DE10021862A1 - Verfahren zur dynamischen Ressourcenzuteilung in einem Funk-Kommunikationssystem und entsprechende Einrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur dynamischen Ressourcenverwaltung in einem Funk-Kommunikationssystem, insbesondere einem TD/CDMA-basierten Mobilfunksystem, werden unter Berücksichtigung von Meßdaten, die von Basisstationen und/oder Teilnehmerstationen ermittelt und an die zuständige Einrichtung zur Ressourcenzuteilung im Netzwerk gesendet werden, wo sie zusammen mit weiteren zu berücksichtigenden Größen verarbeitet werden, von diesen zusätzlich ihre aktuellen Sendeleistungen der Einrichtung zur Ressourcenzuteilung mitgeteilt, welche unter Berücksichtigung dieser zusätzlichen Meßdaten eine Optimierung der Ressourcen vornimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Ressour­ cenverwaltung in einem Funk-Kommunikationssystem, insbesonde­ re einem TD/CDMA-basierten Mobilfunksystem, und eine entspre­ chende Einrichtung.

In einem Mobilfunksystem werden Nachrichten, wie beispiels­ weise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten, mittels elektromagnetischer Wellen über eine Funkschnittstelle zwi­ schen dem Netzwerk und seinen stationären oder mobilen Teil­ nehmerstationen übertragen. Für jeden Teilnehmerkanal wird eine bestimmte Bandbreite benötigt, wobei der Zugriff auf einzelne Teilnehmerkanäle nach einem oder mehreren für das jeweilige Funksystem typischen Vielfachzugriffsverfahren er­ folgt. Für das im Aufbau begriffene universelle mobile Funk- Kommunikationssystem UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) sind beispielsweise Bandbreiten zu 5 MHz geplant, die im 2 GHz-Trägerfrequenzbereich liegen, und eine Separierung der Kanäle ist auf der Grundlage frequenz-, Zeit- und spreiz­ codeselektiver Vielfachzugriffsverfahren vorgesehen. Zur bi­ direktionalen Nachrichtenübertragung vom Netzwerk zu den Teilnehmerstationen (Downlink) und umgekehrt (Uplink) wird im UMTS sowohl Frequenzduplex (Frequency Division Duplex FDD) als auch Zeitduplex (Time Division Duplex TDD) angewendet werden. Im FDD-Modus des UMTS wird ein Kanal durch die Frei­ heitsgrade Frequenz und Spreizcode charakterisiert, man spricht von einem Wideband-Code Division Multiple Access-(W- CDMA) Verfahren, und im TDD-Modus durch die Freiheitsgrade Frequenz, Zeitschlitz und Spreizcode. Man spricht bei letzte­ rem Verfahren verkürzt von einem Time Division/Code Division Multiple Access-(TD/CDMA) Verfahren. Eine auf TD/CDMA basie­ rende Richtung zeichnet sich durch eine hochgenaue Synchroni­ sation der Empfangssignale in der Aufwärtsstrecke und damit einer Verbesserung der Detektionseigenschaften aus und wird verkürzt als TD/SCDMA-Verfahren (SCDMA = Synchronous CDMA) bezeichnet.

Zusätzlich zur Vielfachnutzung der Kanäle erfolgt in einem zellularen Funk-Kommunikationssystem eine sendeenergiemäßige Verteilung des zu Verfügung stehenden Spektrums aus der knap­ pen Ressource "Frequenz" auf die Teilnehmer. Hierzu wird eine beliebig große topographische Fläche in Funkzellen mit ab­ sichtlich geringer Sendeleistung unterteilt, womit in einem gewissen Abstand dasselbe Frequenzband immer wieder verwendet werden kann. Je kleiner die Zellen sind, desto mehr Teilneh­ mer können bei limitiertem Frequenzspektrum pro Fläche ver­ sorgt werden. Damit sich direkt benachbarte Zellen nicht ge­ genseitig stören, werden sie zu einer logischen Gruppe von z. B. 3, 4 oder 7 Zellen (Cluster) zusammengefaßt, auf die die zur Verfügung stehenden Kanäle aufgeteilt werden.

Wenn im weiteren der Begriff Kanal gebraucht wird, ist nicht notwendigerweise ein einzelner Frequenzkanal gemeint, es kön­ nen ebenso ein oder mehrere Zeitschlitze in einem oder mehre­ ren Zeitmultiplexrahmen oder ein oder mehrere Spreizcodes in einem oder mehreren Zeitschlitzen gemeint sein, die den Be­ darf an einer Verbindung abdecken.

