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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine netzseitige Funkstation
zur Kommunikation per Funk, wobei die netzseitige Funkstation in
ihrer Funkzelle zur Kommunikation mit Teilnehmerstationen ein Frequenzband
verwendet.
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In
Funkkommunikationssystemen werden Nachrichten, beispielsweise mit
Sprachinformation, Bildinformation, Videoinformation, SMS (Short
Message Service), MMS (Multimedia Messaging Service) oder anderen
Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle
zwischen sendender und empfangender Station übertragen. Bei den Stationen
kann es sich hierbei je nach konkreter Ausgestaltung des Funkkommunikationssystems
um Teilnehmerstationen oder netzseitige Funkstationen wie Repeater,
Funkzugangspunkte oder Basisstationen handeln. In einem Mobilfunkkommunikationssystem
handelt es sich bei zumindest einem Teil der Teilnehmerstationen
um mobile Funkstationen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen
Wellen erfolgt mit Trägerfrequenzen,
die in dem für
das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen.
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Mobilfunkkommunikationssysteme
sind oftmals als zellulare Systeme z.B. nach dem Standard GSM (Global
System for Mobile Communication) oder UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
mit einer Netzinfrastruktur bestehend z.B. aus Basisstationen, Einrichtungen
zur Kontrolle und Steuerung der Basisstationen und weiteren netzseitigen
Einrichtungen ausgebildet. Außer
diesen weiträumig
organisierten (supralokalen) zellularen, hierarchischen Funknetzen
gibt es auch drahtlose lokale Netze (WLANs, Wireless Local Area
Networks) mit einem in der Regel räumlich deutlich stärker begrenzten
Funkabdeckungsbereich. Beispiele verschiedener Standards für WLANs
sind HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth und WATM.
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Der
Zugriff von Teilnehmerstationen auf das gemeinsame Übertragungsmedium
wird bei Funkkommunikationssystemen durch Vielfachzugriffsverfahren/Multiplexverfahren
(Multiple Access, MA) geregelt. Bei diesen Vielfachzugriffen kann
das Übertragungsmedium
im Zeitbereich (Time Division Multiple Access, TDMA), im Frequenzbereich
(Frequency Division Multiple Access, FDMA), im Codebereich (Code
Division Multiple Access, CDMA) oder im Raumbereich (Space Division
Multiple Access, SDMA) zwischen den Teilnehmerstationen aufgeteilt
werden. Auch Kombinationen von Vielfachzugriffsverfahren sind möglich, wie
z.B. die Kombination eines Frequenzbereichs-Vielfachzugriffsverfahrens
mit einem Codebereichs-Vielfachzugriffsverfahren.
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Um
eine möglichst
effiziente Übertragung von
Daten zu erreichen, kann das gesamte zur Verfügung stehende Frequenzband
in mehrere Subträger
(Multicarrier- bzw. Mehrträgerverfahren)
zerlegt werden. Die den Mehrträgersystemen
zugrunde liegende Idee ist es, das Ausgangsproblem der Übertragung
eines breitbandigen Signals in die Übertragung mehrerer schmalbandiger
Signale zu überführen. Dies
hat u.a. den Vorteil, dass die am Empfänger erforderliche Komplexität reduziert
werden kann. Ferner ermöglicht
die Aufteilung der verfügbaren Bandbreite
in mehrere schmalbandige Subträger eine
deutlich höhere
Granularität
der Datenübertragung
hinsichtlich der Verteilung der zu übertragenden Daten auf die
unterschiedlichen Subträger,
d.h., die Funkressourcen können
mit einer großen
Feinheit auf die zu übertragenden
Daten bzw. auf die Teilnehmerstationen verteilt werden.
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Ein
Beispiel für
ein Mehrträgerübertragungsverfahren
ist OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), bei welchem
für die
Subträger
zeitlich annähernd
rechteckige Pulsformen verwendet werden. Der Frequenzabstand der
Subträger
wird derart gewählt,
dass im Frequenzraum bei derjenigen Frequenz, bei welcher das Signal
eines Subträgers
ausgewertet wird, die Signale der anderen Subträger einen Nulldurchgang aufweisen.
