DE69931071T2

DE69931071T2 - Anordnung und verfahren zum schätzen von zwischenfrequenzmessungen für funknetze

Info

Publication number: DE69931071T2
Application number: DE69931071T
Authority: DE
Inventors: Ulrich Jetzek; Petter Blomberg; B. Lars JOHANSSON; Walter Müller; Peter Butovitsch
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: ATE324757T1; DE69931071D1; EP1142408B1; AU3040400A; AR021914A1; WO2000038457A1; JP4514175B2; CN1330850A; CA2355242C; CA2355242A1; TW522743B; CN100375564C; MY122467A; US6546252B1; JP2002534023A; EP1142408A1

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft zellulare Funkkommunikationssysteme und insbesondere die Erhöhung der Systemkapazität. Die Systemkapazität wird erhöht, indem Mechanismen zur Verbindungsübergabe bereitgestellt werden, die wesentlich dazu beitragen, die Last innerhalb jedes von zwei oder mehr Frequenzbändern ausgeglichen zu halten. Somit können Störungen innerhalb jedes dieser Frequenzbänder auf einem Niveau gehalten werden, das nicht zu einer gravierenden Verschlechterung der Leistungsfähigkeit führt.
Das anhaltende Wachstum im Bereich der Telekommunikation unterwirft die Kapazität zellularer Systeme einer zunehmenden Belastung. Das begrenzte Frequenzspektrum, das für zellulare Kommunikation verfügbar ist, erfordert zellulare Systeme mit erhöhter Netzwerkkapazität und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Kommunikationsverkehrssituationen. Obwohl die Einführung der digitalen Modulation in zellulare Systeme die Systemkapazität erhöht hat, können diese Erhöhungen allein unzureichend sein, um den hinzugekommenen Bedarf an Kapazität und Funkabdeckung zu befriedigen. Andere Maßnahmen zur Erhöhung der Kapazität, wie etwa die Verringerung der Größe von Zellen in Ballungsgebieten, können erforderlich sein, um dem steigenden Bedarf zu entsprechen.
Ein anderes Verfahren zur Erhöhung der Kapazität besteht in der Verwendung von Spreizspektrum-Modulations- und Codemultiplex-Mehrfachzugriffs-(CDMA-)Methoden. In typischen Direktsequenz-CDMA-Systemen wird ein zu übertragender Informations-Datenstrom auf einen Datenstrom mit viel höherer Symbolrate überlagert, der mitunter als Spreizsequenz bekannt ist. Jedes Symbol der Spreizsequenz wird allgemein als ein Chip bezeichnet. Jedem Informationssignal wird ein eindeutiger Spreizcode zugewiesen, der verwendet wird, um die Spreizsequenz, normalerweise durch periodische Wiederholung, zu erzeugen. Das Informationssignal und die Spreizsequenz werden normalerweise durch Multiplikation in einem Prozess kombiniert, der mitunter als Codierung oder Spreizung des Informationssignals bezeichnet wird. Eine Vielzahl von Spreizinformationssignalen wird als Modulationen der Funkfrequenz-Trägerwellen gesendet und gemeinsam als ein Mischsignal in einem Empfänger empfangen. Jedes der Spreizsignale überschneidet sich mit allen anderen codierten Signalen wie auch mit rauschbezogenen Signalen sowohl in der Frequenz als auch in der Zeit. Durch Korrelieren des Mischsignals mit einer der eindeutigen Spreizsequenzen kann das entsprechende Informationssignal abgetrennt und decodiert werden. Da Signale in CDMA-Systemen einander in Frequenz und Zeit überlagern, werden sie häufig als eigenstörend bezeichnet.
Der Versorgungsbereich eines Mobilkommunikationssystems kann in Zellen unterteilt werden, abhängig vom System. Eine Zelle kann als der Bereich definiert werden, der durch eine Basisstation versorgt wird. Die Basisstation befindet sich im allgemeinen im Zentrum der Zelle. Jede Zelle kann eine Zelle mit Rundstrahlantenne sein, die 360 Grad versorgt, oder die Zelle kann in mehrere Sektoren aufgeteilt werden, zum Beispiel drei Sektoren, die jeweils einen 120°-Winkel versorgen, was als physische Sektoren bezeichnet wird.
Die Basisstation dient als Schnittstelle zwischen der Mobilstation (MS) und dem Festnetz. In einer Verbindungssituation kann eine MS über einen oder mehrere logische Sektoren eines Frequenzbandes mit einer (oder mehreren) Basisstation(en) (BTS) verbunden sein. Logische Sektoren, die durch die MS verwendet werden, um mit der BTS zu kommunizieren, werden als aktive Mengen bezeichnet.
