DE69826898T2

DE69826898T2 - Verfahren zur verkehrsbelastungssteuerung in einem telekommunikationsnetzwerk

Info

Publication number: DE69826898T2
Application number: DE69826898T
Authority: DE
Inventors: Janne Laakso
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: US20030003921A1; AU2415199A; JP4358994B2; CN1327645A; ES2229559T3; US6671512B2; WO2000038348A1; EP1142154A1; EP1142154B1; CN1124700C; DE69826898D1; JP2002533984A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verkehrsbelastungssteuerung in einem Telekommunikationsnetzwerk aus mindestens einem Funkendgerät und mindestens einer Funksendeempfängervorrichtung, wobei jede Funksendeempfängervorrichtung eine Zelle des Netzwerks festlegt, das von einer Netzwerksteuerungsvorrichtung gesteuert wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In letzter Zeit haben sich Telekommunikationsnetzwerke weitläufig ausgebreitet und eine zunehmende Anzahl von Teilnehmern nutzt die Vorteile von Telekommunikations-, insbesondere von Funktelekommunikationsnetzwerken.
Derartige Netzwerke bestehen aus einer Vielzahl von Funksendeempfängervorrichtungen beziehungsweise Basisstationen BS, die eine Übertragung zwischen den Basisstationen BS und Funkendgeräten (Mobilstationen) MS der einzelnen Teilnehmer ausführen. Die Vielzahl von Basisstationen BS wird von einem Netzwerksteuerungselement gesteuert, wie etwa zum Beispiel einer Funknetzwerksteuerung RNC.
Innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks wird nicht nur Sprache übertragen, sondern es können auch andere Daten ausgetauscht werden, so zum Beispiel Telefaxe, von Kurznachrichtendiensten SMS übertragene Daten, vom Internet abgefragte Daten, und so weiter. Diese Daten werden of als Paketdaten bezeichnet, da sie jeweils in entsprechenden Datenpaketen oder Dateien übertragen werden.
Je mehr Teilnehmer an einem derartigen Netzwerk angemeldet sind und je mehr Daten, Sprachdaten und/oder Paketdaten, unter Verwendung von Funktelekommunikationsnetzwerken übertragen werden können, desto höher wird daher die derartigen Systemen auferlegte Verkehrsbelastung sein.
Die maximale Verkehrskapazität, die von einem Funktelekommunikationsnetzwerk verarbeitet werden kann, ist jedoch durch die verfügbaren Funkressourcen RR begrenzt, wie etwa verfügbare Frequenzen und/oder Kanalbildungscodes, usw.
Steigt die Verkehrsbelastung fortlaufend an, kann ein Punkt erreicht werden, an dem das System überlastet ist. Dann kann zum Beispiel keine neue Übertragung hergestellt werden.
Zusätzlich wird eine Datenübertragung über bereits hergestellte Kommunikationsstrecken aufgrund von Interferenzphänomenen nachteilig beeinflusst, was dahingehend einen Nachteil für jeweilige Nutzer darstellt, dass sie nicht mit guter Qualität kommunizieren können. Es ist sogar möglich, dass ein überlastetes Netzwerk als Szenario des schlimmsten Falls "zusammenbrechen" kann und alle andauernden Kommunikationsstrecken abbrechen.
Die Dokumente EP-A-0 856 955, US-A-4435840 und WO-A-9708847 offenbaren Systeme zur Steuerung von Sendeleistungen innerhalb von Mobilfunknetzwerken.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verkehrsbelastungssteuerung in einem Telekommunikationsnetzwerk bereitzustellen, das aus mindestens einem Funkendgerät und mindestens einer Funksendeempfängervorrichtung besteht, wobei jede Funksendeempfängervorrichtung eine Zelle des Netzwerks festlegt, das von einer Netzwerksteuerungsvorrichtung gesteuert wird, wobei die vorstehend erwähnten Nachteile mit Hilfe von diesem sicher vermieden werden können.
Dementsprechend stellt die Erfindung, um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, ein Verfahren zur Verkehrsbelastungssteuerung in einem Telekommunikationsnetzwerk aus mindestens einem Funkendgerät und mindestens einer Funksendeempfängervorrichtung bereit, wobei jede Funksendeempfängervorrichtung eine Zelle des Netzwerks festlegt, das von einer Netzwerksteuerungsvorrichtung gesteuert wird; mit den Schritten: Einstellen eines ersten Bezugsbelastungswerts für die Belastung einer jeweiligen Zelle; Überwachen der Belastung der jeweiligen Zelle und Manipulieren der Leistungsteuerung als Antwort darauf, dass die Belastung den ersten Bezugsbelastungswert überschreitet, um die Sendeleistungspegel in der Zelle herabzusetzen, wobei das Überwachen periodisch durchgeführt wird und eine Periode zum Überwachen während der Zeit, wenn der überwachte Belastungshinweisparameter den ersten Bezugsbelastungswert überschreitet, kürzer ist als andernfalls.
Aufgrund dessen, dass der Belastungsbezugswert definiert ist, kann daher ein erstes (schnelles) Belastungssteuerungsverfahren aktiviert werden, wenn der erste Bezugsbelastungswert überschritten wird. Gemäß vorteilhaften Verfeinerungen kann zusätzlich ein zweites (langsameres) Belastungssteuerungsverfahren aktiviert werden, wenn i) der erste Bezugsbelastungswert überschritten wird (gleichzeitige Aktivierung), wenn ii) eine anschließende Überwachung ergibt, dass die erste (schnelle) Belastungssteuerung die Verkehrsbelastung nicht unter den Bezugswert verringert hat, oder wenn iii) die Verkehrsbelastung sogar mit Aktivierung der ersten (schnellen) Belastungssteuerung auch einen zweiten Bezugsbelastungswert überschreitet. Der zweite Bezugsbelastungswert kann gleich oder größer dem ersten Bezugsbelastungswert sein.
Insbesondere beschreibt die Erfindung ein Verfahren eines schnellen (ersten) Belastungssteuerungsverfahrens, bei dem die Last während einer Überlastsituation (Belastung oberhalb eines bestimmten Bezugsbelastungswerts) vorübergehend und pro Basisstation BS gesteuert beziehungsweise reduziert wird, indem Leistungssteuerungsbefehle beeinflusst oder manipuliert werden (wobei TPC-Befehle in der Abwärtssteckenrichtung vernachlässigt werden, TPC-Befehle in der Aufwärtsstreckenrichtung überschrieben werden).
Wie vorstehend erwähnt wird die vorstehende schnelle ("unverzügliche") Belastungsreduzierung zusätzlich von einem "langsamen" (zweiten) Belastungssteuerungsverfahren ergänzt, bei dem die Übertragungsbitraten beeinflusst werden, um die Überlastsituation auf eine dauerhaftere Art und Weise zu korrigieren, falls sich herausgestellt hat, dass das erste Belastungssteuerungsverfahren nicht ausreichend ist, oder bei dem Verbindungen aus der Zelle entfernt werden.
Bevorzugte Verfeinerungen der Erfindung sind wie in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Daher stellt die Erfindung ein neues Verfahren zur Belastungssteuerung bereit, das in bestehenden Produkten einfach zu implementieren ist, und das die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet.
Insbesondere legt die Erfindung ein einfaches Belastungssteuerungsverfahren dar, das in bestehende Systeme und/oder Vorrichtungen zu implementieren ist, während unterschiedliche Maßnahmen, die eingeleitet werden können, miteinander abgestimmt werden, um ein einfaches Verfahren zur Verkehrsbelastungssteuerung zu bilden. Die Erfindung stellt jeweils eine schnelle Belastungssteuerung bereit, d.h. eine Belastungssteuerung erster Stufe, die von einer entsprechenden Basisstation BS in einem von der Basisstation festgelegten Sektor abgewickelt wird, und die auf eine vorübergehende Reduzierung einer Verkehrsbelastung abzielt, indem Sendeleistungs-TPC-Befehle auf der Abwärtsstrecke DL verweigert und Sendeleistungs-TPC-Befehle auf der Aufwärtsstrecke UL überschrieben werden (oder indem ein Sollwert für das Verhältnis von Energie-pro-Bit zu Rauschleistungsdichte (Eb/N0) in der Basisstation während Überlast reduziert wird), falls eine Überlast auftritt. Ist dies immer noch nicht ausreichend, um die Netzwerkverkehrsbelastung zu reduzieren, wird eine Leistungssteuerung zweiter Stufe, die von einer Funknetzwerksteuerungsvorrichtung RNC des Netzwerks abgewickelt wird, andere Vorgänge bzw. Aktionen auslösen, um die Systembelastung dauerhafter zu reduzieren, zum Beispiel indem Bitraten reduziert werden. Daher werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren dezentralisierte und zentralisierte Belastungssteuerungsvorgänge auf vorteilhafte Weise kombiniert.
Außerdem kann das vorgeschlagene Belastungssteuerungsverfahren das System, d.h. das Telekommunikationsnetzwerk, stabil halten und die Gesamtbelastung auf kontrollierte Art und Weise drosseln.
Zusätzlich kann infolge des schnellen Belastungssteuerungsverfahrens erster Stufe eine Belastungsmarge bzw. -spanne als die Differenz zwischen einem akzeptablen (Soll-) Belastungsniveau und einem tolerierbaren Maximalbelastungsniveau (Schwellwert) reduziert werden, was die Netzwerksystemkapazität erhöht und dadurch eine Vorteil für den Netzwerkbetreiber darstellt. Soll- und Schwellwertniveau könnten sogar so eingestellt werden, dass sie identisch sind.
Die Erfindung wird leichter verständlich sein, wenn sie in Zusammenhang mit der Beschreibung der zugehörigen Figuren gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, bei denen zeigen:
1 ein schematisches und vereinfachtes Blockschaltbild eines Telekommunikationsnetzwerks;
2 ein Diagramm eines Beispiels der angewandten Bezugsbelastungswerte zur Belastungssteuerung mit Bezugnahme auf eine Belastungssteuerung bei einer Aufwärtsstreckenübertragung; und
3 (3A, 3B und 3C) auf grafische Weise ein Beispiel der Belastungssteuerungsvorgänge und der Signalisierung zwischen beteiligten Netzwerkkomponenten als Funktion der Zeit, wenn das Verkehrsbelastungssteuerungsverfahren der Erfindung auf ein Telekommunikationssystem angewandt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
A) Allgemeine Telekommunikationsnetzwerkarchitektur
1 der Zeichnungen zeigt ein schematisches und vereinfachtes Blockschaltbild eines Funktelekommunikationsnetzwerks als ein Beispiel eines Telekommunikationsnetzwerks, auf das die Erfindung angewandt werden kann. Das Netzwerk ist nicht auf einen speziellen Netzwerktyp beschränkt, damit die Erfindung angewandt werden kann. Nichtsdestotrotz nimmt die folgende Beschreibung zu Erklärungszwecken ein Netzwerk der dritten Generation an, das zum Beispiel gemäß den Prinzipien von Codemultiplex CDMA betrieben wird.
Wie gemäß 1 dargestellt kommuniziert ein Teilnehmerendgerät oder eine Mobilstation MS über eine Luftschnittstelle beziehungsweise eine Funkschnittstelle Iu mit einer einer Vielzahl von Basisstationen BS als Funksendeempfängervorrichtungen, die das Netzwerk bilden. Zu veranschaulichenden Zwecken ist nur eine Mobilstation MS und nur eine Basisstation BS dargestellt, obwohl in einem Telekommunikationsnetzwerk eigentlich eine Vielzahl von Mobil- und Basisstationen gleichzeitig vorhanden und in Betrieb sind. Die Kommunikation von der Mobilstation zur Basisstation wird als Uplink- bzw. Aufwärtsstreckenübertragung UL bezeichnet, während die Kommunikation von der Basisstation zur Mobilstation als Downlink- bzw. Abwärtsstreckenübertragung DL bezeichnet wird.
Jede entsprechende Basisstation BS als eine Funksendeempfängervorrichtung ist mit einer Belastungssteuerungseinrichtung LC versehen, die zum Durchführen einer ersten Stufe "1.LC" des Belastungssteuerungsverfahrens angepasst ist.
Außerdem wird die Vielzahl jeweiliger Basisstationen von einer Funknetzwerksteuerung RNC als eine Netzwerksteuerungsvorrichtung gesteuert. Die Funknetzwerksteuerung RNC und jeweilige Basisstationen tauschen Daten (Steuerungsdaten) über eine Schnittstelle Iub zwischen ihnen aus. Insbesondere tauschen, wie gezeigt, die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Basisstation und eine Belastungssteuerungseinrichtung LC an der Funknetzwerksteuerungs-RNC-Seite Daten über diese Schnittstelle aus.
Die Steuerungseinrichtung an der Funknetzwerksteuerungsseite ist zum Durchführen einer zweiten Stufe "2.LC" des Belastungssteuerungsverfahrens angepasst.
Während die erste Stufe des Belastungssteuerungsverfahrens hauptsächlich Sendeleistung in Aufwärtsstrecken- und/oder Abwärtsstreckenrichtung beeinflusst, beeinflusst die zweite Stufe des Belastungssteuerungsverfahrens hauptsächlich die Übertragungskapazität, zum Beispiel im Hinblick auf übertragene Bitraten.
Zu diesem Zweck steuert die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funksteuerungsvorrichtung eine Paketzeitplanungseinrichtung PS und eine Zugangssteuerungseinrichtung AC der Funknetzwerksteuerung RNC.
Die Paketzeitplanungseinrichtung PS ist angepasst, die Übertragung von Datenpaketen zeitlich einzuplanen, die eine Nichtrealzeit-Verkehrskomponente innerhalb des Netzwerks darstellt, da die Datenpakete zu wählbaren Zeiten übertragen werden können, zu denen Übertragungskapazität im Netzwerk verfügbar ist. Eine Übertragung derartiger Datenpakete in Nichtrealzeit NRT wird, im Gegensatz zu nicht steuerbarem Nutzerverkehr, auch als steuerbarer Nutzerverkehr bezeichnet.
Nicht steuerbarer Nutzerverkehr meint wiederum Realzeit-RT-Verkehr, der von Realzeit-Nutzern verursacht wird, wie zum Beispiel Telefonrufe, die von Nutzern zu beliebig ausgewählten Zeiten eingeleitet werden, die nicht von der Netzwerksteuerung gesteuert werden können. Derartiger Realzeit-Verkehr wird von der Zugangssteuerungseinrichtung AC der Funknetzwerksteuerung RNC abgewickelt und/oder verwaltet.
Die Zugangssteuerungseinrichtung AC greift ebenso wie die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS zur Datenübertragung zu jeweiligen Basisstationen auch auf die Iub-Schnittstelle zu, obwohl dies gemäß 1 nicht gezeigt ist.
Bei dem vorstehend kurz beschriebenen Telekommunikationsnetzwerk wird eine Verkehrsbelastung durch Überwachung eines Belastungshinweisparameters periodisch überwacht. Die Überwachungsperiode wird verkürzt, falls die überwachte Belastung einen Bezugsbelastungswert überschreitet. Bei den folgenden, beschriebenen Beispielen steht der Belastungshinweisparameter hauptsächlich mit der Leistung in Zusammenhang, d.h. in Aufwärtsstreckenrichtung UL dient die Gesamtinterferenzleistung als Belastungshinweisparameter, während in Abwärtsstreckenrichtung DL eine Gesamtübertragungsleistung als Belastungshinweisparameter dient. Nichtsdestotrotz sind andere Parameter eines Netzwerksystems als Belastungshinweisparameter denkbar. Die jeweilige Gesamtinterferenzleistung und Gesamtübertragungsleistung werden Sektor für Sektor bestimmt und ausgewertet. Dies bedeutet zum Beispiel für jeden Sektor, wie er zum Beispiel durch eine entsprechenden Zelle des Netzwerks festgelegt ist, wobei die Zelle hauptsächlich dem Versorgungsgebiet einer jeweiligen Basisstation entspricht.
B) Definition von zur Belastungssteuerung verwendeten Parametern
Zum noch besseren Verständnis der folgenden Erläuterungen des vorgeschlagenen Belastungssteuerungsverfahrens wird im Folgenden eine Übersicht von belastungsbezogenen Eingabe- und Ausgabeparametern gegeben, die in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Verfahren verwendet werden. Die Tabelle listet in der linken Spalte den Parameter-Namen und in der rechten Spalte seine jeweilige Bedeutung auf. TABELLE: ÜBERSICHT VERWENDETER BELASTUNGSSTEUERUNGSPARAMETER
C) Allgemeine Beschreibung einer Belastungssteuerungsfunktionalität
Auf diese Weise wird nachstehend die Funktion des Belastungssteuerungsverfahrens basierend auf der vorstehenden Übersicht der Netzwerkarchitektur und der verwendeten Parameter zur Belastungssteuerung beschrieben.
Es ist zu beachten, dass die gesamte Funktion, die vom Belastungssteuerungsverfahren realisiert wird, durch die Kombination der zweistufigen Verkehrsbelastungssteuerung erreicht wird, d.h. durch in den jeweiligen Basisstationen BS ebenso wie in der Funknetzwerksteuerung RNC angeordneten Belastungssteuerungseinrichtungen.
Ist das Telekommunikationsnetzwerksystem ordnungsgemäß geplant und arbeitet eine Zugangssteuerung, wie sie durch die Zugangssteuerungseinrichtung AC implementiert ist, ausreichend gut, sollten Überlastsituationen die Ausnahme und nicht die Regel sein. Tritt eine Überlastsituation auf, führt ein Durchführen des vorgeschlagenen Belastungssteuerungsverfahrens jedoch zu einem Zurückkehren des Systems zurück in den möglichen bzw. ausführbaren Zustand, d.h. die momentan verwendeten Systemfunkressourcen