Somit sind die Subträger
orthogonal zueinander.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren
zur Kommunikation aufzuzeigen, bei welchem eine netzseitige Funkstation
mit Teilnehmerstationen unter Verwendung eines Frequenzbandes kommuniziert.
Weiterhin soll eine geeignete netzseitige Funkstation zur Durchführung des
Verfahrens vorgestellt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1, sowie durch eine Vorrichtung mit Merkmalen eines nebengeordneten Anspruchs
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand
von Unteransprüchen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Kommunikation per Funk verwendet eine erste netzseitige Funkstation
in ihrer Funkzelle zur Kommunikation mit Teilnehmerstationen ein
Frequenzband. Die Funkzelle ist in ein zentrales die erste netzseitige Funkstation
beinhaltendes Gebiet und eine Mehrzahl weiterer außerhalb
des zentralen Gebietes gelegene Gebiete aufgeteilt. Eine Zuordnung
von Gebieten zu Funkressourcen findet Einsatz, gemäß welcher
die erste netzseitige Funkstation für das zentrale Gebiet das gesamte
Frequenzband und für
die weiteren Gebiete jeweils einen Teil des Frequenzbandes zur Kommunikation
mit Teilnehmerstationen verwendet.
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Betrachtet
wird eine Funkzelle einer netzseitigen Funkstation. Bei der Funkzelle
handelt es sich um einen Bereich um die netzseitige Funkstation,
in welchem Teilnehmerstationen mit der netzseitigen Funkstation
kommunizieren können.
Die Funkzelle ist aufgeteilt zumindest in das zentrale Gebiet, in
welchem sich die netzseitige Funkstation befindet, und in weitere
Gebiete. Diese Gebiete weisen keine Überschneidungen auf. In Bezug
auf diese Gebiete wird die erfindungsgemäße Zuordnung von Funkressourcen
zu Gebieten verwendet. Es ist möglich,
dass neben dem zentralen Gebiet und den weiteren Gebieten, in Bezug
auf welche die erfindungsgemäße Zuordnung
Einsatz findet, andere Gebiete der Funkzelle existieren. Vorteilhaft
ist es jedoch, wenn die Funkzelle vollständig in das zentrale und die
weiteren Gebiete aufgeteilt wird, in Bezug auf welche die erfindungsgemäße Zuordnung
Einsatz findet.
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Für das zentrale
Gebiet verwendet die netzseitige Funkstation das gesamte Frequenzband
zur Kommunikation mit Teilnehmerstationen. Hierbei kann zur Kommunikation
der netzseitigen Funkstation mit einer Teilnehmerstation das gesamte
Frequenzband oder auch Teile desselben verwendet werden. Zu einem
bestimmten Zeitpunkt kann die netzseitige Funkstation für das zentrale
Gebiet in Bezug auf alle aktuell stattfindenden Kommunikationen mit
Teilnehmerstationen das gesamte Frequenzband verwenden, wobei auch
Zeitpunkte existieren können,
zu welchen die netzseitige Funkstation hierfür lediglich Teile des Frequenzbandes
einsetzt. Entsprechendes gilt auch für die weiteren Gebiete, wobei
hierbei für
die Kommunikation der netzseitigen Funkstation mit einer bestimmten
Teilnehmerstation bzw. für
die Kommunikation der netzseitigen Funkstation zu einem bestimmten
Zeitpunkt mit allen mit ihre kommunizierenden Teilnehmerstationen
maximal der jeweilige Teil des Frequenzbandes verwendet werden darf.
Die Teile des Frequenzbandes können
jeweils aus im Frequenzbereich zusammenhängenden oder aus durch nicht
zu dem jeweiligen Teil gehörende
Anteile unterbrochenen Anteilen bestehen.