Bewegt sich eine mobile Teilnehmerstation aus dem Versor­ gungsbereich einer Zelle heraus, wird automatisch eine Ver­ bindung in der neuen Zelle aufgebaut. Man bezeichnet diesen Vorgang als Handover. Die Entscheidung über einen Verbin­ dungswechsel wird anhand von Kriterien getroffen, zu denen nach dem Stand der Technik Empfangsleistung, Bitfehlerrate und/oder Störabstand zählen. Im Falle eines teilnehmersta­ tionsunterstützten Handovers werden diese Meßwerte an das Netzwerk übertragen, wo ein Handover-Algorithmus unter Be­ rücksichtigung einer effektiven Ressourcenverwaltung einen neuen geeigneten Kanal auswählt.

Auch mit Hilfe einer Sendeleistungsregelung lassen sich vor­ handene Ressourcen besser ausschöpfen. Eine Verringerung der Sendeleistung verursacht nicht nur einen geringeren Strom­ verbrauch, sondern auch weniger Gleich- und Nachbarkanalstö­ rungen und damit bessere Übertragungsbedingungen. Entschei­ dungen über eine Änderung der Sendeleistung werden im Netz­ werk anhand von teilnehmer- und netzwerkseitigen Meßwerten getroffen.

Weiterhin wird mit einer dynamischen Kanalzuteilung (Dynamic Channel Allocation DCA) eine deutliche Erhöhung der spektra­ len Effizienz erreicht. Dieses Konzept ermöglicht die intel­ ligente Verteilung der dem Funk-Kommunikationsnetz zur Verfü­ gung stehenden spektralen Ressourcen und eine dynamische Zu­ weisung von Übertragungskapazität an die Zellen, natürlich ebenfalls unter Beachtung notwendiger Gleichkanal- und Nach­ barkanal-Störabstände. Ein im Netzwerk implementierter DCA- Algorithmus ist für die Zuteilung von Ressourcen zu Zellen einerseits und zu Teilnehmern bzw. Diensten andererseits ver­ antwortlich. Eine dynamische Kanalzuteilung kann auch mit ei­ nem statischen Kanalzuteilungsverfahren FCA (Fixed Channel Allocation) kombiniert sein, indem mit einem fest zugeteilten Kanalkontingent und einem zusätzlichen "Pool" von Kanälen ge­ arbeitet wird, auf das alle Zellen eines Clusters zur glei­ chen Zeit unter Beachtung der Interferenzsituation zugreifen dürfen.

Durch eine geeignete Zuteilung von Ressourcen mittels dynami­ scher Kanalvergabeverfahren läßt sich die Systemkapazität er­ höhen. Es werden insbesondere die Interferenzsituation und die Lastsituation bewertet, um zum Beispiel zu vermeiden, daß ein Teilnehmer mit einem empfindlichen Dienst eine Ressource zugeordnet bekommt, die einer extrem hohen Intrazell-Interfe­ renz und/oder Interzell-Interferenz ausgesetzt ist.

Für eine Optimierung des Gesamtsystems werden verschiedene Messungen ausgewertet und mit zuvor definierten Kriterien be­ wertet. Solche Messungen sind:

• - Messung des Interferenzpegels auf einem, mehreren oder al­ len Zeitschlitzen,
• - Messung des Signal-zu-Interferenz-Verhältnisses (SIR) einer bestimmten Verbindung,
• - Messung des Empfangspegels des physikalischen Kanals zum Übertragen von Broadcast-Informationen (Broadcast Channel).

Für die Downlink-Verbindungen werden diese Meßwerte oder eine Untermenge davon entweder beim Verbindungsaufbau oder bei be­ reits bestehender Verbindung in den Teilnehmerstationen er­ mittelt und in regelmäßigen Abständen oder auf Anfrage ent­ sprechend dem Protokoll oder ereignisgesteuert zum Netzwerk übertragen. Für die Uplink-Verbindungen werden die entspre­ chenden Messungen vom Netzwerk ermittelt und müssen deshalb nicht mehr über die Luftschnittstelle übertragen werden. Das Netzwerk wertet die aktuelle Signal- und Interferenzsituation anhand der gemessenen und übertragenen Werte mit Hilfe des DCA-Algorithmus in einem Steuerrechner aus und trifft eine Entscheidung zur dynamischen Vergabe von Ressourcen an die Teilnehmer.