In einem Mobilfunk-Kommunikationssystem werden eine Abwärtsstrecke (DL) und eine Aufwärtsstrecke (UL) verwendet, um Daten an die und von der BTS und der MS zu senden. Die BTS sendet Daten über die DL, während Daten von der MS an die BTS über die UL gesendet werden. Sowohl die UL als auch die DL können zwei Frequenzbänder nutzen. In einem Mobilkommunikationssystem kommt es oft vor, dass eines der beiden Frequenzbänder der UL oder DL öfter als das andere Frequenzband verwendet wird. Somit gäbe es eine unausgeglichene Nutzung der zwei verfügbaren Frequenzbänder und der entsprechenden Systemressourcen. Zum Beispiel könnte der größte Teil der Information in einem Frequenzband übertragen werden, während auf dem anderen Frequenzband nur eine geringe Übertragungslast liegt. Folglich verschwendet das System seine Kapazität.
Somit ist es notwendig, eine unausgeglichene Nutzung der Frequenzbänder und Systemressourcen zu vermeiden. Dementsprechend wäre es erwünscht, dass jede MS zur Durchführung einer Verbindungsübergabe von einem Frequenzband zum anderen imstande ist, um die Übertragungslast des gesamten Systems gleichmäßig zwischen den beiden verfügbaren Frequenzbändern aufzuteilen.
1 stellt eine typische Zelle 10 dar. Die Zelle 10 ist in drei physische Sektoren 12, 14 und 16 unterteilt. Dem physischen Sektor 12 sind logische Sektoren 18 und 20 zugewiesen. Dem logischen Sektor 18 ist ein Frequenzband f₁ zugewiesen. Dem logischen Sektor 20 ist ein Frequenzband f₂ zugewiesen. Ebenso sind dem physischen Sektor 14 logische Sektoren 22 und 24 zugewiesen. Den logischen Sektoren 22 und 24 sind das Frequenzband f₁ bzw. das Frequenzband f₂ zugewiesen. Dem physischen Sektor 16 sind logische Sektoren 26 und 28 zugewiesen, denen das Frequenzband f₁ bzw. das Frequenzband f₂ zugewiesen sind.
Die Übertragung erfolgt im Frequenzband f₁ und im Frequenzband f₂ jedes physischen Sektors 12, 14 und 16 über die logischen Sektoren 18, 20, 22, 24, 26 und 28. Logischen Sektoren, die sich im gleichen physischen Sektor befinden, werden als Geschwister bezeichnet. Zum Beispiel sind die logischen Sektoren 18 und 20 Geschwister. Der Fachmann wird anerkennen, dass es in manchen Situationen möglich ist, dass nur ein logischer Sektor eines physischen Sektors Verkehrskanäle in einem einzelnen Frequenzband unterstützt. Somit kann ein logischer Sektor in diesen Situationen ein Signal übertragen, das nur zur Unterstützung von Messungen verwendet wird. Dies wird oft als Beacon (Funkbake) bezeichnet.
Der Fachmann wird ferner anerkennen, dass die Zelle 10 in eine beliebige Anzahl von physischen Sektoren mit einer beliebigen Anzahl von logischen Sektoren und einer beliebigen Anzahl von Frequenzbändern unterteilt werden kann.
Die Patentanmeldung WO98/30043 beschreibt bereits ein zellulares Kommunikationssystemn, in dem Übertragungen auf unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführt werden können. Für eine Verbindungsübergabe zwischen den Bändern wird die Qualität von Zellen in beiden Frequenzbändern gemessen, und die Zellenqualität wird verglichen. Ein Kompensationsfaktor kann zu einer gemessenen Qualität hinzugefügt werden, um unterschiedliche Modulationsprinzipien und/oder Bänder zu berücksichtigen.
Es gibt Unzulänglichkeiten mit traditionellen Verbindungsübergabeprozeduren. Zum Beispiel ist eine MS aufgrund von Hardware-Beschränkungen der MS möglicherweise nur imstande, Messungen auf einem von zwei oder mehr Frequenzbändern zugleich durchzuführen. Infolgedessen kann die MS für jeden physischen Sektor die Qualitätsmessungen für einen der beiden logischen Sektoren ausführen, aber nicht für seinen Geschwistersektor. Außerdem können sich der Versorgungsbereich eines logischen Sektors und seines Geschwistersektors unterscheiden.
Dementsprechend wäre es erwünscht, dass die MS imstande ist, Messungen der Übertragungsqualität auf mehreren Frequenzbändern zugleich durchzuführen, statt auf einem einzelnen Frequenzband, wie es gegenwärtig bekannt ist. Infolgedessen sollte die MS imstande sein, für jeden physischen Sektor die Messungen der Übertragungsqualität für mehrere logische Sektoren einschließlich ihrer Geschwister zu bestimmen. Außerdem wäre es erwünscht, solche Messungen durchzuführen, wenn sich die Versorgungsbereiche eines logischen Sektors und seines Geschwistersektors unterscheiden. Ferner wäre es erwünscht, Information bezüglich der Übertragungsqualität in anderen Frequenzbändern zu erhalten, um eine MS zu befähigen, eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe durchzuführen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1, 5 und 9 dargelegt, wobei bevorzugte Formen in den abhängigen Ansprüchen dargelegt sind.