• UL-Gesamtinterferenzleistung (pro Sektor)
• DL-Gesamtsendeleistung (pro Sektor)

Die Verhinderung derartiger Überlastsituationen wird hauptsächlich von der Zugangssteuerungseinrichtung AC und aufgrund einer geeigneten Einstellung von Belastungssollwert (der auch als erster Bezugsbelastungswert bezeichnet wird) und Schwellwert im Verlauf der Funknetzwerkplanung (RNP) und auch durch die implementierte Belastungssteuerungsfunktion erledigt.
Ein Belastungssollwert (Bezugsbelastungswert) wird im Verlauf der Funknetzwerkplanung RNP derart eingestellt, dass es der optimale Betriebspunkt der Systembelastung sein wird, bis zu dem eine Paketzeiteinplanungseinrichtung beziehungsweise ein Paketzeiteinplaner PS sowie eine Zugangssteuerungseinrichtung AC arbeiten können.
Diese Sollbelastung wird und kann aufgrund von Veränderungen von Interferenz- und Ausbreitungsbedingungen momentan überschritten werden. Wird die Systembelastung jedoch eine Belastungsschwelle überschreiten, bringt das Belastungssteuerungsverfahren die Belastung unter diese Schwelle zurück. Belastungssteuerungsvorgänge sind immer ein Hinweis auf eine überlastete Zelle und/oder einen überlasteten Sektor der entsprechenden Basisstation BS und die Belastungssteuerungsvorgänge werden die Systemkapazität in einer zum Teil unerwünschten und nicht voll vorhersehbaren Art und Weise herabsetzen.
Ein Lastbereich genannter Bereich vom Belastungssollwert zur Belastungsschwelle ("Grenzlastbereich" gemäß 2) kann als sehr nützliche weiche Kapazität des Systems (z.B. eines WCDMA-Systems) betrachtet werden, von dem gewünscht wird, dass er vollständig ausgenutzt wird. Die Belastungssteuerungsfunktionalität ist sowohl in der Basisstation BS (1.LC) als auch in der Funknetzwerksteuerung RNC (2.LC) angeordnet.
In der Basisstation BS kann die Belastungssteuerung entweder auf eine verteilte Art und Weise für jedes Kanalelement (CE) oder auf eine zentralisierte und optimierte Art und Weise in einer entsprechenden Basisstationssteuereinheit (BCU) in der BS realisiert werden, die Kanalelemente steuert.
Das Belastungssteuerungsverfahren gemäß der Erfindung kann die folgenden Vorgänge durchführen, um die Belastung zu reduzieren:

– Manipulieren, d.h. Verweigern (DL) oder Überschreiben (UL) von TPC-Befehlen (TPC = "transmit power commands": Sendeleistungsbefehle), oder Reduzieren eines Sollwerts von Eb/N0 in der Basisstation entweder unter Verwendung einer Basisstationssteuereinheit BCU oder auf eine verteilte Art und Weise durch jedes Kanalelement selbst (das in der Basisstation angeordnet ist, d.h. "1.LC" gemäß 1)
– Interagieren mit Paketzeiteinplanungseinrichtung PS und Zurückdrosseln von NRT-Verkehr
– Herabsetzen von Eb/No-Soll für ausgewählte Realzeit-(RT) Nutzer
– Herabsetzen von Bitraten von Realzeit-Nutzern innerhalb einer Transportformatmenge (TFS)
– Beenden einer Übertragung der kritischsten Downlink-DL-Verbindungen für eine Weile
– Durchführen und/oder Einleiten einer Weiterreichung zu einem anderen Träger
– Neuverhandeln von Realzeit-Diensten auf niedrigere Bitraten
– Fallenlassen von Rufen auf eine kontrollierte Art und Weise.