Das Signal-zu-Interferenzverhältnis (SIR) als Meßgröße für die Verbindungsqualität ist bei Verwendung einer SIR-basier­ ten Leistungsregelung nur bedingt brauchbar, da das SIR immer möglichst am Zielpegel bleibt, solange der Dynamikbereich für die Regelung noch nicht ausgeschöpft ist. Dies hat zur Folge, daß die Sendeleistung oft unnötig hoch ist, was einerseits eine hohe Intrazell-Interferenz verursacht, die bei der Er­ mittlung freier Ressourcen im Steuerrechner berücksichtigt werden muß und andererseits die Interzell-Interferenzen er­ höht, was die Leistungsfähigkeit in anderen Zellen beein­ trächtigt. Ferner ist die Betriebszeit dieser Teilnehmersta­ tionen stark beeinträchtigt und der Elektrosmog erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dynamische Res­ sourcenzuteilung eines Funk-Kommunikationssystems dahingehend zu verbessern, dass mit nur geringem Mehraufwand eine weitere Optimierung der Ressourcen des Funk-Kommunikationssystems er­ zielt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen geben die abhängigen Ansprüche und Anspruch 8 eine Einrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens an.

Gemäß der Erfindung werden von den Basisstationen und/oder Teilnehmerstationen selbst ihre eigenen aktuellen Sendeleis­ tungen festgestellt und an die zuständige Ressourcenverwal­ tung im Netzwerk übertragen. Hierfür kann nach einer Ausprä­ gung der Erfindung die Sendeleistung über ein gewisses Inter­ vall gemittelt und erst dann an die Instanz zur Ressourcen­ verwaltung übertragen werden. Die Übertragung kann in einer Ausgestaltung periodisch erfolgen. In einer weiteren Ausges­ taltung kann die Übertragung der Sendeleistung im Zusammen­ hang mit sonstigen zu übertragenden Meßergebnissen in einem gemeinsamen Meßprotokoll erfolgen. In einer weiteren Ausges­ taltung kann die Übertragung ereignisgesteuert erfolgen, bei­ spielsweise verursacht durch eine Veränderung der Sendeleis­ tung über einen vorbestimmten Schwellenpegel. Die Sendeleis­ tung kann nach einer weiteren Ausprägung quantisiert in eine definierte Anzahl von Wertebereichsklassen übertragen werden, wodurch für die Übertragung der Sendeleistung besonders wenig Ressourcen benötigt werden, wenn jede Klasse durch einen In­ dex beschrieben wird, dessen Übertragung nur relativ wenig Übertragungskapazität erfordert. Die Übertragung der Sende­ leistung der Teilnehmerstationen kann in einer weiterer Aus­ gestaltung auf einem Steuerkanal, der ein dedizierter (Dedi­ cated Control Channel DCCH) oder gewöhnlicher (Common Control Channel CCCH) Steuerkanal sein kann, oder innerhalb des Ver­ kehrskanals als sogenannte Inband-Signalisierung vorgenommen werden.

Die Sendeleistungen der Basisstationen und/oder Teilnehmer­ stationen werden bisher nicht in den Entscheidungsprozeß für die Ressourcenoptimierung innerhalb eines Funk- Kommunikationssystems herangezogen.

Bekannte Verfahren optimieren die Auslastung der Ressourcen auf der Grundlage der Kenntnis der Empfangssignalpegel, die infolge Mehrwegeausbreitung, Schwund, Abschattung und anderer Unwägbarkeiten auf der Funkschnittstelle jedoch keine zuver­ lässige Berechnung der tatsächlichen Sendeleistung zulassen. Außerdem ist, wie obenstehend erläutert, ein ausgeregeltes Signal-zu-Interferenzverhältnis (SIR) als Meßgröße für eine Verbindungsqualität nur sehr bedingt brauchbar.

Unter Berücksichtigung der zusätzlich eingeführten und von den Sendern selbst ermittelten eigenen Sendeleistungen als Parameter für die Optimierung der Ressourcenzuteilung kann eine bessere Systemauslastung erreicht werden.