Im Verfahren gemäß der Erfindung umfasst die Verbindungsübergabe oder, genauer gesagt, die Entscheidung, eine Verbindungsübergabe durchzuführen, in einem zellularen System die folgenden Schritte:
Messen der Übertragungsqualität in einem ersten Frequenzband;
Bestimmen einer Qualitätsabweichung;
Schätzen der Übertragungsqualität eines zweiten Frequenzbandes auf der Grundlage der Qualitätsabweichung und der gemessenen Qualität;
und Bewerten der geschätzten Qualität in der Verbindungsübergabeprozedur.
Zum Beispiel misst eine Mobilstation die Übertragungsqualität Q_F1 im Frequenzband f₁ und schätzt die Qualität Q_F2 im Frequenzband f₂ unter Hinzufügen einer Abweichung Q_F1,2 zu der gemessenen Übertragungsqualität Q_F1. Sobald die geschätzte Übertragungsqualität Q_F2 einen Qualitätsschwellwert überschreitet, kann eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe vom Frequenzband f₁ zum Frequenzband f₂ durchgeführt werden. Der Qualitätsschwellwert kann durch den Systembetreiber oder mit anderen Mitteln festgelegt werden.
Eine Qualitätsabweichung wird durch die Mobilstation verwendet, um die Qualität eines logischen Sektors zu schätzen, statt tatsächliche Messungen im logischen Sektor zu verwenden. Außerdem befähigt die Hinzufügung der Qualitätsabweichung die Mobilstation, eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe durchzuführen, auch wenn die Mobilstation nur Messungen der Übertragungsqualität in einem Frequenzband durchführen kann. Obendrein kann, abhängig von der Anzahl aktiver mobiler Teilnehmer in einem physischen Sektor, die Systemkapazität wesentlich erhöht werden, da es möglich ist, eine ausgeglichenere Last auf den beiden durch das System verwendeten Frequenzbändern zu haben.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Schätzens der Übertragungsqualität im zweiten Frequenzband den folgenden Schritt: Addieren der Qualitätsabweichung zur Übertragungsqualität im ersten Frequenzband.
Vorteilhafterweise erfolgt eine Verbindungsübergabe, sobald die Übertragungsqualität in einem ausgewählten der Frequenzbänder einen vorbestimmten Qualitätsschwellwert überschreitet.
Das Verfahren ist insbesondere für eine harte Verbindungsübergabe mit Resynchronisation geeignet, die verwendet werden kann, um das Frequenzband während einer Übertragung zu wechseln. Bei einer harten Verbindungsübergabe hört eine Mobilstation auf, Information von einer ersten Übertragungsquelle zu empfangen, bevor sie beginnt, Information von einer zweiten Übertragungsquelle zu empfangen.
Die Abweichung hängt vorzugsweise von den Leistungspegeln ab, die in den Frequenzbändern übertragen werden, zum Beispiel durch den Sender einer Basisstation.
Ein bevorzugtes Qualitätsschätzmittel in einem zellularen System umfasst ein Messmittel zum Messen einer ersten Übertragungsqualität in einem ersten Frequenzband und ein Mittel zum Bestimmen einer Qualitätsabweichung. Ein Verarbeitungsmittel schätzt eine zweite Übertragungsqualität in einem zweiten Frequenzband durch Addieren der Qualitätsabweichung zur ersten Übertragungsqualität. Die Mittel können als Softwareprogramme verwirklicht sein, die im Verarbeitungssystem eines Knotens in einem Kommunikationssystem ausgeführt werden.
Ein bevorzugtes Steuerungsmittel umfasst das oben genannte Qualitätsschätzmittel und das Mittel zur Bestimmung eines Qualitätsschwellwerts. Eine Verbindungsübergabe vom zweiten Frequenzband zum ersten Frequenzband wird durch das Steuerungsmittel ausgelöst, sobald die zweite Übertragungsqualität den Qualitätsschwellwert überschreitet, vorausgesetzt, dass die Qualitätsabweichung positiv ist. Das Steuerungsmittel kann in einer Vermittlungseinrichtung des zellularen Systems angeordnet sein, zum Beispiel in einem MSC (Mobilvermittlungszentrum), einem BSC (Basisstationscontroller), einem RNC (Funknetzwerk-Controller) oder einem anderen Vermittlungsknoten, wie zum Beispiel in den GSM- oder UMTS-Spezifikationen beschrieben. Das Steuerungsmittel kann alternativ in einer Mobilstation des zellularen Systems angeordnet sein.