Die einzelnen möglichen Belastungssteuerungs-Verfahrensschritte sind vorstehend in der Reihenfolge der Verwendung dargestellt. Dies bedeutet, dass zuerst eine schnelle Belastungssteuerung (erste Stufe) in der Basisstation BS verwendet wird, dann zusätzlich unter Verwendung der Belastungssteuerung zweiter Stufe in der Funknetzwerksteuerung RNC die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS angewiesen wird, Nichtrealzeit- (NRT) Übertragungen neu einzuplanen, und so weiter.
Nichtsdestotrotz ist die Erfindung nicht auf die vorstehend dargestellte Reihenfolge zur Verwendung einzelner Verfahrensschritte beschränkt. Und zwar können alle einzelnen Schritte in einer zweckmäßigen Reihenfolge kombiniert werden, die beste Ergebnisse für jeweilige Anwendungsfälle vorweist, so dass jede mögliche Kombination der vorstehend aufgelisteten Verfahrensschritte denkbar ist und, falls gewünscht, ohne Schwierigkeit implementiert werden kann. Insbesondere sollte beachtet werden, dass für die ordnungsgemäße Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens ein Bezugsbelastungswert ausreichend ist, obwohl die vorstehende Beschreibung mit Blickrichtung auf eine Verwendung von zwei Bezugsbelastungswerten gemacht wurde. Aufgrund dessen, dass der Belastungsbezugswert definiert ist, kann nämlich ein erstes (schnelles) Belastungssteuerungsverfahren aktiviert werden, wenn der erste Bezugsbelastungswert überschritten wird. Das zweite (langsamere) Belastungssteuerungsverfahren kann zusätzlich aktiviert werden, wenn i) der erste Bezugsbelastungswert überschritten wird (gleichzeitige Aktivierung), wenn ii) eine anschließende Überwachung ergibt, dass die erste (schnelle) Belastungssteuerung die Verkehrsbelastung nicht unter den Bezugswert verringert hat, oder wenn iii) die Verkehrsbelastung sogar mit Aktivierung der ersten (schnellen) Belastungssteuerung auch einen zweiten Bezugsbelastungswert überschreitet. (Der zweite Bezugsbelastungswert kann gleich oder größer dem ersten Bezugsbelastungswert sein).
Die Überlastschwelle PrxSchwelle für Uplink (und/oder PtxSchwelle für Downlink) als der zweite Bezugsbelastungswert ist ein von der Funknetzwerkplanung RNP derart bestimmter Wert, dass er bei einem in Dezibel (dB) angegebenen Wert über der Rauschgrenze im Uplink (und/oder Downlink) liegt. Die Rauschgrenze ist auf Basis der Basisstation BS vorbestimmt, d.h. pro Sektor oder Zelle. Durch Einstellen dieser Schwelle garantiert die Funknetzwerkplanung, dass das Sendegebiet beibehalten wird, falls das Zellschrumpfen als ein Belastungssteuerungsverfahren eingesetzt wird. Bei der einfachsten Form einer Belastungssteuerung weist die Basisstation BS (1.LC von BS) für Uplink-Überlast einfach alle oder einige Mobilstationsendgeräte MS an, Leistungen zu senken. Für Downlink verweigert die Basisstation BS (1.LC von BS) zumindest, Leistungen zu erhöhen, und kann die Leistung auch senken, wie es weiter unten ausführlicher dargelegt ist. Ist dies während eines längeren Zeitraums nicht ausreichend, können einige der Belastungssteuerungs-Verfahrensschritte der Funknetzwerksteuerungs-RNC-Seite (Vorgänge von 2.LC in RNC), die in diesem Dokument dargestellt werden, verwendet werden beziehungsweise werden verwendet.
Zusätzlich zu den vorstehenden Belastungssteuerungs-Verfahrensschritten ist die Belastungssteuerung der Funknetzwerksteuerung RNC auch dafür verantwortlich, die belastungsbezogenen Informationen, die in der Funknetzwerksteuerung RNC verfügbar sind (d.h. Belastungsvektor), zu aktualisieren und an die Zugangssteuerungseinrichtung AC sowie die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS bereitzustellen. Diese Informationen umfassen die vorstehend erläuterten Parameter PrxGesamt, PtxGesamt, PrxNc, PtxNc, PrxÄnderung, PtxÄnderung, NormierteBelastung, LUplink, LGesamtUplink, PtxDurchschnitt und NichtEigenesPrxGesamt.
Die Uplink-Gesamtinterferenzleistung PrxGesamt und die Downlink-Gesamtsendeleistung PtxGesamt werden von der Basisstation BS periodisch (z.B. alle 100 ms oder sogar noch seltener) unter Verwendung eines Funkressourcen-(RR) Hinweises durch Verwendung einer Signalisierung der Schicht 3 an die Funknetzwerksteuerung RNC berichtet.
Die Uplink-Gesamtinterferenzleistung nicht steuerbarer Nutzer PrxNc und die Downlink-Gesamtsendeleistung nicht steuerbarer Nutzer PtxNc wird wie folgt berechnet: PrxNc = PrxGesamt – PrxNrt, und PtxNc = PtxGesamt – PtxNrt.
PrxNrt ist die geschätzte Gesamtinterferenzleistung von NRT-Nutzern und PtxNrt ist die geschätzte Gesamtsendeleistung von NRT-Nutzern. Beide Parameter werden von der Paketzeiteinplanungseinrichtung PS bereitgestellt. Wahlweise können PrxNrt und PtxNrt dadurch berechnet werden, dass die verbindungsbasierte garantierte Minimalbitrate von der Bitrate jedes Nichtrealzeit-Nutzers subtrahiert wird. In diesem Fall umfasst PrxNrt zum Beispiel die geschätzte Gesamtinterferenz von Bits, die Nichtrealzeit-Nutzern zuzüglich zu ihren garantierten Minimalbitraten zusätzlich zugewiesen werden.
PrxÄnderung (in UL) und PtxÄnderung (in DL) sind die geschätzten Leistungsinkremente bzw. -erhöhungen infolge neuer Träger, die von der Zugangssteuerungseinrichtung AC zugelassen werden. PrxÄnderung und PtxÄnderung werden auf Null eingestellt, wenn neue Werte für PrxGesamt und PtxGesamt empfangen werden. Zuvor addiert die Belastungssteuerungseinrichtung LC gemäß dem vorgeschlagenen Belastungssteuerungsverfahren PrxÄnderung zu PrxNc und PtxÄnderung zu PtxNc, um einer geänderten Lastsituation nachzugehen. Die normierte Belastung wird aus einer Rauschsteigerung (PrxGesamt/Systemrauschen) berechnet, wie es in den Gleichungen erläutert wird, die im Anhang zu dieser Beschreibung erwähnt werden. NichtEigenesPrxGesamt (Interferenzverhältnis einer anderen als der eigenen Zelle) (vgl. ebenfalls Anhang) ist die Interferenzleistung einer anderen Zelle geteilt durch die Interferenzleistung der eigenen Zelle, wobei die Interferenzleistung einer anderen Zelle die Gesamtinterferenzleistung PrxGesamt ist, von der die Interferenzleistung der eigenen Zelle und das Systemrauschen subtrahiert wird. Die Interferenzleistung der eigenen Zelle ist der mit PrxGesamt multiplizierte Uplink-UL-Belastungsfaktor LGesamtUplink, wobei zusätzlich LGesamtUplink ein Summendurchschnitt gemessener Eb/No's geteilt durch Verarbeitungsgewinne aktiver Träger ist (wobei Eb/N0 das Verhältnis von Energie-pro-Bit zu Rauschleistungsdichte bezeichnet).
LUplink enthält den verbindungsbasierten Belastungsfaktor. Kann dieser nicht von der Basisstation BS an die Netzwerksteuerung RNC berichtet werden, werden von der Funknetzwerkplanung RNP bereitgestellte (d.h. eingestellte) Werte verwendet. PtxMittel ist die durchschnittlich, pro Verbindung übertragene Leistung. Sowohl NormierteBelastung als auch NichtEigenesPrxGesamt (wobei der Parameter NichtEigenesPrxGesamt nicht notwendigerweise für die vorgeschlagenen Belastungssteuerungsverfahren benötigt wird) werden in der Basisstation BS berechnet und von der Basisstation BS dann periodisch (z.B. alle 100 ms) unter Verwendung eines RR-Hinweises an die Funknetzwerksteuerung RNC berichtet.
D) Belastungssteuerungsverfahren
Im Folgenden wird ein Beispiel für eine Belastungssteuerung in Uplink- bzw. Aufwärtsstreckenrichtung ebenso wie in Downlink- bzw. Abwärtsstreckenrichtung beschrieben. Nichtsdestotrotz können ohne Schwierigkeiten andere Kombinationen der einzelnen Verfahrensschritte implementiert werden, wie es hierin bereits vorstehend erwähnt wurde.
D)I) Uplink-Belastungssteuerungsverfahren
Die Aufgabe einer Uplink-Belastungssteuerung besteht darin, die Uplink-Gesamtinterferenzleistung eines Sektors (der z.B. einem Versorgungsbereich einer Basisstation BS entspricht) unterhalb einer bestimmten Überlastschwelle zu halten, die hierin PrxSchwelle genannt wird, wobei diese als der Punkt betrachtet wird, hinter dem sich das System in Überlast befindet.
Gemäß 2 ist ein schematisches Beispiel einer Uplink-Belastungskurve dargestellt, d.h. eine Abbildung von normierter Belastung auf Gesamtbreitbandinterferenz an einem Digitalempfänger der Basisstation im Sektor. Aus 2 kann grafisch das exponentielle Anwachsen von PrxGesamt als eine Funktion einer Erhöhung der normierten Belastung gesehen werden.
Die geplante Sollbelastung als ein erster Bezugsbelastungswert im Uplink wird mit PrxSoll bezeichnet und eine Überlastsituation besteht, falls PrxGesamt PrxSchwelle als einen zweiten Bezugsbelastungswert überschreitet.
PrxSoll selbst kann bei einer alternativen Implementierung weiter in zwei Werte aufgespalten werden: PrxSollNC (für nicht steuerbare, d.h. Relzeit-RT-Nutzer) und PrxSollNRT (für Nichtrealzeit-Nutzer). In diesem Fall ist die folgende Beziehung definitionsgemäß erfüllt: PrxSoll = PrxSollNC + PrxSollNRT. Üblicherweise ist geplant, dass die von Realzeit-Nutzern stammende Last, die von anderen Zellen stammende Interferenz, das Systemrauschen und die Belastung, die Nichtrealzeit-Nutzern mit minimaler garantierter Bitrate zurechenbar sind, niedriger oder gleich PrxSollNC sind. In diesem Fall umfasst PrxSollNRT Interferenz infolge der Bitraten, die zur Übertragung zu Nichrealzeit-Nutzern zugeordnet sind, wobei die Bitraten die minimalen garantierten Bitraten überschreiten. Die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS hat zum Beispiel eine Bitrate von 64 kbit/s für bestimmte Nichtrealzeit-Nutzer zugewiesen, deren minimale garantierte Bitrate nur 16 kbit/s beträgt. Die Differenz von 64 – 16 = 48 kbit/s ist die Differenz, die Belastung und Interferenz PrxNRT verursacht. PrxNRT ist dann geplant, niedriger oder gleich PrxSollNRT zu sein, und falls PrxNRT PrxSollNRT überschreitet, können Belastungssteuerungsvorgänge nur für NRT-Nutzer eingeleitet werden (wie zum Beispiel TPC-Befehlsmodifikationen, Reduzierung von minimale garantierte Bitraten überschreitenden Bitraten durch die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS, usw.). Dann kann für PrxNC angenommen werden, eine Belastung infolge von Realzeit-RT-Nutzern, eine Belastung infolge von mit der minimalen garantierten Bitrate betriebenen NRT-Nutzern, die von anderen Zellen verursachte Interferenz und Systemrauschen zu enthalten, und PrxNC ist geplant, niedriger oder gleich PrxSollNC zu sein. Wird dieser Wert jedoch überschritten, können Belastungssteuerungsvorgänge für betroffene Nutzer, d.h. nicht steuerbare Realzeit-Nutzer, eingeleitet werden. Nichtsdestotrotz ist es in den meisten Fällen so, dass der Bezugswert PrxSoll nicht für Realzeit- und Nichtrealzeit-Verkehr aufgespalten wird.
Wird die Belastungsschwelle PrxSchwelle und/oder das Belastungssoll PrxSoll überschritten, beginnen die Belastungssteuerungseinrichtungen 1.LC der Basisstation BS und 2.LC der Funknetzwerksteuerung RNC damit, durch Verwendung der folgenden Hilfsmittel zu reagieren:

1. Als Erstes beginnt jede Basisstation BS einzeln damit, Uplink-Sendeleistungssteuerungsbefehle sowohl für Nichtrealzeit- (NRT) Nutzer als auch für Realzeit- (RT) Nutzer wie folgt zu überschreiben/modifizieren: – Für NRT-Nutzer (Gleichung (1)): TPC_BEZUG = [(Eb/N0)/(Eb/N0_Soll)][PrxGesamt/PrxSoll]n1, wenn gilt PrxGesamt ≤ PrxSchwelle, und = 1, wenn gilt PrxGesamt > PrxSchwelle, mit 0 ≤ n1, oder = [(Eb/N0)/(Eb/N0_Soll)[PrxSchwelle/PrxSoll]n1a ·[PrxGesamt/PrxSchwelle]n1b,wenn gilt PrxGesamt > PrxSchwelle, wobei gilt 0 ≤ n1a, 0 ≤ n1b, und üblicherweise n1a ≤ n1b, und falls gilt TPC_BEZUG ≥ 1, wird ein TPC-Befehl auf –1 gesetzt, TCP_BEFEHL = –1, während andernfalls ein Sendeleistungssteuerungsbefehl auf +1 gesetzt wird, TPC_BEFEHL = 1. Dies bedeutet, dass die Sendeleistung entweder um einen bestimmten Schritt ΔTPC dekrementiert (TPC_BEFEHL = –1) oder um den entsprechenden Schritt inkrementiert (TPC_BEFEHL = 1) wird. – Für RT-Nutzer (Gleichung (2)): TPC-BEZUG = [(Eb/N0)/Eb/N0_Soll)], wenn PrxGesamr ≤ PrxSchwelle, und = [(Eb/N0)/(Eb/N0_Soll)][PrxGesamt/PrxSchwelle]n2, wenn PrxGesamt > PrxSchwelle, wobei gilt 0 ≤ n2, und falls gilt TPC_BEZUG ≥ 1, dann gilt TPC_BEFEHL = –1, andernfalls gilt TPC_BEFEHL = 1, was gleichermaßen bedeutet, dass die Sendeleistung entweder um einen bestimmten Schritt ΔTPC dekrementiert (TPC_BEFEHL = –1) oder um den entsprechenden Schritt inkrementiert (TPC_BEFEHL = 1) wird.

Die "Idee" und die Bedeutung von Gleichungen (1) und (2) besteht darin, dass die Leistungssteuerung mit geschlossenem Regelkreis im Uplink mit einer schwachen Leistungsrückkopplung weiter stabilisiert wird, und zwar verursacht ein Anstieg des gesamtinterferenzleistungspegels (PrxGesamt) eine leichte Erhöung beim Eb/No. Diese Leistungsrückkopplung macht das gesamte System in einem vorübergehenden Überlastzustand stabil. Verringern sich Eb/No-Werte der aktiven Verbindungen der eigenen Zelle (d.h. von in einer jeweiligen Zelle von Interesse aktiven Verbindungen), wird der Uplink-Gesamtinterferenzleistungspegel ebenfalls sinken und der Zustand/die Belastung des Systems wird zum möglichen bzw. ausführbaren und/oder Grenzlastbereich (PrxGesmt unterhalb PrxSchwelle) zurückkehren.
Wird der vorstehend angegebene Vorgang bei einer Situation angewandt, bei der das System einer Überlastsituation gegenübersteht, wird der Belastungssteuerung "2.LC" in der Funknetzwerksteuerung RNC die Überlastsituation berichtet. In diesem Fall verweigert die Belastungssteuerung LC der Leistungssteuerung (PC) mit geschlossenem Regelkreis, Eb/No-Sollwerte zu erhöhen, um einen unnötigen Anstieg von Eb/No-Sollwerten aufgrund einer künstlichen Verringerung von Trägerqualität durch die Belastungssteuerung LC zu vermeiden.
Der in den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) dargestellte Algorithmus beginnt in einer ersten Stufe der Belastungssteuerung damit, das Eb/No von NRT-Nutzern langsam zu senken, wenn die Systembelastung die Sollbelastung übersteigt (d.h. PrxGesamt > Soll), aber dieser Vorgang sollte sehr behutsam sein oder könnte sogar weg parametrisiert werden, indem zum Beispiel n1 = 0 gewählt wird. Falls PrxGesamt PrxSchwelle überschreitet (d.h. sich der Sektor in einer Überlastsituation befindet), werden in einer zweiten Stufe der Belastungssteuerung die Leistungssenkungsbefehle an die mobilen Endgeräte MS gesendet, falls es sich um einen entsprechenden NRT-Nutzer handelt, wobei in diesem Fall Eb/No's von NRT-Nutzern verringert werden, bis die Überlast überwunden ist (d.h. PrxGesamt<PrxSchwelle gilt). Bei einer Überlastsituation werden die Eb/No's von RT-Nutzern basierend auf dem in Gleichung (2) dargestellten Verfahren behutsam verringert, d.h. durch Überführen des Betriebspunkts der schnellen PC-Regelung um n2·(PrxGesamt-PrxSchwelle) dB. Gilt zum Beispiel n2 = 0,25, PrxGesamt = 9dB und PrxSchwelle = 6dB, wird die auf-/absteigende Leistungsschwelle für die schnelle PC-Regelung wie folgt sein: [(Eb/N0)/(Eb/N0_Soll)]·20,25 ≈ 1.2·(Eb/N0)/(Eb/N0_Soll)]was um 20% niedrigere Eb/No's bezeichnet.
Es kann auch möglich sein, dass von einer Basisstationssteuereinheit (BCU) entschieden wird, von welchen Verbindungen die Leistung durch Überschreiben von Uplink-Sendeleistungssteuerungsbefehlen (UL-TPC-Befehlen) reduziert wird. In diesem Fall wird die Leistung von den kritischsten Verbindungen (mit größtem Belastungfaktor LUplink oder größtem gemessenem Durchschnitts-Eb/No) reduziert. Die Eb/No's und die Bitraten jeder Verbindung sollten dann jedoch der Basisstationssteuereinheit berichtet werden. Es ist auch möglich, dass die Basisstationssteuereinheit BCU bestimmt, welche Verbindungen die kritischsten Verbindungen sind und dann die Eb/N0-Sollwerte für diese Verbindungen überschreibt, damit sie kleiner sind als bevor die Überlastsituation aufgetreten ist (z.B. um 0,5 dB kleiner).
Ein zusätzlicher Punkt, der insbesondere für eine schnelle Belastungssteuerung (erste Stufe) in Basisstationen BS zu berücksichtigen ist, besteht darin, dass für Mehrfachträger nur eine Leistungssteuerung PC mit geschlossenem Regelkreis ausgeführt wird. Daher muss eine Reduzierung der Leistung basierend auf einem Codekanal bewirkt werden, wobei RT- und NRT-Träger in diesem Fall gemeinsam und nicht separat behandelt werden müssen.
Mögliche Prioritäten der Träger können von einem Paar mit unterschiedlichen Werten für n1 (oder n1a und n1b) und n2 als eine Funktion der Priorität berücksichtigt werden. Es können zum Beispiel drei unterschiedliche Werte existieren: n1 = n2 = 1/2 (niedrigste Prioritätsklasse), n1 = n2 = 1/4 (zweite Prioritätsklasse) und n1 = n2 = 0 (höchste Prioritätsklasse).
Wahlweise können die Werte von n1 (oder n1a und n1b) und n2 von der verwendeten Durchschnittsbitrate abhängen, so dass für größere Bitraten größere Werte verwendet werden (wobei im Durchschnitt mehr Leistung reduziert wird). Es können zum Beispiel drei unterschiedliche Werte existieren: n1 = n2 = 1/2 (größte Bitratenklasse), n1 = n2 = 1/4 (zweithöchste Bitratenklasse) und n1 = n2 = 0 (niedrigste Bitratenklasse).
Ist es gewünscht, dass die Werte von n1 und n2 sowohl von Prioritäten als auch von Bitraten zusammen abhängen, ist es außerdem auf eine einfachste Art und Weise denkbar, das berechnete Maximum der Werte von n1 und n2 zu verwenden (z.B. zweite Priorität: n1 = 1/4 und höchste Bitrate: n1 = 1/2, wobei in diesem Fall der endgültige Wert von n1 = 1/2 als das Maximum resultiert). Werden Realzeit-RT- und Nichtrealzeit-NRT-Träger zusammen gemultiplext, ist ein RT-Träger üblicherweise dominant, so dass die TPC-Befehlsmodifikationen nur RT-Träger beeinflussen. Außerdem ist es ebenfalls möglich, dass jedes Kanalelement den Eb/N0-Sollwert um m1 (z.B. 0,5 dB) reduziert, falls es sich um eine NRT-Verbindung mit einem PrxGesamt handelt, das PrxSoll überschritten hat, aber das immer noch unterhalb von PrxSchwelle liegt (PrxGesamt ∊]PrxSoll, PrxSchwelle[), und um m2 (z.B. 1 db), falls es sich um eine NRT-Verbindung handelt, und falls PrxGesamt PrxSchwelle überschreitet oder gleich diesem ist, oder um m3 (z.B. 0,5 dB), falls es sich um eine RT-Verbindung handelt und PrxGesamt PrxSchwelle überschreitet oder gleich diesem ist.
Die Wirkung einer Einbindung dieser Idee wird die Notwendigkeit von Vorgängen der Basisstationsteuereinheit BCU ersetzen.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass es auch möglich ist, entsprechend unterschiedliche Werte für die Parameter n1 und n2 zu verwenden, obwohl diese Parameter in den vorstehenden Beispielen dahingehend beschrieben wurden, dass sie den gleichen Wert annehmen. Dies wird zu einer Bevorzugung einer gewissen Verkehrskomponente führen, d.h. Realzeit- oder Nichtrealzeit-Verkehr, abhängig von dem gewählten Parameterwert.