Eine Ressourcenoptimierung unter Verwendung der in den Sen­ dern selbst gemessenen Sendeleistungen kann sowohl im Uplink als auch im Downlink erfolgen. Für die Downlinkkanäle teilen die Basisstationen ihre Sendeleistungswerte der Einrichtung zur Ressourcenzuteilung mit. Die Einrichtung zur Ressourcen­ zuteilung kann beispielsweise innerhalb einer Funknetzsteue­ rung (Radio Network Controller) der Basisstationen realisiert sein. Die Uplink-Sendeleistungen werden von den Teilnehmer­ stationen gemessen und über die Funkschnittstelle an die zu­ gehörige Basisstation signalisiert und gleichfalls der Ein­ richtung zur Ressourcenzuteilung zur Verfügung gestellt.

Zum Zwecke einer adaptiven Sendeleistungsregelung beispiels­ weise werden nach einer Ausgestaltung die von einer Basissta­ tion Node B empfangenen Meßdaten aktiver Teilnehmerstationen sowie die eigenen Meßdaten über die aktuelle Sendeleistung an die Funknetzsteuerung RNC des Netzwerks übertragen und dort in einem Algorithmus des Steuerrechners zur Sendeleistungsre­ gelung mit verwendet.

Weitere Ressourcen können sich durch eine adaptive Kanalco­ dierung erschließen, indem dem Datenstrom sendeleistungsab­ hängig mehr oder weniger Redundanz mit dem Ziel hinzugefügt wird, die Bitfehlerhäufigkeit auf die für einen bestimmten Dienst oder eine bestimmte Dienstgüte akzeptablen Wert zu halten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung werden zum Zwecke einer dy­ namischen Kanalzuteilung die Sendeleistungen der Teilnehmer­ stationen und/oder Basisstationen einem in einem Steuerrech­ ner der Funknetzsteuerung RNC implementierten DCA-Algorithmus zugeführt.

Mit der Einbeziehung der gemessenen Sendeleistung kann durch das Netzwerk eine vorteilhafte Umverteilung der Teilnehmer derart erfolgen, daß die Gesamtinterferenz minimiert und so­ mit sowohl eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Gesamt­ systems als auch eine Minimierung des Energieverbrauchs der einzelnen Teilnehmerstationen erreicht werden.

Beispielsweise wird der DCA-Algorithmus unter Berücksichti­ gung der Sendeleistungen der Teilnehmerstationen den mit ho­ her Sendeleistung sendenden Teilnehmerstationen am ehesten Ressourcen zuweisen, deren Interferenz-Niveau es erwarten läßt, daß die betreffenden Teilnehmerstationen auf diesen Ressourcen mit geringerer Sendeleistung auskommen können als bisher. Außerdem kann in vorteilhafter Weise vom DCA- Algorithmus berücksichtigt werden, daß durch eine mit hoher Leistung sendenden Teilnehmerstation andere Teilnehmer so ge­ ring wie möglich beeinträchtigt werden, indem der Störabstand zu diesen vergrößert wird.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 das Prinzip eines zellularen Mobilfunksystems und

Fig. 2 ein Beispiel für eine optimierte Kanalvergabe bzw. Ka­ nalzuteilung, worunter eine Umverteilung von Kanälen, eine Zuteilung zusätzlicher oder weniger Kanäle zu einer Verbin­ dung oder eine Zuteilung besserer Kanäle fallen, unter Be­ rücksichtigung der Sendeleistung von Teilnehmerstationen.

Ein Mobilfunksystem nach Fig. 1, das als Beispiel für ein zellulares Funk-Kommunikationssystem dienen soll, besteht aus mehreren Mobilvermittlungseinrichtungen MSC, die untereinan­ der vernetzt sind und den Zugang zum analogen und/oder digi­ talen Festnetz PSTN/ISDN herstellen und von denen nur einer dargestellt ist. Sie sind mit mehreren Funknetzsteuerungen RNC verbunden, in denen im Beispiel die Instanzen zur Res­ sourcenverwaltung bzw. Einrichtungen zur Ressourcenzuteilung angeordnet sind. Außerdem sind sie mit einem Betriebs- und Wartungszentrum OMC verbunden, welches Organisationsinforma­ tionen für das Mobilfunksystem bzw. Teile davon überträgt.

Jede Funknetzsteuerung RNC ermöglicht eine Verbindung zu ei­ ner oder mehreren Basisstationen Node B. Alle vorgenannten stationäre Einrichtungen sollen im weiteren als Netzwerk be­ zeichnet werden, wobei ihre Bezeichnungen und Funktionen durchaus variieren können.