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Das
Frequenzband kann z.B. in Teile aufgeteilt werden, indem es in Subträger für ein Mehrträgerverfahren
wie OFDM aufgegliedert wird. Die erfindungsgemäße Zuordnung kann sich sowohl
ausschließlich
auf die Kommunikation in Abwärtsrichtung,
als auch ausschließlich
auf die Kommunikation in Aufwärtsrichtung,
als auch auf die Kommunikation in Abwärts- und Aufwärtsrichtung
beziehen.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist das Frequenzband in eine der Anzahl
der weiteren Gebiete entsprechende Mehrzahl von nicht überlappenden Teilen
aufgeteilt, und die erste netzseitige Funkstation verwendet für unterschiedliche
der weiteren Gebiete unterschiedliche Teile des Frequenzbandes zur Kommunikation
mit Teilnehmerstationen. In diesem Fall wird für jedes der weiteren Gebiete,
in Bezug auf welche die erfindungsgemäße Zuordnung Einsatz findet,
ein eigener Teil des Frequenzbandes verwendet. Beispielsweise kann
die Funkzelle in das zentrale Gebiet und vier weitere Gebiete aufgeteilt
werden, während
das Frequenzband in vier gleich oder unterschiedlich große sich
nicht überschneidende
Teile aufgeteilt wird, so dass für
jedes der weiteren Gebiete genau einer dieser Teile zur Verfügung steht.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn eine der ersten netzseitigen Funkstation
benachbarte netzseitige Funkstation in ihrer Funkzelle zur Kommunikation
mit Teilnehmerstationen das Frequenzband verwendet, wobei die Funkzelle
der zweiten netzseitigen Funkstation in ein zentrales die zweite
netzseitige Funkstation beinhaltendes Gebiet und eine Mehrzahl weiterer
außerhalb
des zentralen Gebietes gelegene Gebiete aufgeteilt ist. Eine Zuordnung
von Gebieten zur Funkressourcen findet Einsatz, gemäß welcher die
zweite netzseitige Funkstation für
das zentrale Gebiet das gesamte Frequenzband und für die weiteren
Gebiet jeweils einen Teil des Frequenzbandes zur Kommunikation mit
Teilnehmerstationen verwendet. Die zweite netzseitige Funkstation
verwendet im Grenzbereich zur Funkzelle der ersten netzseitigen Funkstation
andere Teile des Frequenzbandes als die erste netzseitige Funkstation.
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Vorteilhafterweise
sind die erste und die zweite Funkzelle Bestandteil eines zellularen
Systems, welches eine Vielzahl weiterer Funkzellen umfassen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren
ist entsprechend auf eine größere Anzahl
von Nachbarzellen anwendbar.
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Die
Funkzellen der ersten und der zweiten netzseitigen Funkstation sind
benachbart, d.h. sie grenzen aneinander bzw. überlappen einander leicht. Eine
Teilnehmerstation kann im Grenzbereich der beiden Funkzellen Signale
sowohl von der ersten netzseitigen Funkstation als auch von der
zweiten netzseitigen Funkstation empfangen. Bei dem Grenzbereich
handelt es sich um einen Bereich, in welchem Signale der ersten
und der zweiten netzseitigen Funkstation interferieren und sich
somit gegenseitige stören.
Um diese unerwünschten
Effekte zu vermeiden, verwenden die erste und die zweite netzseitige
Funkstation im Grenzbereich unterschiedliche, d.h. nicht überlappende
Teile des Frequenzbandes.
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Obige
Ausführungen
hinsichtlich der Ausgestaltung der Aufteilung der Funkzelle der
ersten netzseitigen Funkstation in Gebiete und hinsichtlich der Aufteilung
des Frequenzbandes in Teile, sowie hinsichtlich der Zuordnung von
Funkressourcen zu Gebieten sind entsprechend auch auf die Funkzelle
der zweiten netzseitigen Funkstation anwendbar.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufteilung der Funkzelle der
ersten netzseitigen Funkstation in Gebiete gleich der Aufteilung
der Funkzelle der zweiten netzseitigen Funkstation in Gebiete. Dies
bedeutet, dass in der ersten und der zweiten Funkzelle die gleiche
Anzahl an weiteren Gebieten zum Einsatz kommt, wobei die relative
Größe und Lage
der weiteren Gebiete der ersten Funkzelle zueinander etwa gleich
der relativen Größe und Lage
der weiteren Gebiete der zweiten Funkzelle zueinander ist. Gemäß der betrachteten
Ausgestaltung ist auch die Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen
in der Funkzelle der ersten netzseitigen Funkstation gleich der Zuordnung
von Gebieten zu Funkressource in der Funkzelle der zweiten netzseitigen
Funkstation. Es existiert somit ein Muster der Gebietsaufteilung
und Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen, welches für die erste
und die zweite Funkzelle gleich ist.