2. Interagieren mit der Paketzeiteinplanungseinrichtung PS und Zurückdrosseln von Nichtrealzeit-Verkehr (NRT-Verkehr). Dies wird von der Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC durchgeführt. Als Antwort wird die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS Bitraten der Nichtrealzeit-Verkehrskomponente senken, so dass PrxGesamt unter PrxSchwelle reduziert wird, indem eine Uplink-Leistungsanstiegschätzfunktion verwendet wird. Auf diese Art und Weise wird die Realzeit-Verkehrskomponente beziehungsweise RT-Verkehrskomponente verglichen mit der NRT-Verkehrskomponente implizit bevorzugt.

In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, NRT-Bitraten zu reduzieren, wenn PrxGesamt PrxSoll + PrxDelta überschreitet, wobei PrxDelta größer oder gleich Null ist. In einem derartigen Fall werden Bitraten reduziert, so dass der beobachtete Belastungshinweisparameter PrxGesamt einen Wert unter oder gleich PrxSoll annehmen wird oder, mit anderen Worten ausgedrückt, PrxSoll ≥ PrxGesamt gilt. (Die gleiche Art von Steuerungsschema kann auch in Abwärtsstreckenrichtung übernommen werden; falls PtxGesamt größer ist als PtxSoll + PtxDelta, wobei PtxDelta größer oder gleich Null ist, werden NRT-Bitraten reduziert).

3. Herabsetzen von Bitraten von Realzeit-Nutzern (RT-Nutzern) in einer bereits ausgehandelten Bitratenmenge, d.h. innerhalb der Transportformatmenge (TFS: „transport format set"). Mit anderen Worten handelt es sich um eine Begrenzung des Transportformats TF in der Transportformatmenge TFS. Die Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC führt diesen Vorgang durch. In diesem Zusammenhang wird es für die Belastungssteuerungseinrichtung LC jedoch notwendig sein, zu wissen, ob der Dienst anschließend mit einer niedrigeren Bitrate umgehen kann als der Dienst momentan verwendet, und das sogar im Fall schaltungsvermittelter Dienste variabler Bitrate.

Die Belastungssteuerung "1.LC" der Basisstation BS schafft die erste Korrektur an der Systembelastung durch schnelles, aber vielleicht nur vorübergehendes Senken der Durchschnittsleistung von Uplink-Nutzern. Anschließend bringt eine zusätzliche Senkung von Bitraten von NRT- und RT-Nutzern die endgültige Korrektur der Systembelastung durch die Belastungssteuerung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC.
War die Reduzierung von NRT-Bitraten nicht ausreichend und befindet sich das System immer noch in Überlast, beginnt die Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC daher damit, Bitraten von RT-Nutzern zu reduzieren, bis die Überlast überwunden ist. Es ist möglich, das geschätzte neue PrxGesamt sofort klar unter PrxSchwelle zu reduzieren, indem Bitraten gesenkt werden, anstatt die neue Gesamtinterferenzleistung auf PrxSchwelle anzupassen. Dies kann das System stabiler machen (keine Änderung um PrxSchwelle herum). In diesem Fall werden die Bitraten reduziert, bis das geschätzte neue PrxGesamt um eine gewisse Spanne unterhalb PrxSchwelle liegt, d.h. PrxGesamt < PrxSchwelle-PrxVersatz, wobei PrxVersatz zwischen Null und PrxSchwelle-PrxSoll liegt.
Die Herabsetzung einer Uplink-Bitrate ist immer ziemlich zeitaufwendig, weil die Änderung der Bitrate an eine jeweilige Mobilstation MS signalisiert werden muss. Die Herabsetzung von Bitraten von RT-Nutzern kann basierend auf einer verwendeten Fairness-Strategie etwas anders implementiert werden. Daher werden Bitraten von kritischsten Verbindungen (mit größtem Belastungsfaktor) auf proportionale Weise entweder mehr als oder genauso wie Bitraten von weniger interferierenden Verbindungen reduziert. Derartige Berechnungen basieren auf der Verwendung einer Leistungsanstiegschätzeinrichtung, die hier nicht zu erörtern ist. Das Bitratenreduzierungsverfahren, wie es vorstehend erläutert ist, könnte wie folgt formuliert werden:
Während (PrxGesamt > PrxSchwelle-PrxVersatz) Reduzieren der Bitrate von RT-Nutzern, deren Belastungsfaktor der höchste ist, auf die vorhergehende Bitrate, die innerhalb von TFS möglich ist Ende

4. Neuaushandeln der RT-Dienste auf niedrigere Bitraten, die sich nicht in der Bitratenmenge der Transportformatmenge TFS befinden, durch die Zugangssteuerungseinrichtung AC oder Senken der minimalen Bitrate von NRT-Diensten.

Dies wird von der Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung durchgeführt, falls vorhergehende Belastungssteuerungsvorgänge nicht zu einer ausreichenden Belastungsreduzierung geführt haben. Dieser Vorgang ist ansonsten ähnlich zum vorhergehenden Vorgang, aber nun wird versucht, dass die Bitraten von der Zugangssteuerungseinrichtung AC neu auf ein niedrigeres Niveau ausgehandelt werden. Dieser Vorgang ist jedoch ziemlich zeitraubend und hilft nicht bei einer vorübergehenden/unmittelbaren Überlast.

5. Vorübergehendes Beenden einer Uplink-UL-Datenübertragung, falls eine bestimmte Anzahl nacheinander empfangener Funkrahmen (einer jeweiligen Dauer von 10 ms) so genannte schlechte Rahmen sind (deren Übertragung "nicht ok" war). Falls k1 aufeinander folgende Downlink-DL-Funkrahmen "nicht ok" waren (wobei k1 zum Beispiel 10 ist), bedeutet dies, dass eine Mobilstation MS die Datenübertragung im Uplink beenden bzw. anhalten wird (wobei der dedizierte physikalische Datenkanal DPDCH wird gesperrt wird) und nur der dedizierte physikalische Steuerkanal DPDCH aktiv gehalten wird. Empfängt die Mobilstation MS wieder k2 aufeinander folgende Funkrahmen (einer Dauer von 10 ms), wobei k2 zum Beispiel 2 ist, wird die Uplink-Übertragung erneut freigegeben bzw. ermöglicht. Ein derartiger Vorgang ist vorteilhaft, wenn sowohl Uplink als auch Downlink überlastet sind, weil in diesem Fall eine Schicht 3-Signalisierung von der Belastungsteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung an die Mobilstation fehlschlagen kann.
6. Fallenlassen von Rufen auf eine kontrollierte Art und Weise. Können Bitraten nicht mehr auf ein niedrigeres Niveau neu ausgehandelt werden und befindet sich das System immer noch in einer Überlastsituation, was bedeutet, dass gilt PrxGesamt > PrxSchwelle, lässt die Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC auf zufällige Weise ausgewählte RT-Nutzer oder RT-Nutzer fallen, die den höchsten Belastungsfaktor aufweisen (die kritischsten Verbindungen), bis die Systembelastung unterhalb PrxSchwelle-PrxVersatz liegt, wobei PrxVersatz auch Null sein kann.