Durch jede Basisstation Node B wird mindestens eine Zelle Z gebildet, die mit anderen Zellen Z zu einer logischen Gruppe zusammengefaßt wird. Bei einer Sektorierung oder bei hierar­ chischen Zellstrukturen werden je Basisstation Node B auch mehrere Zellen Z versorgt. Jeder Basisstation Node B kann ü­ ber eine Funkschnittstelle Verbindungen zu seinen Teilnehmer­ stationen MS, beispielsweise Mobilstationen, aufbauen und um­ gekehrt. Zur Mehrfachauslastung der knappen Ressource "Frequenz" werden auf der Funkschnittstelle mehrere Verbindungen gleichzeitig hergestellt, indem ihnen vom Netzwerk teilneh­ merindividuelle Übertragungskanäle auf der Grundlage eines Vielfachzugriffsverfahrens zugeteilt werden. In einem TD/CDMA-System, das als Beispiel für die Anwendung der Erfin­ dung dienen soll, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken, erfolgt ein Vielfachzugriff auf die Funkschnittstelle in der Zuordnung von Frequenz, einem oder mehreren Zeitschlitzen und einem oder mehreren Spreizcodes zu einem Übertragungskanal. Insgesamt ergeben sich bei 16 Zeitschlitzen je Rahmen und der Benutzung von 8 Spreizcodes je Zeitschlitz maximal 64 Voll­ duplexkanäle je Trägerfrequenz. Durch eine Kombination von Kanälen können flexibel die verschiedensten Datenraten von einigen Kbit/s bis zu 2 Mbit/s eingestellt werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch auf andere Mobil­ funksysteme, beispielsweise TDMA-Systeme ohne CDMA-Komponente oder CDMA-Systeme ohne TDMA-Komponente, anwendbar.

Während einer Verbindung zwischen einer Basisstation Node B und einer Teilnehmerstation MS kann ein Umschalten auf einen anderen Funkweg notwendig oder wünschenswert sein. Dies ist beispielsweise der Fall bei einer Ortsveränderung einer Teil­ nehmerstation MS. Ein weiterer wichtiger Grund für einen Ka­ nalwechsel ist die Minimierung von Interferenzen. Es ist be­ kannt, daß sich die benötigte Sendeleistung mit zunehmenden Signalverlusten auf der Funkschnittstelle erhöht. Das bedeu­ tet, daß eine Teilnehmerstation MS mit geringem Signalverlust zur Basisstation Node B eine geringere Sendeleistung für die Übertragung benötigt als eine Teilnehmerstation MS, die einen großen Signalverlust aufweist. Da weiterhin bekannt ist, daß die Kapazität eines Funk-Kommunikationssystems stark durch Interferenzen beeinflußt wird, "beansprucht" eine Teilnehmer­ station MS mit geringer Sendeleistung lediglich einen kleine­ ren Bereich der Ressourcen der Funkschnittstelle. Durch eine vorteilhafte Umverteilung der Kanäle auf die aktiven Teilneh­ merstationen MS kann die Gesamtinterferenz beträchtlich verringert werden. Es können dann zum Beispiel weiteren Teilneh­ mern Verbindungswünsche realisiert werden oder Dienste mit geringerer Bitfehlerrate angeboten werden. Auch kann der Leistungsverbrauch der einzelnen Teilnehmerstationen MS ver­ ringert werden, was sich auf die Erhöhung der Leistungsdauer und die Verringerung der Leistungsdichte (Elektrosmog) aus­ wirkt.

Die von einem Sender selbst gemessene eigene Sendeleistung ist bisher nicht für die Kanalvergabe und damit Ressourcenzu­ teilung herangezogen worden. Durch eine der Situation bezüg­ lich Verbindungswünschen und Vielfachzugriffsinterferenz bes­ ser angepaßte Zuteilung der Kanäle gemäß der Erfindung wird die Systemkapazität deutlich erhöht und die Sendeleistung der Teilnehmerstationen verringert.