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Einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß findet zwischen der ersten
netzseitigen Funkstation und der zweiten netzseitigen Funkstation eine
Kommunikation betreffend eine Änderung
der Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen statt, und im Anschluss
erfolgt in der Funkzelle der ersten netzseitigen Funkstation und
in der Funkzelle der zweiten netzseitigen Funkstation eine Änderung
der Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen. Im Lauf der Kommunikation
können
sich die netzseitigen Funkstationen abstimmen, auf welche Weise
die Änderung
der Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen erfolgen soll. Die
Kommunikation zwischen den netzseitigen Funkstationen kann direkt
oder über eine
oder mehrere weitere Einrichtung ablaufen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die erste netzseitige Funkstation aufgrund eines Bedarfs
an Funkressourcen im Grenzbereich zur Funkzelle der zweiten netzseitigen
Funkstation die Kommunikation initiiert. Die erste netzseitige Funkstation
kann die zweite netzseitige Funkstation z.B. darüber informieren, dass sie zusätzliche
Funkressourcen für
den Grenzbereich benötigt,
gegebenenfalls weiterhin darüber,
welche Funkressourcen sie benötigt
oder bevorzugt.
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Die
zweite netzseitige Funkstation kann die erste netzseitige Funkstation
im Rahmen der Kommunikation über
von der ersten netzseitigen Funkstation im Grenzbereich zur Funkzelle
der zweiten netzseitigen Funkstation verwendbare Teile des Frequenzbandes
informieren. Diese Information ist vorzugsweise verbunden mit der
Freistellung dieser Teile durch die zweite netzseitige Funkstation,
z.B. durch eine Neuzuweisung von Funkressourcen zu Teilnehmerstationen
oder durch eine Feststellung der zweiten netzseitigen Funkstation,
dass diese Teile aktuell nicht von ihr benötigt werden.
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Alternativ
zur Kommunikation zwischen den netzseitigen Funkstationen ist es
möglich,
dass eine Einrichtung der ersten netzseitigen Funkstation und der
zweiten netzseitigen Funkstation Informationen betreffend eine Änderung
der Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen sendet, und im Anschluss kann
in der Funkzelle der ersten netzseitigen Funkstation und in der
Funkzelle der zweiten netzseitigen Funkstation eine Änderung
der Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen erfolgen.
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Vorteilhafterweise
ist die Änderung
der Zuordnung von Gebieten zu Funkressourcen so ausgestaltet, dass
die zweite netzseitige Funkstation im Grenzbereich zur Funkzelle
der ersten netzseitigen Funkstation andere Teile des Frequenzbandes
verwendet als die erste netzseitige Funkstation.
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Die
erfindungsgemäße netzseitige
Funkstation weist Mittel auf zum Kommunizieren mit Teilnehmerstationen
in ihrer Funkzelle auf einem Frequenzband und auf Teilen des Frequenzbandes,
sowie Mittel zum Verwenden des gesamten Frequenzbandes in einem
zentralen Gebiet der Funkzelle und zum Verwenden für eine Mehrzahl
von weiteren Gebieten der Funkzelle von jeweils einem Teil des Frequenzbandes.
Die erfindungsgemäße netzseitige
Funkstation eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutreffen kann.
Hierzu kann sie weitere Mittel umfassen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1:
einen Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem,
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2:
einen Signalisierungsaustausch zwischen zwei Basisstationen.