Das Fallenlassen bzw. Beenden von Rufen im Uplink kann ziemlich zeitaufwendig sein, wenn der Mobilstation MS über eine Schicht 3-Signalisierung signalisiert wird, die Verbindung zu beenden. Dies kann auch so sein, dass eine Verbindung in einen unstetigen bzw. diskontinuierlichen Übertragungsmodus DTX gebracht wird und Leistungssenkungsbefehle nur an die Mobilstation MS gesendet werden.
Vorgänge beziehungsweise Verfahrensschritte (2) bis (6) können sehr kurz und einfach wie folgt beschrieben werden (wohingegen zu beachten ist, dass Vorgang (3) nicht immer möglich ist, da die Funknetzwerksteuerung nicht notwendigerweise ein Wissen darüber aufweisen muss, ob die momentane (RT-) Anwendung niedrigere Bitraten innerhalb ihrer Transportformatmenge TFS tolerieren kann, falls die Anwendung selbst eine höhere Bitrate anfordert): Falls PrxGesamt = PrxNc + PrxNrt > PrxSchwelle dann Reduziere NRT-Bitraten bis PrxGeschätzt = PrxNc + ΔPrxNrt = PrxNc + PrxNrtneu – PrxNrtalt ≤ PrxSchwellefalls noch immer PrxGeschätzt > PrxSchwelle
dann Versuche RT-Bitraten auf niedrigere Bitraten neu auszuhandeln bis PrxGeschätzt ≤ PrxSchwelle
falls noch immer PrxGeschätzt > PrxSchwelle
dann Lasse fallen/Beende kritischste Träger (minimaler Priorität/maximalen Lastfaktors) bis PrxGeschätzt ≤ PrxSchwelle
Die vorstehenden Verfahrensschritte können derart interpretiert werden, dass zuerst PrxNrt von der Paketzeiteinplanungseinrichtung PS um einen Betrag ΔPrxNrt reduziert wird. Die geschätzte, neue Gesamtleistung wird dann PrxGeschätzt = PrxGesamt + ΔPrxNrt sein, und falls dies immer noch oberhalb PrxSchwelle liegt, werden Bitraten von RT-Nutzern innerhalb ihrer Transportformatmenge TFS reduziert. Ist auch das noch nicht ausreichend, wird versucht, Bitraten von einigen RT-Nutzern neu auszuhandeln. Falls zuletzt der gesamte NRT-Verkehr zurückgedrosselt wurde und ein neues, gemessenes PrxGesamt von der Belastungssteuerungseinrichtung der Basisstation BS an der Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung RNC durch Verwendung eines Überlasthinweises (basierend auf einem RR-Hinweis) empfangen wurde, werden selbstverständlich Bitraten von RT-Nutzern angegangen, und so weiter.
D)II) Downlink-Belastungssteuerungsverfahren
Im Folgenden wird eine einfache Art und Weise zur Implementierung einer Downlink-Belastungssteuerung dargestellt. Die Aufgabe einer Downlink-Belastungssteuerung besteht darin, die Downlink-Gesamtsendeleistung eines Sektors (z.B. einer Zelle einer Basisstation) unterhalb einer bestimmten Belastungsschwelle als einen zweiten Bezugsbelastungswert (PtxSchwelle) zu halten, der von der Funknetzwerkplanung RNP bereitgestellt und/oder eingestellt wird. Diese Belastungsschwelle PtxSchwelle wird als die Grenze betrachtet, hinter der sich die Downlink-Übertragung DL in Überlast befindet, was bedeutet, dass die Gesamtsendeleistung zu groß ist. Im Downlink DL wird die gleiche Signalisierung zwischen der Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung RNC und der Belastungssteuerungseinrichtung der BS verwendet wie im Uplink UL. (Die Prinzipien der Signalisierung werden im folgenden Abschnitt erläutert.) Auch das Downlink-Belastungssteuerungsverfahren steht hinsichtlich der realisierten Funktion und der erreichten Wirkung in enger Beziehung mit dem im Uplink eingesetzten:

1. Tritt im DL eine Überlast auf, und zwar, falls PtxGesamt PtxSchwelle überschreitet, wird die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Basisstation BS an jedes aktive Kanalelement einen Überlasthinweis senden. Dieser Hinweis umfasst PtxGesamt oder PtxGesamt/PtxSchwelle. Dann beginnt die schnelle Leistungssteuerung (PC) mit geschlossenem Regelkreis in jeweiligen Kanalelementen damit, Downlink-DL-Sendeleistungsbefehle (TPC-Befehle) sowohl für NRT-Nutzer als auch für RT-Nutzer zu verweigern. Überschreitet PtxGesamt PtxSchwelle, wird die Sendeleistung von NRT-Nutzern in jedem Schlitz um die Schrittgröße der schnellen PC-Regelung reduziert (dekrementiert) und die Leistung von RT-Nutzern wird gesenkt oder beibehalten (nicht verändert, falls ein normaler Leistungssteuerungs-PC-Vorgang eine Leistungserhöhung wäre, wodurch die Leistung zumindest nicht erhöht wird). Durch Verwendung dieses Verfahrens kann die Downlink-DL-Gesamtsendeleistung eines Sektors PtxSchwelle nicht überschreiten. Dies ist das vorgeschlagene schnelle Downlink-DL-Belastungssteuerungsverfahren, wie es in der Basisstation BS implementiert wird.

Liegt die gemessene Gesamtsendeleistung des Sektors zwischen PtxSoll und PtxSchwelle (d.h. im so genannten Grenzlastbereich, vgl. 2), wird für NRT-Nutzer eine langsamere und abwärts vorgespannte Leistungssteuerung verwendet. Dies bedeutet, dass die Leistung reduziert wird, falls n3 (z.B. n3 = 1) aufeinander folgende TPC-Befehle von "–1" empfangen werden, und die Leistung nur dann angehoben oder erhöht wird, falls n4 (z.B. n4 = 2) aufeinander folgende TPC-Befehle von "+1" empfangen werden, während die Leistung andernfalls unberührt bleibt. Ist es erwünscht, dass die Downlink-Leistungssteuerung im Grenzlastbereich nicht vorgespannt ist, werden n3 und n4 mit dem gleichen Wert ausgewählt. Die Idee hinter einer derartigen langsameren Leistungssteuerung ist eine Vermeidung schneller Änderungen bei der Leistung.
Zusätzlich besteht eine Möglichkeit darin, dass eine lineare Leistungsverstärkergrenze (die maximale Basisstation-BS-Sendeleistung) erreicht wird. In diesem Fall kann die Downlink-Gesamtsendeleistung PtxGesamt nicht mehr erhöht werden und die Sendeleistung jedes Nutzers wird implizit um den gleichen Prozentsatz reduziert, so dass PtxGesamt gleich der maximalen BS-Sendeleistung ist.

2. Interagieren mit der Paketzeiteinplanungseinrichtung PS und Zurückdrosseln von Nichtrealzeit- (NRT) Verkehr. Dies wird von der Belastungssteuerungseinrichtung LC durchgeführt, die in der Funknetzwerksteuerung RNC angeordnet ist. Die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS wird NRT-Bitraten verringern, so dass PtxGesamt unterhalb von PTXSchwelle sein wird. Dies wird durch Verwendung einer Downlink-Leistungsanstiegschätzfunktion durchgeführt.
3. Herabsetzen von Bitraten von Realzeit-RT-Nutzern in einer bereits ausgehandelten Bitratenmenge, d.h. innerhalb der Transportformatmenge (TFS). Die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC bewirkt diesen Vorgang. Die Bitraten werden derart reduziert, dass die Downlink-DL-Sendeleistung unterhalb PtxSchwelle oder PtxSchwelle-PtxVersatz sein wird. Im letzteren Fall wird die Downlink-DL-Gesamtsendeleistung um eine bestimmte Spanne unter die Belastungsschwelle reduziert, damit eine sofortige neue Überlastsituation vermieden wird.

Die Herabsetzung der DL-Bitrate von RT-Nutzern kann entweder derart implementiert werden, dass die Belastungssteuerungseinrichtung die entsprechenden Realzeit- (RT) Nutzer anweist, eine niedrigere Bitrate zu verwenden, was innerhalb der Transportformatmenge TFS möglich ist, oder derart, dass die Belastungssteuerungseinrichtung LC nur die kritischsten RT-Träger (mit dem größten DL-Perch Ec/Io oder der größten durchschnittlichen Sendeleistung (falls diese Information im DL verfügbar ist)) anweist, ihre Bitraten innerhalb ihrer Transportformatmenge TFS zu reduzieren. Das letztere wird vorgeschlagen. Die Berechnung basiert auf der Verwendung einer Downlink-Leistungszuweisung. Die diesbezüglichen Verfahrensschritte des Bitratenreduzierungsverfahrens im Downlink DL können wie folgt ausgedrückt werden:
Während (PtxGesamt > PtxSchwelle – PtxVersatz) Reduzieren der Bitrate von RT-Nutzern, deren Durchschnittssendeleistung die größte ist, auf die vorher mögliche Bitrate innerhalb TFS Ende

4. Neuaushandeln der RT-Dienste auf niedrigere Bitraten, die nicht in einer Bitratenmenge der Transportformatmenge TFS sind, durch die Zugangssteuerungseinrichtung AC oder Senken der minimalen Bitrate von NRT-Diensten. Dies wird von der Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC durchgeführt, falls vorhergehende Belastungssteuerungsvorgänge nicht genug und/oder ausreichend waren. Dieser Vorgang ist ansonsten ähnlich zum vorhergehenden Vorgang, aber nun wird versucht, Bitraten durch die Zugangssteuerungseinrichtung AC auf ein niedrigeres Niveau neu auszuhandeln. Die Neuaushandlung von Bitraten ist ein ziemlich langsamer Vorgang (z.B. 1s), weil er von der Belastungssteuerungseinrichtung LC zur Zugangssteuerungseinrichtung AC und weiter zu einer Rufsteuerungseinrichtung (CC, nicht gezeigt) eingestuft bzw. beurteilt wird und an die mobilen Endgeräte MS signalisiert werden muss.
5. Vorübergehendes Beenden der Downlink-DL- Datenübertragung bestimmter (z.B. kritischster) Realzeit-Nutzer. Dies bedeutet, dass der dedizierte physikalische Datenkanal DPDCH im Downlink abgeschaltet (gesperrt) wird, und dass im Downlink nur der dedizierte physikalische Steuerkanal DPCCH in einem aktiven Zustand gehalten wird. Trägt diese Maßnahme zu einer Reduzierung der Belastung bei, so zum Beispiel nach einer bestimmten Zeit (die zum Beispiel von einer Zeitsteuerungseinrichtung gemessen wird), befindet sich das System nicht mehr in Überlast, kann der Downlink-DPDCH reaktiviert werden, während nach dem Ablauf der bestimmten Zeit andernfalls auch der DPCCH gesperrt wird und der Nutzer dadurch ("vollständig") fallen gelassen beziehungsweise getrennt wird.
6. Fallenlassen von Rufen auf eine kontrollierte Art und Weise. Können Bitraten nicht mehr auf ein niedrigeres Niveau neu ausgehandelt werden und befindet sich das System immer noch in einer Überlastsituation, was bedeutet, dass gilt PtxGesamt > PtxSchwelle, lässt die Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC zufällig ausgewählte RT-Nutzer oder solche RT-Nutzer fallen (d.h. weist die Basisstation BS zum Fallenlassen an), die den größten Belastungsfaktor aufweisen, bis die Systemlast unter PtxSchwelle-PtxVersatz liegt, wobei PtxVersatz Null sein kann. Das Fallenlassen bzw. Beenden eines Rufs im Downlink DL ist viel einfacher als im Uplink UL, weil das mobile Endgerät MS dazu nicht signalisiert werden muss, sondern die Basisstation BS die Übertragung zu diesem mobilen Endgerät MS einfach beenden kann. Obwohl dies vorstehend nicht ausdrücklich erwähnt wird, ist zu verstehen, dass im Fall mehrerer RT-Nutzer mit einem größten Belastungsfaktor unter diesen eine zufällige Auswahl durchgeführt wird, um die RT-Nutzerverbindung auszuwählen, die fallen zu lassen ist, so dass die vorstehend bezeichneten Maßnahmen kombiniert werden können. Die gleiche Kombination dieser Maßnahmen ist natürlich auch bei einer Uplink-Belastungssteuerung möglich.