In Fig. 2 ist schematisch eine Zelle mit einer Basisstation Node B dargestellt, die mehrere Teilnehmerstationen MS1 bis MS4 versorgt. Zum Zwecke einer dynamischen Kanalvergabe an die Teilnehmerstationen MS1 bis MS3 senden diese zusätzlich zu ihren üblichen Meßwerten ihre aktuelle Sendeleistung an den Steuerrechner im Netzwerk, der als Einrichtung zur Res­ sourcenzuteilung dient. An welcher Stelle im Netzwerk diese Einrichtung zur Ressourcenzuteilung angeordnet ist, ist er­ findungsunwesentlich und kann weitgehend frei vom Netz- Errichter bestimmt. Die Einrichtung zur Ressourcenzuteilung kann beispielsweise, wie Fig. 2 zeigt, in der Funk­ netzsteuerung RNC oder aber auch in der Basisstation Node B angeordnet sein. Bei UMTS wird z. B. der Steuerrechner mit dem DCA-Algorithmus in der Funknetzsteuerung RNC installiert sein.

Mit einem zentralen Steuerverfahren lassen sich die größten Kapazitätsgewinne erzielen, weil die Teilnehmerstationen MS ständig den Pfadverlust zu mehreren Basisstationen Node B ausmessen. Nachteilig ist der sehr hohe Signalisierungsauf­ wand zwischen den Basisstationen Node B und der Funknetzsteuerung RNC sowie die geforderte hohe Rechenleistung in der Funknetzsteuerung RNC. Eine dezentrale und damit flexiblere Arbeitsweise des Kanalzuteilungsalgorithmus hat zum Nachteil, daß nur die Meßergebnisse der eigenen Zelle gemessen werden, wodurch die Gefahr besteht, daß mit einer Kanalvergabe in der eigenen Zelle die Verbindungen in benachbarten Zellen beein­ trächtigt werden.

Im Beispiel nach Fig. 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit eine von vielen Basisstationen Node B mit der Funknetzsteue­ rung RNC symbolhaft zu einer Netzwerkkomponente zusammenge­ faßt, wobei der DCA-Algorithmus in der Funknetzsteuerung RNC implementiert sein soll.

Vom DCA-Algorithmus werden aus weiteren von den Teilnehmer­ stationen MS1 bis MS3 gemessenen und übertragenen Meßdaten, wie dem Interferenzpegel, dem Sigal-zu-Interferenzverhältnis und sonstiger Meßwerten, die von den Teilnehmerstationen und/oder den Basisstationen ermittelt werden, sowie weiterer z. B. vom Netzbetreiber vorgegebener Einflußfaktoren, wie Dienstanforderungen (Bitfehlerrate) und/oder statistisch er­ mittelter und ständig aktualisierter Werte und den Meßwerten der Teilnehmerstationen MS1 bis MS3 zu ihren aktuellen Sende­ leistungen die vorhandenen Kanalzuteilungen überprüft und ge­ ändert.

Für die Übertragung von Informationen auf der Luftschnitt­ stelle unterscheidet man logische und physikalische Kanäle. Die logischen Kanäle werden aufgeteilt in Verkehrskanäle und Steuerkanäle. Die Verkehrskanäle dienen der Übertragung von Verkehrsinformationen, wie beispielsweise Sprache. Auf den Steuerkanälen werden Signalisierungsinformationen übertragen, die beispielsweise für eine Zuweisung von Kanälen oder eine Sendeleistungssteuerung benötigt werden. Die logischen Kanäle werden von den physikalischen Kanälen übertragen.

Die Sendeleistung von Teilnehmerstationen, die im folgenden betrachtet wird, ist u. a. abhängig von ihrem Abstand zur zu­ gehörigen Basisstation, der Interferenzsituation, den Aus­ breitungswegen, dem gewählten Übertragungsverfahren, der in­ dividuellen maximalen Sendeleistung der Station sowie der Art des Dienstes, da unterschiedliche Dienste unterschiedliche Bitfehlerraten bzw. Übertragungsqualitäten voraussetzen.

Nach Fig. 2a überträgt eine erste Teilnehmerstation MS1 ihre Verkehrsinformationen auf einem Verkehrskanal V1 und eine zweite Teilnehmerstation MS2 auf einem Verkehrskanal V2 mit jeweils mittleren Sendeleistungen. Eine dritte Teilnehmersta­ tion MS3 sendet auf dem Verkehrskanal V3 mit ihrer maximalen Sendeleistung. Alle drei Teilnehmerstationen MS1 bis MS3 sen­ den alle in einem ersten Zeitschlitz (dieser bildet gemeinsam mit den verwendeten CDMA-Codes Ressourcen des Funksystems). Die Intrazell-Interferenzsituation läßt es nicht zu, dass die dritte Teilnehmerstation MS3 mit geringerer als der maximalen Sendeleistung sendet. Hierdurch müssen auch die erste und die zweite Teilnehmerstation MS1, MS2 mit relativ hoher Sende­ leistung senden. Sofern die Empfangspegel in der Basisstation Node B sehr unterschiedlich sind, kann die Teilnehmerstation MS3 sogar so hohe Intrazell-Interferenzen verursachen, daß diese vom Netzwerk selbst unter Anwendung geeigneter Technik nicht mehr eliminiert werden können. Durch hohe Intrazell- Interferenzen werden auch Verbindungen in benachbarten Zellen stark gestört (Interzell-Interferenzen).