Ein bevorzugtes zellulares System gemäß der Erfindung umfasst mindestens eine Basis-Senderempfängerstation und eine Mobilstation, die über ein erstes Frequenzband Signale einander zusenden. Das zellulare System misst die Übertagungsqualität im ersten Frequenzband und bestimmt eine Qualitätsabweichung. Das System schätzt die Übertragungsqualität in einem zweiten Frequenzband durch Addieren der Qualitätsabweichung zur Übertragungsqualität im ersten Frequenzband. Das zellulare System umfasst mindestens eine Zelle mit mindestens zwei logischen Sektoren, so dass einer der logischen Sektoren dem ersten Frequenzband zugewiesen ist und der andere logische Sektor dem zweiten Frequenzband zugewiesen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei diese folgendes zeigen:
1 stellt eine Zelle eines zellularen Systems dar, die in drei physische Sektoren unterteilt ist, wobei jeder physische Sektor zwei logische Sektoren und zwei Frequenzbänder aufweist;
2 stellt ein typisches zellulares System mit drei Zellen dar; und
3 stellt eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung sind zum Zweck der Erläuterung und nicht der Einschränkung spezifische Einzelheiten dargelegt, wie etwa bestimmte Schaltungen, Schaltungskomponenten, Methoden und so weiter, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Jedoch ist für einen Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen, die von diesen spezifischen Einzelheiten abweichen, in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wird auf die ausführliche Beschreibung bekannter Verfahren, Vorrichtungen und Schaltungen verzichtet, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht unverständlich zu machen.
Um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, wird die maximale Reichweite des Frequenzbandes f₁ hierin nachfolgend entweder als der Versorgungsbereich einer Zelle, als die Zellengrenze oder einfach als die Zelle bezeichnet. Ferner wird der Fachmann anerkennen, dass die maximale Reichweite eines Frequenzbandes, das heißt, einer Übertragung einer Basis-Senderempfängerstation in dem Frequenzband, die größte Entfernung ist, in der die Mobilstation ein Signal empfangen kann, das eine Signalstärke oder Qualität oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts hat.
Obwohl im folgenden bestimmte Messungen und Berechnungen beschrieben werden, die durch eine Mobilstation durchgeführt werden, wird der Fachmann anerkennen, dass die Messungen und Berechnungen alternativ im zellularen Netzwerk durchgeführt werden können. Obwohl im folgenden bestimmte Berechnungen beschrieben werden, die in der Basis-Senderempfängerstation durchgeführt werden, wird der Fachmann ferner anerkennen, dass diese Berechnungen in anderen Teilen des zellularen Netzwerks durchgeführt werden können, zum Beispiel im Funknetzwerk-Controller.
Zum Beispiel ist, obwohl hier nicht ausführlich beschrieben, die vorliegende Erfindung auf Funkkommunikationssysteme anwendbar, die einen beliebigen Typ von Zugangsmethodik verwenden, zum Beispiel Frequenzmultiplex-Mehrfachzugriff (FDMA), Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (TDMA), Codemultiplex-Mehrfachzugriff (CDMA), Breitband-Codemultiplex-Mehrfachzugriff (WCDMA) oder jedwede Mischform davon.
Vor der Beschreibung beispielhafter Verbindungsübergabeprozeduren gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend herkömmliche Verbindungsübergabeprozeduren beschrieben. In bestimmten herkömmlichen CDMA-Systemen wird Steuerungsinformation an Mobilstationen über einen Steuerungskanal oder Pilotkanal rundgesendet, der in der Fachwelt als Perch-Kanal oder primärer gemeinsamer physischer Steuerungskanal (PCCPCH), wie er zum Beispiel in den UMTS-Spezifikationen definiert ist, bekannt ist. Zur Erleichterung der Erklärung wird der Steuerungskanal hier als Perch-Kanal bezeichnet. Ein logischer Rundsende-Steuerungskanal (BCCH) wird zum Beispiel den Informationssymbolen im Perch-Kanal zugeordnet. Der BCCH liefert zellenspezifische Information, wie zum Beispiel Zellenkennung und Sektorkennung, systembezogene Information, wie zum Beispiel Sendeleistung und Aufwärtsstrecken-Störleistung, und zellenspezifische Nachbarzelleninformation, wie zum Beispiel lange Codes, die von benachbarten Zellen verwendet werden, benachbarte Zellen, an denen Mobilstationen Messungen durchführen sollten, und so weiter. Damit eine Mobilstation andere Basis-Senderempfänger-Stationen identifiziert, an die eine Verbindungsübergabe erfolgen soll, identifiziert die Mobilstation die Perch-Kanäle für die umgebenden Basis-Senderempfänger-Stationen unter Verwendung der langen Codes, die wie oben beschrieben übergeben werden. Unter Verwendung dieser langen Codes kann die Mobilstation kontinuierliche Messungen der Perch-Kanäle vornehmen, die benachbarten Zellen zugeordnet sind, um potentielle Basis-Senderempfänger-Stationen als Kandidaten für die Verbindungsübergabe zu identifizieren.