Die mögliche Maximalsendeleistung einer jeweiligen Basisstation BS (maximale Ausgabe eines linearen Leistungsverstärkers; LPA) wird zum Beispiel um die 20 W (43,0 dBm) liegen. Daher liegt PtxSoll offensichtlich unterhalb dieses Werts, aber für PtxSchwelle ist es möglicherweise sinnvoll, so gewählt zu werden, um auf dem gleichen Wert wie das Maximum der Linearleistungsverstärker-LPA-Ausgabe zu liegen. Die passende Einstellung von PtxSoll und PtxSchwelle auf Basis von Sektoren (Zellen) ist sehr schwierig und wird einer Funknetzwerkplanung RNP überlassen. Einige Anfangswerte, die entsprechend der Erfahrung des Erfinders anwendbar zu sein scheinen, sind als die folgenden Beispielwerte angegeben: PtxSoll 15W (41,8 dBm) und PtxSchwelle 20W (43,0 dBm). Basierend auf ersten experimentellen Ergebnissen kann PtxGesamt als eine Funktion des Verkehrs sehr stark schwanken (einige Dutzend Watt). Dies macht eine intelligente Zugangssteuerung schwierig, aber unterstreicht das Erfordernis zur Verwendung einer Downlink-Belastungssteuerung.
E) Belastungsbezogene Nachrichten und Signalisierung
Es wird insgesamt zwei unterschiedliche belastungsbezogene Nachrichten über die Iub-Schnittstelle von einer jeweiligen Basisstation BS zu der Funknetzwerksteuerung RNC geben:
a) Einfacher Funkressourcen- (RR) Hinweisvorgang.
Dies bedeutet, dass nur der periodische zellspezifische Berichtsvorgang (unter Verwendung einer Signalisierung der Schicht drei) über Iub erfolgt, d.h. ein Berichten periodisch beobachteter Belastungshinweisparameter. Die Belastungsinformations-Aktualisierungsperiode sollte kurz genug sein (maximal in der gleichen Größenordnung wie eine durchschnittliche Paketzeiteinplanungsperiode). Für die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC ist jedoch insbesondere bei Überlastfällen (im Fall eines überschrittenen Bezugsbelastungswerts) die Anforderung zum unverzüglichen Berichten (z.B. alle 10 bis 30 ms) einiger Belastungsinformationen oder zumindest eines Überlasthinweises als ein Hinweis des momentanen Zustands des Netzwerks von der Basisstation BS an die Funknetzwerksteuerung RNC wichtig. Gleichermaßen sollte die Paketzeiteinplanungseinrichtung mit aktualisierten Belastungsinformationen beliefert werden, um korrekte Verdichtungsentscheidungen zu treffen.
Diese Nachrichten-/Signalisierungsmenge ebenso wie die Antwortanforderung werden jedoch nicht mit Hardware-Ressourcen erreicht. Daher besteht ein Bedarf für einen separaten Belastungsberichtsvorgang für Überlastsituationen.
b) Überlasthinweisvorgang.
Dieser Überlasthinweis umfasst Informationen über PrxGesamt, PtxGesamt und mögliche Belastungsinformationen über kritischste Verbindungen (zumindest Code-ID, Bitrate und gemessenes Eb/No oder direkt einen Belastungsfaktor LUplink = Eb/No geteilt durch Verarbeitungsgewinn).
Diese werden von der Belastungssteuerungseinrichtung "1.LC" einer jeweiligen Basisstation BS an die Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC gesendet, um Nichtrealzeit-NRT-Verkehr zurück zu drosseln, Bitraten für Realzeit-RT-Rufe innerhalb der Transportformatmenge TFS oder durch Neuaushandeln von Bitraten zu reduzieren, oder Rufe auf eine kontrollierte Art und Weise fallen zu lassen bzw. zu beenden. Nachdem diese Nachricht empfangen wurde, informiert die Belastungssteuerungseinrichtung "2.LC" der Funknetzwerksteuerung RNC die Zugangssteuerungseinrichtung AC und die Einrichtung zur Leistungssteuerung PC der äußeren Schleife der Funknetzwerksteuerung RNC über die Überlast. In diesem Fall lässt die Zugangssteuerungseinrichtung AC keine neuen Träger zu und die Einrichtung zur PC der äußeren Schleife erhöht einen Eb/No-Sollwert nicht, bevor die Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung RNC den Überlasthinweis gelöscht und/oder entkräftet hat. Eine sehr kurze Antwortanforderung spricht dafür, die Belastungssteuerungseinrichtung nahe an der Leistungssteuerung PC und der Paketzeiteinplanungseinrichtung PS anzuordnen, falls die Überlasthinweisnachricht zuerst an die Belastungssteuerung gerichtet wird.
Es wäre (als eine Alternative zu dem vorstehend erwähnten) sogar möglich, den Überlasthinweis an die Einrichtung zur Leistungssteuerung PC der äußeren Schleife der Funknetzwerksteuerung RNC von jeweiligen Kanalelementen durch Verwendung einer Rahmensteuerungsschicht-Signalisierung FCL zu senden, um Vorgänge der Leistungssteuerung PC der äußeren Schleife zu verweigern. Dies wird jedoch zu viel Signalisierungsoverhead verursachen und daher ist ein Funkressourcen-RR-Hinweisvorgang (Schicht drei-Signalisierung) bevorzugt und ausreichend.
F) Uplink-Belastungssteuerung und zugehörige Signalisierung: Beispiel
Gemäß 3 (3A bis 3C) ist das Prinzip des vorgeschlagenen Belastungssteuerungsverfahrens im Uplink grafisch dargestellt.
Die horizontale Dimension spiegelt die unterschiedlichen Funkressourcenverwaltungs-RRM-Funktionen (und/oder entsprechende Vorrichtungen) wider, die die Belastungssteuerungs-Verfahrensschritte betreffen. Die vertikale Dimension stellt die Zeit dar und gibt daher an, wann die unterschiedlichen Belastungssteuerungs-Verfahrensschritte durchgeführt werden, d.h. wann die entsprechenden Vorgänge stattfinden.
Die Figur kann derart interpretiert werden, dass (3A) bei Erfassen der Überlast (PrxGesamt > PrxSchwelle) in der Belastungssteuerungseinrichtung "1.LC" der Basisstation BS ein Überlasthinweis ("Begrenzungsinfo"), der benötigte Informationen (gemessenes, d.h. beobachtetes PrxGesamt und Belastungsschwelle PrxSchwelle oder PrxGesamt geteilt durch PrxSchwelle) enthält, an die Einrichtung zur schnellen Leistungssteuerung PC mit geschlossenem Regelkreis (die für jedes Kanalelement bereitgestellt ist) übertragen wird. Dann wird die Einrichtung zur Leistungssteuerung PC mit geschlossenem Regelkreis normale Sendeleistungsregelungs-TPC-Befehle durch Verwendung der vorstehend dargestellten Verfahrensschritte überschreiben und eine Bestätigungsnachricht zurück an die Belastungssteuerungseinrichtung LC einer jeweiligen Basisstation BS senden. Danach wird ein Überlasthinweis einschließlich benötigter Belastungsinformationen (PrxGesamt usw.) über die BSAP-Schnittstelle (Schicht-drei-Signalisierung) an die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC gesendet.
Als Nächstes (vgl. 3B) versorgt die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC die Zugangssteuerungseinrichtung AC sowie die Paketzeiteinplanungseinrichtung PS und die Einrichtung zur Leistungssteuerung PC der äußeren Schleife mit diesem Überlasthinweis und die vorstehend erwähnten Belastungssteuerungsvorgänge werden auf der Funknetzwerksteuerungs-RNC-Seite durchgeführt (nämlich eine Reduzierung von NRT- und RT-Bitraten, usw.).
Die Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung RNC wird auch eine Bestätigung an die LC der BS senden, dass sie über die Überlast informiert wurde (3C).
3 hat das vorgeschlagene Verfahren für die Uplink- bzw. Aufwärtsstreckenrichtung beispielhaft dargestellt, während es selbstverständlich ist, dass eine ähnliche Signalisierung und ähnliche Vorgänge in der Downlink- bzw. Abwärtsstreckenrichtung stattfinden.
G) Denkbare Modifikationen
Hierin wurde vorstehend nur eine Belastungsschwelle in UL und DL zur Verwendung in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Verfahren beschrieben, nämlich PrxSchwelle und PtxSchwelle. Es ist jedoch denkbar, zwei Schwellen zu verwenden. Werden zwei Schwellen verwendet, werden nämlich die Schwellen PrxSchwelle_1 im Uplink UL und PtxSchwelle_1 im Downlink DL zur frühzeitigen Vermeidung einer Überlastsituation verwendet und die höheren Schwellen PrxSchwelle_2 im Uplink UL und PtxSchwelle_2 im Downlink DL sind die eigentlichen Überlastgrenzen, oberhalb derer sich das System in Überlast befindet. Bei einer Uplink-UL-Überlastsituation wird zum Beispiel eine leichte Erhöhung der normierten Belastung die Interferenzleistung stark erhöhen und dadurch die Systemkapazität verringern. Arbeitet das System im möglichen bzw. ausführbaren Lastbereich, ist die Systemkapazität nicht auffallend empfindlich gegenüber Änderungen der normierten Belastung. Die Idee hinter zwei Schwellen wäre eine verbesserte Vermeidung einer Überlast. Die Verwendung von nur einer Schwelle ist jedoch einfacher zu verarbeiten.
Im Fall von jeweils zwei Schwellen in UL und DL wird der Lastanstieg über die untere Schwelle der PrxSchwelle_1 im Uplink UL und PtxSchwelle_1 im Downlink DL die ersten Belastungssteuerungsvorgänge auslösen (hauptsächlich zusätzliche Zwischenfrequenz-Weiterreichungsmessungen nur für Belastungssteuerungsbelange und eine schnelle Leistungsreduzierung von NRT-Nutzern basierend auf Entscheidungen, wie sie von der Belastungssteuerungseinrichtung einer jeweiligen Basisstation BS getroffen werden). Die "normalen" Belastungssteuerungsvorgänge, wie sie von der Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung RNC vorgenommen werden, werden nur dann durchgeführt, falls die beobachtete Belastung den größeren Schwellwert überschreitet: PrxSchwelle_2 im Uplink UL und PtxSchwelle_2 im Downlink DL.
Der Vorteil, nur eine Schwelle zu haben, ist offensichtlich die Einfachheit im Vergleich zu einem Fall mit zwei Schwellen, während dieser dennoch möglich bzw. ausführbar ist, falls gewünscht.
Außerdem ist es denkbar, von einer Zwischenfrequenz-Weiterreichung zu einem anderen Träger Gebrauch zu machen. Ist eine beliebige andere Schicht bzw. Ebene der Zelle nicht derart belastet wie die betroffene Zelle, könnte die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC einige Nutzer unter Verwendung einer Weiterreichungssteuerung in diese Frequenz "verschieben". Dies wird die Belastung unterschiedlicher Schichten bzw. Ebenen stabilisieren.
Auch kann eine Reduzierung von Eb/No-Sollwerten bei einer Uplink-UL-Belastungssteuerung verwendet werden. Dies ist grundsätzlich relativ einfach durchzuführen, weil sowohl die Belastungssteuerungseinrichtung LC als auch die Einrichtung zur Leistungssteuerung PC der äußeren Schleife in der Funknetzwerksteuerung RNC angeordnet sind. Im Augenblick wird jedoch die Kombination von Überschreiben/Modifizieren von Sendeleistungssteuerungsbefehlen (TPC-Befehlen) durch die Belastungssteuerungseinrichtung LC einer Basisstation BS und Reduzierung von Bitraten durch die Belastungssteuerungseinrichtung LC der Funknetzwerksteuerung RNC als geeignet bzw. passend betrachtet und eine zusätzliche Reduzierung von Eb/No-Sollwerten könnte zu einiger "Verwirrung" führen.
Eine Verwendung der Belastungssteuerungseinrichtung LC einer Basisstation BS könnte dahingehend auf eine zentralisierte Art und Weise erfolgen, dass die Basisstationsteuereinheit BCU die Nutzer (die Codekanäle) auswählt, deren TPC-Befehle zu modifizieren sind, oder könnte dahingehend auf eine verteilte Art und Weise durchgeführt werden, dass jedes Kanalelement unabhängig das gleiche Verfahren zum Modifizieren von TPC-Befehlen im Fall von Überlast verwendet. Das erstgenannte Verfahren benötigt ziemlich viel Signalisierung in der Basisstation BS, aber könnte praktisch sein, falls Prioritäten berücksichtigt werden. Die unterschiedlichen Prioritäten können indes ohne jeden Eingriff einer Basisstationsteuereinheit BCU in die in jedem Kanalelement verwendeten schnellen Leistungsregelungsverfahren eingebunden werden. Das vorgeschlagene Verfahren konzentriert sich aufgrund der Einfachheit und einer viel einfacheren Implementierung hauptsächlich auf die Verwendung eines verteilten Verfahrens.
Die Begrenzung der maximalen verbindungsbasierten DL-Sendeleistung von NRT-Nutzern im Fall von PtxGesamt > PtxSoll könnte ebenfalls beeinflusst werden. Dies könnte zum Beispiel bedeuten, dass die maximale Sendeleistung der Verbindung um 5 dB reduziert wird, falls PtxGesamt oberhalb PtxSoll liegt.
H) ANHANG
Alle vorstehend erwähnten, zur Belastungssteuerung verwendeten Leistungen, wie z.B. PrxGesamt, PrxSoll und PrxSchwelle (für UL), sind Rauscherhöhungen, d.h. Breitbandinterferenzleistungen über Systemrauschen (Leistung geteilt durch Systemrauschen). Dieser Anhang definiert Beziehungen zwischen den verwendeten Parametern.