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Der
in 1 gezeigte Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem
umfasst die beiden schematisch als Kreis dargestellten Funkzellen
Z1 und Z2 zweier benachbarter Basisstationen NODE B 1 und NODE B
2. Die Ausgestaltung der Funkzellen Z1 und Z2 gemäß 1 dient
nur der Erklärung
des Ausführungsbeispiels,
in Realität
weisen Funkzellen in der Regel keine Kreisform auf; weiterhin sind
in Realität
in der Regel leichte Überschneidungen
zwischen den Funkzellen Z1 und Z2 vorhanden, so dass eine Teilnehmerstation,
welche sich am Rand einer Funkzelle Z1 oder Z2 befindet, Signale
von der benachbarten Basisstation empfangen kann. Weitere Funkzellen
sind der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt, die folgenden Erläuterungen sind jedoch auf eine
größere Anzahl
von Funkzellen anwendbar.
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Die
Erfindung eignet sich insbesondere für ein 3GPlus System, zu welchem
aktuell Standardisierungsvorbereitungen stattfinden. Es wird davon ausgegangen,
dass dem System ein breites Frequenzband F zur Verfügung steht,
welches in jeder Funkzelle genutzt wird, d.h. mit einem Frequenzwiederholabstand
von eins. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Funkkommunikationssysteme
anwendbar.
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Das
Ausführungsbeispiel
betrifft die Kommunikation in Abwärtsrichtung, d.h. die Versendung
von Signalen durch die Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 an Teilnehmerstationen.
Hierzu steht den Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 das Frequenzband
F zur Verfügung.
Das Frequenzband F ist in die vier nicht überlappenden Frequenzbereiche F1,
F2, F3 und F4 aufgeteilt. Besteht das Frequenzband F beispielsweise
aus 256 Subträgern,
so kann der Frequenzbereich F1 aus den Subträgern 1 bis 64, der Frequenzbereich
F2 aus den Subträgern
65 bis 128, der Frequenzbereich F3 aus den Subträgern 129 bis 192, und der Frequenzbereich
F4 aus den Subträgern
193 bis 256 bestehen.
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Die
Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 verwenden in den zentralen
Bereichen ihrer Funkzellen Z1 und Z2, d.h. in dem Gebiet um die
jeweilige Basisstation NODE B 1 oder NODE B 2, das gesamte Frequenzband
F zur Kommunikation in Abwärtsrichtung.
Hierdurch können
hohe Datenraten von beispielsweise 100 MBit/s erzielt werden. Benötigt eine Teilnehmerstation
diese hohe Datenrate nicht, so kann die jeweilige Basisstation NODE
B 1 oder NODE B 2 dieser Teilnehmerstation einen Teil des Frequenzbandes
F zuweisen, wobei die Breite dieses Teils von der von der Teilnehmerstation
benötigten
Datenrate abhängt.
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Der
Zellrand unterscheidet sich insofern von dem inneren Gebiet einer
Zelle Z1 und Z2, als die jeweilige Basisstation NODE B 1 oder NODE
B 2 aufgrund der größeren Entfernung
zu einer sich am Zellrand befindlichen Teilnehmerstation im Mittel
eine größere Sendeleistung
aufbringen muss. Weiterhin erfährt
eine Teilnehmerstation am Zellrand eine größere Interferenz durch die
Funkübertragung
in der benachbarten Funkzelle. Um die Inter-Zell-Interferenz zu
reduzieren, verwenden die Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 am
Zellrand auf ein bestimmtes Gebiet bezogen nicht das gesamte Frequenzband
F, sondern lediglich einen Teile desselben. 1 zeigt
den Fall, dass die Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 am rechten
Zellrand den Frequenzbereich F1 verwenden, am oberen Zellrand den
Frequenzbereich F2, am linken Zellrand den Frequenzbereich F3 und
am unteren Zellrand den Frequenzbereich F4. Der Zellrand wird somit
in Gebiete aufgeteilt, so dass in verschiedenen Gebieten des Zellrandes
verschiedene Frequenzbereiche des Frequenzbandes F verwendet werden.
Befindet sich eine Teilnehmerstation beispielsweise in dem mit F1 bezeichneten
Gebiet der Funkzelle Z1 der Basisstation NODE B 1 oder NODE B 2,
so empfängt
sie Signale von der jeweiligen Basisstation NODE B 1 oder NODE B
2 lediglich auf den Subträgern
des Frequenzbereichs F1.