Wenn in herkömmlichen CDMA-Systemen eine Mobilstation unter Verwendung von Echtzeitdiensten, wie etwa Sprache, kommuniziert, sendet und empfängt die Mobilstation kontinuierlich. Dementsprechend kann eine Mobilstation in typischen CDMA-Systemen keine Messungen auf anderen Frequenzen ohne einen zweiten Empfänger durchführen. Jedoch erhöht ein zweiter Empfänger Gewicht und Komplexität der Mobilstation. Eine vorgeschlagene Lösung, die es einer Mobilstation gestattet, Messungen auf anderen Frequenzen durchzuführen, besteht darin, das Tastverhältnis der Übertragungen zu variieren, um in einem sogenannten "komprimierten Modus" zu arbeiten. Im komprimierten Modus ist die Information im Verkehrskanal zeitlich komprimiert und wird in einem oder mehreren Bursts gesendet, die kürzer als normal sind. Da die Information im Verkehrskanal in kürzerer Zeit empfangen wird, kann die Mobilstation die überschüssige Zeit verwenden, um Messungen auf anderen Frequenzen durchzuführen. Jedoch bedeutet die Verwendung von weniger Zeit für den gleichen Betrag an Information, dass eine höhere Übertragungsrate verwendet werden muss. Die höhere Übertragungsrate fuhrt zu einer Erhöhung des Betrags der verwendeten Leistung und dies wiederum zu einem größeren Betrag an Störungen. Dementsprechend wäre es erwünscht, Messungen in Perch-Kanälen durchführen zu können, die auf anderen Frequenzen übertragen werden, ohne einen zusätzlichen Empfänger zu benötigen und ohne die Verwendung des komprimierten Modus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zur Bestimmung, ob das zweite Frequenzband f₂ eine akzeptable Signalqualität für eine Verbindung zwischen einer bestimmten Mobilstation und einer Basis-Senderempfängerstation hat, als Abweichungsverfahren bezeichnet werden. Gemäß diesem Verfahren wird die Mobilstation oder – wenn die Verbindungsübergabeentscheidungen darin getroffen werden – die Basis-Senderempfängerstation über die Leistungspegelabweichung zwischen einem Perch-Kanal 1, der im Frequenzband f₁ übertragen wird, und einem Perch-Kanal 2 im Frequenzband f₂ informiert. Da die Mobilstation bereits den Perch-Kanal 1 im Frequenzband f₁ misst, kann die Bestimmung, ob das Frequenzband f₂ eine akzeptable Signalqualität bereitstellt, diese Leistungspegelabweichung berücksichtigen. Zum Beispiel können Verbindungsübergabeentscheidungen auf der Übertragungsdämpfung zur Basis-Senderempfängerstation beruhen, indem die empfangene Perch-Kanal-Leistung von der Leistung subtrahiert wird, mit der der Perch-Kanal von der Basis-Senderempfängerstation gesendet wurde. Der Fachmann wird anerkennen, dass Verbindungsübergabeentscheidungen auch auf anderen Parametern beruhen können, wie etwa Signal-Rausch-Verhältnis, Empfangssignalstärkeindikator (RSSI), Verzögerung, Bitfehlerrate (BER), Rahmenfehlerrate (FER) oder jedwede Kombination dieser Parameter.
2 stellt zu Beispielzwecken ein zellulares System mit Zellen A, B und C dar. Die Zellen A, B und C verwenden ein Frequenzband f₁. Die Zellen A, B und C verteilen Kommunikationssignale über ein erstes Frequenzband f₁. Die Zellen überlagern einander in den schattierten Bereichen 210 und 220, so dass es minimale Unterbrechungen für ein andauerndes Gespräch während der Verbindungsübergabe gibt. Wenn sich eine Mobilstation 200, die mit einer Basis-Senderempfängerstation in Zelle A über das Frequenzband f₁ kommuniziert, aus einem Bereich, der vollständig innerhalb der Zelle A liegt, in den schattierten Bereich 210 begibt, verursacht demzufolge die Verbindung zwischen der Mobilstation 200 und der Zelle A eine Störung in Verbindungen in der Zelle B, die ebenfalls im Frequenzband f₁ kommunizieren, bis eine Verbindungsübergabe zur Zelle B erfolgt. Die Mobilstation 200 misst die empfangene Leistung des Perch-Kanals 1. Wenn die Mobilstation den Perch-Kanal 1 im Frequenzband f₁ in Zelle B misst, kann der Perch-Kanal die Mobilstation 200 über die gesendete Leistung von Frequenzband f₁ und die Leistungsabweichung zwischen Frequenzband f₁ und Frequenzband f₂ in Zelle B informieren. Die Mobilstation 200 berechnet dann die Übertragungsdämpfung für das Frequenzband f₁. Die Mobilstation 200 kann die Übertragungsdämpfung für das Frequenzband f₂ schätzen, indem der Abweichungswert von der Übertragungsdämpfung, die die Mobilstation 200 für das Frequenzband f₁ in Zelle B bestimmt hat, addiert wird. Abhängig von der Beziehung der übertragenen Leistung im Frequenzband f₁ zu der im Frequenzband f₂ kann der Abweichungswert positiv oder negativ sein.