– Interferenzverhältnis i einer anderen als der eigenen Zelle: i = Prx_andere/Prx_eigene = (PrxGesamt – Prx_eigene-P_N)/Prx_eigene
– Rauschanstieg NR:
wobei M die Anzahl von Nutzern ist, W die Bandbreite, ρ Eb/N0, R die Bitrate darstellt, LUplink den Uplink-Gesamtbelastungsfaktor eines Sektors darstellt und P_N das Systemrauschen ist.
– Normierte Belastung:
– Reine Interferenzleitung über Rauchen: Prx_Interferenz = (PrxGesamt – P_N)/P_N = (1/(1 – η)) – 1 = n/(1 – η)

Die Belastungssteuerungseinrichtung der Funknetzwerksteuerung RNC verwendet beim Bestimmen, die Bitraten welcher Verbindungen und um wie viel sie zu reduzieren sind, um die Überlastsituation zu überwinden, eine Uplink-Leistungsschätzeinrichtung.
Einige vernünftige Werte für PrxSoll wären 3,5 dB und für PrxSchwelle 5 dB. Die entsprechenden normierten Belastungen sind dann 0,55 und 0,68. Erhöht sich also die normierte Belastung um 22% von 0,55 auf 0,68, wird der Gesamtinterferenzpegel um 41% von 3,5 dB auf 5 dB ansteigen. Diese Tatsache verdeutlicht die Wichtigkeit des Belastungssteuerungsverfahrens. Eine einfache Umwandlungstabelle zwischen Rauschanstieg und normierter Belastung und der Ableitung des Rauschanstiegs nach der normierten Belastung ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Tabelle: Abbildung Rauschanstieg – normierte Belastung
Eine Art und Weise zum Berechnen einer Uplink-Leistungsanstiegsschätzung besteht darin, die Ableitung des Rauschanstiegs nach der normierten Belastung wie folgt zu verwenden:
Dies steht sehr stark mit dem alten Verfahren in Einklang, welches wie folgt war:
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Verkehrsbelastungssteuerung in einem Telekommunikationsnetzwerk aus mindestens einem Funkendgerät und mindestens einer Funksendeempfängervorrichtung vor, wobei jede Funksendeempfängervorrichtung eine Zelle des Netzwerks festlegt, das von einer Netzwerksteuerungsvorrichtung gesteuert wird; mit den Schritten- Einstellen eines ersten Bezugsbelastungswerts für die Belastung einer jeweiligen Zelle; Überwachen der Belastung der jeweiligen Zelle, und Manipulieren der Leistungssteuerung als Antwort darauf, dass die Belastung den ersten Bezugsbelastungswert überschreitet, um die Sendeleistungspegel in der Zelle herabzusetzen. Die Erfindung schlägt daher ein schnelles Belastungssteuerungsverfahren vor, bei dem während einer Situation, bei der ein bestimmter Bezugsbelastungswert überschritten ist, die Belastung pro Basisstationssektor durch Manipulieren einer Leistungssteuerung, z.B. von Sendeleistungsbefehlen, gesteuert wird. Derartige Belastungsreduzierungen können zusätzlich zum Beispiel durch ein Neuaushandeln von Bitraten ergänzt werden. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann eine notwendige Belastungsspanne reduziert werden, was die Systemkapazität auf vorteilhafte Weise erhöht.
Es sollte verstanden werden, dass die vorstehende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen nur zum beispielhaften Veranschaulichen der Erfindung bestimmt sind. Daher können die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung innerhalb des Umfangs der zugehörigen Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zur Verkehrsbelastungssteuerung in einem Telekommunikationsnetzwerk aus mindestens einem Funkendgerät (MS) und mindestens einer Funksendeempfängervorrichtung (BS), wobei jede Funksendeempfängervorrichtung (BS) eine Zelle des Netzwerks festlegt, das von einer Netzsteuerungsvorrichtung (RNC) gesteuert wird; mindestens einer Leistungssteuerungsinstanz zur Steuerung der auf Verbindungen verwendeten Sendeleistung; wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Einstellen eines ersten Bezugsbelastungswerts für die Belastung einer jeweiligen Zelle; Überwachen der Belastung der jeweiligen Zelle, und Manipulieren der Ausgabe der Leistungssteuerungsinstanz als Antwort darauf, dass die Belastung den ersten Bezugsbelastungswert überschreitet, um die Sendeleistungspegel in der Zelle herabzusetzen, wobei das Überwachen periodisch durchgeführt wird, und eine Periode zum Überwachen während der Zeit, wenn der überwachte Belastungshinweisparameter den ersten Bezugsbelastungswert überschreitet, kürzer ist als andernfalls.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungssteuerung durch Manipulieren von Leistungssteuerungsnachrichten manipuliert wird, die zwischen den Leistungssteuerungsinstanzen im Netzwerk und dem Funkendgerät gesendet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Einstellen eines zweiten Bezugsbelastungswerts, der größer oder gleich dem ersten Bezugsbelastungswert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verkehr eine Nichtrealzeit- (NRT) Verkehrskomponente und eine Realzeit- (RT) Verkehrskomponente aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Antwort darauf, dass die Belastung den zweiten Bezugsbelastungswert überschreitet, zusätzlich Verhandlungen zum Herabsetzen der Verbindungsparameter wie etwa der Bitrate für mindestens eine Verbindung begonnen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Antwort darauf, dass die Belastung den zweiten Bezugsbelastungswert überschreitet, zusätzlich Vorgänge zum Entfernen mindestens einer Verbindung von der Zelle begonnen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von der Zelle entfernt wird, indem sie an eine andere Zelle weitergereicht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von der Zelle entfernt wird, indem die Verbindung beendet wird.
Funksendeempfängervorrichtung (BS) eines Telekommunikationsnetzwerks, die Einrichtungen aufweist, die zum Durchführen der Verfahrensschritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 angepasst sind.
Telekommunikationssteuerungselement (RNC), das Einrichtungen aufweist, die zum Durchführen der Verfahrensschritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8 angepasst sind.