Aufgrund der Signalisierung der Meßwerte ihrer Sendeleistun­ gen auf den Steuerkanälen SP1 bis SP3 durch die Teilnehmer­ stationen MS1 bis MS3 an die Basisstation Node B werden von dem DCA-Algorithmus in der Funknetzsteuerung RNC (also der Einrichtung zur Ressourcenzuteilung) die Ressourcen für die Teilnehmerstationen MS1 bis MS3 neu verteilt, so daß eine Si­ tuation nach Fig. 2b entsteht.

Die dritte Teilnehmerstation MS3 sendet jetzt auf einem ande­ ren Verkehskanal V3 (neu), der einem zweiten Zeitschlitz (d. h. einer anderen Ressource des Funksystems) zugeordnet ist und aufgrund einer günstigeren Interferenzsituation im zwei­ ten Zeitschlitz eine Übertragung mit deutlich geringerer Sen­ deleistung zulässt. Damit verbessert sich die Interferenz- Situation für die erste und die zweite Teilnehmerstationen MS1, MS2, die im ersten Zeitschlitz senden, und sie können ebenfalls ihre Sendeleistung, der neuen Interferenzsituation angepaßt, verringern. Die Gesamtsituation erlaubt es jetzt, daß gegenbenenfalls eine vierte Teilnehmerstation MS4 im ers­ ten Zeitschlitz auf dem Verkehrskanal V4 Nachrichten mit ei­ ner mittleren Sendeleistung in Richtung Basisstation Node B überträgt. Da die vierte Teilnehmerstation MS4 mit geringerer als der maximalen Sendeleistung sendet, ist die Intrazell- Interferenzsituation im ersten Zeitschlitz nach der Fig. 2B günstiger als nach der Fig. 2A, bei der die dritte Station MS3 im ersten. Zeitschlitz mit maximaler Sendeleistung sende­ te. Daher können die erste und die zweite Station MS1, MS2 in Fig. 2B trotz der gleichzeitigen Übertragung der vierten Sta­ tion MS4 im ersten Zeitschlitz gegenüber dem in Fig. 2A ge­ zeigten Zustand mit jeweils verringerter Sendeleistung sen­ den. Selbstverständlich signalisiert auch die vierte Teilneh­ merstation MS4 auf einem Steuerkanal S_p4 ihre aktuelle Sende­ leistung zum Steuerrechner des Netzwerks zwecks weiterer Be­ rücksichtigung im DCA-Algorithmus.

Insgesamt gesehen hat sich durch die Neuverteilung der Res­ sourcen die Systemkapazität erhöht, da die Intrazell- Interferenzen und damit auch die Interzell-Interferenzen in den benachbarten Zellen durch jeweils gesenkte Sendeleistun­ gen der Stationen MS1 bis MS3 reduziert werden konnten.

Die Einrichtung zur Ressourcenzuteilung wertet die Informati­ onen über die Sendeleistungen der Teilnehmerstationen in der Weise aus, dass die Sendeleistungen der Teilnehmerstationen so gering wie möglich eingestellt werden können. Auf diese Weise wird zum einen die Gesamtinterferenz des Mobilfunksys­ tems verringert, so dass eine möglichst geringe Störung der Verbindungen die Folge ist. Außerdem wird durch die Reduzie­ rung der Sendeleistungen der Leistungsverbrauch der Stationen reduziert, so dass ihre Betriebsbereitschaft für einen länge­ ren Zeitraum gewährleistet ist.

Durch die Einführung der unmittelbar von den Teilnehmerstati­ onen selbst gemessenen Sendeleistungen als Kriterium in den Entscheidungsprozeß der Einrichtung zur Ressourcenzuteilung läßt sich also der Leistungsverbrauch der Teilnehmerstationen und die Performance des Gesamtsystems optimieren.