Eine Mobilstation könnte sich dafür entscheiden, eine Verbindungsübergabe vom Frequenzband f₁ zum Frequenzband f₂ durchzuführen, wenn die im Perch-Kanal 1 gemessene Qualität unter einen bestimmten Schwellwert gesunken ist. Ebenso führt eine Mobilstation eine Verbindungsübergabe vom Frequenzband f₁ zum Frequenzband f₂ durch, wenn die im Perch-Kanal 2, der im Frequenzband f₂ gesendet wird, gemessene Qualität über einen bestimmten Schwellwert gestiegen ist. Der Fachmann wird ohne weiteres anerkennen, dass ähnliche Schwellwerte implementiert werden können, wenn die Verbindungsübergabeentscheidungen auf RSSI oder SIR beruhen.
Mitunter führen viele Mobilstationen innerhalb eines bestimmten physischen Sektors eine Übertragung in einem der beiden Frequenzbänder durch, zum Beispiel Frequenzband f₁, und nur wenige im anderen Frequenzband (f₂). In diesem Fall ist die Leistungsfähigkeit des Systems ziemlich unausgeglichen, das heißt, während sich die Leistungsfähigkeit im Frequenzband f₁ aufgrund der starken Nutzung verschlechtert, gibt es nur eine geringe Systemlast auf dem Frequenzband f₂. Daher wäre es erwünscht, Benutzer gleichmäßig zwischen beiden Frequenzbändern zu verteilen, um die Gesamt-Leistungsfähigkeit des Systems in beiden Frequenzbändern zu erhöhen. Im Fall des obigen Beispiels muss eine Mobilstation imstande sein, eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe von einem Frequenzband zum anderen innerhalb des gleichen oder unterschiedlicher physischer Sektoren durchzuführen. Eine solche frequenzübergreifende Verbindungsübergabe wird so durchgeführt, dass die Mobilstation die Übertragungsqualität in mehreren logischen Sektoren misst und diese Qualitäten mit einem vorbestimmten Qualitätsschwellwert vergleicht. Der Fachmann wird anerkennen, dass die Übertragungsqualität, die zum Vergleich der Frequenzen verwendet wird, verschiedener Art sein kann. Zum Beispiel kann in einem WCDMA-System die empfangene Energie pro Chip, geteilt durch die Rauschleistungsdichte im Frequenzband, (Ec/No) genutzt werden. Außerdem kann auch die Empfangssignal-Codeleistung, geteilt durch die Störsignal-Codeleistung, genutzt werden, die dann als Signal-Störleistungs-Verhältnis (SIR) bezeichnet wird. Das SIR kann als Empfangssignal-Codeleistung (RSCP), geteilt durch Störsignal-Codeleistung (ISCP), definiert werden. Ferner kann die Übertragungsdämpfung (das heißt die Empfangssignal-Codeleistung minus die übertragene Leistung) genutzt werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Qualitätsmessungen für eine vorbestimmte Filterlänge gefiltert werden. Der Grund dafür ist, dass für die Verbindungsübergabe der Schwerpunkt darauf liegt, Information über die Langzeitmerkmale (langsamer Schwund) der Kanäle statt über ihre Kurzzeitmerkmale (Effekte von schnellem Schwund) zu erlangen. Aufgrund der Tatsache, dass die Langzeitmerkmale der Kanäle in den beiden Frequenzbändern f₁ und f₂ korreliert sind, ist es möglich, die Übertragungsqualität im Frequenzband f₂ zu schätzen, indem lediglich die Übertragungsqualität im Frequenzband f₁ gemessen und ein geeigneter Abweichungswert zu der im Frequenzband f₁ gemessenen Übertragungsqualität addiert wird. Zum Beispiel wird mit Bezug auf die Übertragungsdämpfung angenommen, dass die Dynamik des Kanals in bezug auf langsamen Schwund und Übertragungsdämpfung viel größer ist als für den schnellen Schwund, das heißt dynamischer (langsamer Schwund + Übertragungsdämpfung)/dynamischer (schneller Schwund) >> 1.
