von dem Satz, um den Untersatz (M) bereitzustellen; Wiederholen der Schritte zum Messen eines empfangenen Signals (I, 424; C/I, 426) auf jedem Unterträger von wenigstens dem Untersatz (N, M); Übertragen einer Vielzahl von Ergebnissen (428) von dem Streckenempfänger an das System, Bestimmen (514, 516, 518, 520), ob wenigstens ein nicht verwendeter Unterträger existiert, der zur Verwendung auf der Strecke bevorzugter als ein Unterträger des Untersatzes (N) ist, Rekonfigurieren (422) des Untersatzes im Ansprechen auf eine bestätigende Bestimmung (416, 420), wobei ein erster Satz von Messergebnissen bei ersten Intervallen (428c) übertragen wird und ein zweiter verringerter Satz von Ergebnissen (Z, Y) bei zweiten kürzeren Intervallen (428b) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Messen die folgenden Schritte umfasst: Messen des Störungspegels (I) auf jedem Unterträger (N; 424).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Messen die folgenden Schritte umfasst: Messen der Signalqualität (C/I) auf jedem Unterträger des Untersatzes (M; 426).
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der zweite verringerte Satz von Ergebnissen (428b) die Störungs-(I)-Messergebnisse für Z am wenigsten gestörte Unterträger des N Satzes von Unterträgern (N) umfasst, wobei Z kleiner als N ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der zweite verringerte Satz von Ergebnissen (428b) die Signalqualitäts-(C/I)-Messergebisse für Y Unterträger mit der schlechtesten Qualität des Untersatzes der M Unterträger (M) umfasst, wobei Y kleiner als M ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Rekonfigurieren (416/522) die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen (520) eines Unterträgers des Untersatzes mit einem niedrigsten Signalqualitätspegel (C/I) (514); und Bestimmen, ob ein nicht verwendeter Unterträger (518) des Untersatzes existiert, der einen Störungspegel (I) niedriger als der Störungspegel (I) des Unterträgers des Untersatzes mit dem niedrigsten Signalqualitätspegel (C/I) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt zum Rekonfigurieren (416/522) die folgenden Schritte umfasst: Entfernen (520) des Unterträgers mit der niedrigsten Signalqualität (C/I) von dem Untersatz im Ansprechen auf eine bestätigende Bestimmung; und Einfügen des nicht verwendeten Unterträgers in den Untersatz.