Hierzu ist nur ein sehr geringer Mehraufwand notwendig, der im Signalisieren der Sendeleistungen von den Teilnehmerstati­ onen an das Netzwerk besteht. Die Sendeleistung kann nach ei­ ner vorteilhaften Ausprägung quantisiert in eine definierte Anzahl von Wertebereichsklassen übertragen werden, wodurch für die Übertragung der Sendeleistung in Form entsprechender Indizes, die jede Klasse eindeutig kennzeichnen, nur geringe Ressourcen benötigt werden. Die Übertragung kann beispiels­ weise im ohnehin von einer Teilnehmerstation regelmäßig zu sendenden Meßprotokoll eingebunden sein. Soll eine eigenstän­ dige Signalisierungsnachricht übertragen werden, so kann die­ se ebenfalls periodisch oder auch ereignisgesteuert erfolgen, wobei dann die Periodendauer oder die Ereignisschwelle rela­ tiv frei wählbar sind.

Im Beispiel der Fig. 2 ist eine Ressourcen-Neuzuteilung im Uplink beschrieben. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dem DCA-Algorithmus für eine optimale Neuzuteilung von Ressourcen im Downlink die Sendeleistungen der Basisstationen Node B mitzuteilen, wobei der Signalisierungsaufwand wegen des Weg­ falls der Funkschnittstelle niedriger ist als bei der Über­ mittlung der Sendeleistungen der Teilnehmerstationen.

In vorteilhafter Weise können die der Einrichtung zur Res­ sourcenzuteilung mitgeteilten aktuellen Sendeleistungen auch für weitere Systemverwaltungsaufgaben genutzt werden. So bie­ tet es sich an, die von den Teilnehmerstationen MS gemessenen eigenen Sendeleistungen zusätzlich oder anstelle der von den Basisstationen Node B gemessenen Empfangspegel zur Uplink- Sendeleistungsregelung zu verwenden. Von Seiten des DCA- Algorithmus können in vorteilhafter Weise außerdem auch die Downlink-Sendeleistungen der Node B für eine Sendeleistungs­ regelung im Downlink einbezogen werden. Diese sind dem Netz­ werk ohnehin bekannt und brauchen dem DCA-Algorithmus des Steuerrechners für eine Downlink-Kanalzuteilung nur noch zur Verfügung gestellt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur dynamischen Ressourcenzuteilung in einem Funk-Kommunikationssystem mit Basisstationen (Node B) und Teilnehmerstationen (MS), bei dem die aktuelle Sendeleistung wenigstens einer der Ba­ sisstationen (Node B) und/oder einer der Teilnehmerstationen (MS) bei der Zuteilung von Ressourcen für Verbindungen zwi­ schen den Stationen (Node B, MS) berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die aktuelle Sendeleistung der jeweiligen Station von dieser selbst ermittelt und an eine Einrichtung zur Ressour­ cenzuteilung übermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die aktuelle Sendeleistung von der jeweiligen Station über ein Intervall von Messperioden gemittelt und der resul­ tierende Mittelwert der Sendeleistung an die Einrichtung zur Ressourcenzuteilung übermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die aktuelle Sendeleistung bzw. ihr Mittelwert nur bei Änderungen ihres Wertes an die Einrichtung zur Ressour­ cenzuteilung übermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die aktuelle Sendeleistung in Abhängigkeit von ihrem Wert jeweils in eine von mehreren Wertebereichsklassen einge­ teilt wird, und nur ein Index für die entsprechende Klasse an die Einrichtung zur Ressourcenzuteilung übermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Übertragung der Sendeleistung an die Einrichtung zur Ressourcenzuteilung innerhalb eines Meßprotokolls zusam­ men mit weiteren Meßdaten vorgenommen wird, die ebenfalls bei der Ressourcenzuteilung berücksichtigt werden.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine der Teilnehmerstationen (MS) ihre Sendeleistung in einem Steuerkanal oder als Inband- Signalisierung innerhalb eines Verkehrskanals an ihre Basis­ station (Node B) signalisiert, von wo die Sendeleistung zur Einrichtung zur Ressourcenzuteilung übertragen wird.

8. Einrichtung zur dynamischen Zuteilung von Ressourcen für Verbindungen zwischen Stationen (Node B, MS) eines zellularen Funk-Kommunikationssystems, die so ausgebildet ist, dass sie bei der Ressourcenzuteilung die aktuelle Sendeleistung wenigstens einer der Stationen berücksichtigt.