Gemäß der Erfindung kann, da die Mobilstation nicht imstande ist, die DL-Übertragungsqualität in beiden Frequenzbändern (f₁ und f₂) zu messen, die Mobilstation die Übertragungsqualität im zweiten Frequenzband f₂ schätzen, indem die Übertragungsqualität im ersten Frequenzband f₁ gemessen und eine geeignete Abweichung zu diesem Übertragungsqualitätswert im ersten Frequenzband f₁ addiert wird. Die Abweichung kann eine Funktion des Verhältnisses der DL-Übertragungsleistung im Frequenzband f₁ zur im Frequenzband f₂ verwendeten DL-Übertragungsleistung sein. Zum Beispiel besteht eine einfache Lösung zur Berechnung der Abweichung darin, das Verhältnis der DL-Übertragungsleistung im Frequenzband f₂ zu der im Frequenzband f₁ verwendeten zu nehmen, gegeben in dB: Abweichung = 10 log (DL-Leistung(Frequenzband f2)/DL-Leistung(Frequenzband f1))
Somit beträgt beispielsweise, wenn die übertragene DL-Leistung im Frequenzband f₂ doppelt so groß wie die übertragene DL-Leistung im Frequenzband f₁ ist, der Abweichungswert +3 dB. Demgegenüber beträgt, wenn die übertragene DL-Leistung im Frequenzband f₂ halb so groß wie die übertragene DL-Leistung im Frequenzband f₁ ist, der Abweichungswert –3 dB.
Durch Anwendung einer solchen sektorspezifischen Abweichung kann ein der Mobilstation zugeordneter Prozessor die Qualität in Frequenzbändern berechnen und schätzen, in denen er die Qualität nicht messen kann. Dieses Verfahren ermöglicht es der Mobilstation, eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe innerhalb eines physischen Sektors vom Frequenzband f₁ zum Frequenzband f₂ durchzuführen.
3 stellt zu Beispielzwecken eine beispielhafte Ausführungsform einer frequenzübergreifenden Verbindungsübergabe gemäß der Erfindung dar. Eine Mobilstation (nicht gezeigt) misst die Übertragungsqualität Q_F1 im Frequenzband f₁ und schätzt die Übertragungsqualität Q_F2 im Frequenzband f₂ durch Addieren einer Abweichung Q_F1,2 zur gemessenen Übertragungsqualität Q_F1. Die Schätzung der Qualität des Geschwistersektors auf diese Weise hat zur Folge, dass der Qualitätsunterschied zwischen den Frequenzbändern konstant ist. Um die Verbindungsübergabe vom Frequenzband mit der besseren Qualität anhand dieser Bestimmung zu einem anderen Band (zum Beispiel vom geschätzten Frequenzband f₂ zum gemessenen, wenn die Abweichung Q_F1,2 positiv ist, und vom gemessenen Frequenzband f₁ zum geschätzten, wenn die Abweichung negativ ist) zuzulassen, wird ein absoluter Qualitätsschwellwert definiert. Sobald die geschätzte Übertragungsqualität Q_F2 einen absoluten Qualitätsschwellwert überschreitet (in diesem Beispiel einen Schwellwert der Übertragungsdämpfung), kann eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe vom Frequenzband f₁ zum Frequenzband f₂ erfolgen. Der Qualitätsschwellwert kann durch den Systembetreiber oder mit anderen Mitteln bestimmt werden.
Gemäß der Erfindung verwendet die Mobilstation eine Qualitätsabweichung, um die Qualität eines logischen Sektors zu schätzen, in dem die Mobilstation keine Messungen durchführen kann. Außerdem befähigt die Anwendung der Qualitätsabweichung die Mobilstation, auch dann eine frequenzübergreifende Verbindungsübergabe durchzuführen, wenn die Mobilstation nur Messungen der Qualität in einem Frequenzband durchführen kann. Obendrein kann, abhängig von der Anzahl der aktiven Mobilteilnehmer in einem physischen Sektor, die Systemkapazität wesentlich erhöht werden, da es möglich ist, eine ausgeglichenere Last in den beiden durch das System verwendeten Frequenzbändern zu haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die MS nun unter Verwendung der sektorspezifischen Abweichung einen Qualitätsschätzwert für einen logischen Sektor in einem Frequenzband berechnen, in dem die Mobilstation keine Messungen durchführt. Dieses Merkmal ermöglicht die Verbindungsübergabe zwischen logischen Sektoren unterschiedlicher Frequenzbänder. Außerdem wird die Verkehrslast zwischen den beiden zur Informationsübertragung verwendeten Frequenzbändern besser ausgeglichen. Somit werden die Systemressourcen effizient genutzt. Es wird angenommen, dass die Systemkapazität im Vergleich zu dem Fall verbessert wird, wo das System zwei Frequenzbänder enthält, aber aufgrund der Tatsache, dass die MS nur Messungen in einem Frequenzband zugleich durchführen kann, keine Verbindungsübergabe durchführen kann.
Die vorliegende Erfindung ist mittels beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist. Modifikationen und Änderungen sind für den Fachmann denkbar, ohne von der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Durchführung der Verbindungsübergabe in einem zellularen System, in dem die Zellen in physische Sektoren (12, 14, 16) unterteilt sind und jeder physische Sektor in logische Sektoren (LS18, LS20; LS22, LS24; LS26, LS28) unterteilt ist, so dass einer (LS18) der logischen Sektoren einem ersten Frequenzband (f₁) zugeordnet ist und ein anderer logischer Sektor (LS20) einem zweiten Frequenzband (f₂) zugeordnet ist, wobei jeder der physischen Sektoren (12, 14, 16) eine Abweichung (Q_F1,2) in der Übertragungsqualität hat, die für diesen physischen Sektor spezifisch ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen der Übertragungsqualität (Q_F1) im ersten Frequenzband (f₁); Schätzen der Übertragungsqualität (Q_F2) des zweiten Frequenzbandes (f₂) auf der Grundlage der Qualitätsabweichung (Q_F1,2), die für den physischen Sektor mit diesem ersten und zweiten Frequenzband spezifisch ist, und der Übertragungsqualität (Q_F1) des ersten Frequenzbandes (f₁); und Auslösen einer Verbindungsübergabe vom ersten Frequenzband (f₁) an das zweite Frequenzband (f₂) entsprechend der geschätzten Übertragungsqualität (Q_F2) des zweiten Frequenzbandes (f₂).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Schätzens der Übertragungsqualität (Q_F2) im zweiten Frequenzband (f₂) ferner den Schritt umfasst: Addieren der Qualitätsabweichung (Q_F1,2) zu der Übertragungsqualität (Q_F1) im ersten Frequenzband (f₁).
Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Schritt: Bestimmen eines Qualitätsschwellwerts.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Verbindungsübergabe erfolgt, sobald die Übertragungsqualität (Q_F2) im zweiten Frequenzband (f₂) den Qualitätsschwellwert überschreitet, vorausgesetzt, dass die Qualitätsabweichung (Q_F1,2) positiv ist.
Qualitätsbestimmungsmittel in einem zellularen System, in dem die Zellen in physische Sektoren (12, 14, 16) unterteilt sind und jeder physische Sektor in logische Sektoren (LS18, LS20; LS22, LS24; LS26, LS28) unterteilt ist, so dass einer (LS18) der logischen Sektoren einem ersten Frequenzband (f₁) zugeordnet ist und ein anderer logischer Sektor (LS20) einem zweiten Frequenzband (f₂) zugeordnet ist, wobei jeder der physischen Sektoren eine Abweichung (Q_F1,2) in der Übertragungsqualität hat, die für diesen physischen Sektor spezifisch ist, mit: einem Messmittel zum Messen einer ersten Übertragungsqualität (Q_F1) im ersten Frequenzband (f₁); einem Verarbeitungsmittel zum Schätzen einer zweiten Übertragungsqualität (Q_F2) in einem zweiten Frequenzband (f₂) durch Addieren der Qualitätsabweichung (Q_F1,2) zu der ersten Übertragungsqualität (Q_F1).
Steuerungsmittel mit dem Qualitätsbestimmungsmittel nach Anspruch 5, ferner mit einem Steuerungsmittel zum Bestimmen eines Qualitätsschwellwerts, wobei eine Verbindungsübergabe vom ersten Frequenzband (f₁) an das zweite Frequenzband (f₂) ausgelöst wird, sobald die zweite Übertragungsqualität (Q_F2) den Qualitätsschwellwert überschreitet, vorausgesetzt, die der Qualitätsabweichung (Q_F1,2) positiv ist.
Steuerungsmittel nach Anspruch 6, wobei das Steuerungsmittel in einer Vermittlungseinrichtung eines zellularen Systems angeordnet ist.
Steuerungsmittel nach Anspruch 6, wobei das Steuerungsmittel in einer Mobilstation eines zellularen Systems angeordnet ist.
Zellulares System mit einer Basis-Senderempfängerstation und einer Mobilstation, die dafür angepasst sind, Signale über ein erstes Frequenzband (f₁) aneinander zu senden, wobei in diesem System die Zellen in physische Sektoren (12, 14, 16) unterteilt sind und jeder physische Sektor in logische Sektoren (LS18, LS20; LS22, LS24; LS26, LS28) unterteilt ist, wobei jeder der physischen Sektoren (12, 14, 16) eine Abweichung (Q_F1,2) in der Übertragungsqualität hat, die für diesen physischen Sektor spezifisch ist, wobei das zellulare System dafür eingerichtet ist, die Übertragungsqualität (Q_F1) im ersten Frequenzband (f₁) zu messen, und dafür angepasst ist, die Übertragungsqualität (Q_F2) im zweiten Frequenzband (f₂) durch Addieren der Qualitätsabweichung (Q_F1,2) zu der ersten Übertragungsqualität (Q_F1) im ersten Frequenzband (f₁) zu schätzen, und wobei das zellulare System mindestens eine Zelle (10) mit mindestens zwei logischen Sektoren (LS18, LS20) umfasst, so dass einer (LS18) der logischen Sektoren dem ersten Frequenzband (f₁) zugeordnet ist und ein anderer logischer Sektor (LS20) dem zweiten Frequenzband (f₂) zugeordnet ist.