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Die
in 1 dargestellte Aufteilung der Zellen Z1 und Z2
in Gebiete und die Zuordnung von Gebieten zu Frequenzbereichen des
Frequenzbandes F weist den Vorteil auf, dass die Basisstationen
NODE B 1 und NODE B 2 in den Gebieten, wo ihre Zellen Z1 und Z2
aneinandergrenzen, unterschiedliche Frequenzbereiche des Frequenzbandes
verwenden. Die Basisstation NODE B 1 verwendet nämlich in dem auf die Basisstation
NODE B 2 gerichteten Gebiet den Frequenzbereich F1, während die
Basisstation NODE B 2 in dem auf die Basisstation NODE B 1 gerichteten
Gebiet den Frequenzbereich F3 verwendet. Da die Frequenzbereiche
F1, F2, F3 und F4 nicht überlappen,
wird eine Teilnehmerstation, welche in der Nähe der Zelle Z2 der Basisstation
NODE 2 auf Subträgern
des Frequenzbereichs F1 für
sie bestimmte Signale von der Basisstation NODE B 1 empfängt, nicht
durch von der Basisstation NODE B 2 auf Subträgern des Frequenzbereiches
F3 ausgestrahlte Signale gestört.
Hierdurch wird die Anzahl von aufgrund von Interferenzen benötigten Handover-Vorgängen einer
Teilnehmerstation zwischen verschiedenen Funkzellen Z1 und Z2 reduziert.
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Es
ist ersichtlich, dass es bei einem zellularen System vorteilhaft
ist, wenn alle Funkzellen die gleiche oder zumindest eine ähnliche
Zuordnung von Frequenzbereichen zu Gebieten verwenden, so dass in
Bezug auf jede Funkzelle die Interferenz in Richtung einer jeden
benachbarten Funkzelle gering ist. Hierfür bietet es sich insbesondere
an, die Anzahl der Gebiete des Zellrandbereichs und entsprechend
die Anzahl der Frequenzbereiche der Anzahl benachbarter Zellen anzupassen.
Dementsprechend eignet sich die Aufteilung gemäß 1 besonders
für Systeme,
bei welchen eine Funkzelle vier benachbarte Funkzelle aufweist.
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Die
Zuordnung von Funkressourcen zu Gebieten innerhalb der Funkzellen
Z1 und Z2 gemäß 1 resultiert
darin, dass in den zentralen Gebieten um die Basisstationen NODE
B 1 und NODE B 2 jeweils sehr hohe Datenraten wie z.B. 100 MBit/s
erreichbar sind, während
am Zellrand bei einer entsprechenden Breite des Frequenzbandes F
gegenüber der
Zellmitte reduzierte, jedoch weiterhin hohe Datenraten von beispielsweise
10 MBit/s möglich
sind. Sowohl in dem zentralen Gebiet um die Basisstationen NODE
B 1 und NODE B 2 wie auch am Zellrand ist es möglich, dass die jeweilige Basisstation
NODE B 1 oder NODE B 2 einer Teilnehmerstation die gesamte für das jeweilige
Gebiet zur Verfügung
stehende Frequenzbreite zuweist oder lediglich einen Teil dieser
Breite. Hierfür
bietet sich OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)
als Vielfachzugriffsverfahren bzw. Teilnehmerseparierungsverfahren
an. OFDMA kann mit weiteren Vielfachzugriffsverfahren wie z.B. einem
Kode- oder Raumbereichsvielfachzugriffsverfahren kombiniert werden.
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Die
Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 verwenden im Zellzentrum zwar
das gesamte Frequenzband F zur Versendung von Nachrichten an Teilnehmerstationen,
für den
Fall jedoch, dass eine Teilnehmerstation nicht das gesamte Frequenzband F
benötigt,
kann die Ressourcenzuweisung im Zellzentrum von der Zuordnung der
Frequenzbereiche zu Gebieten am Zellrand beeinflusst werden. So kann
beispielsweise die Basisstation NODE B 1 einer Teilnehmerstation,
welche sich im Zellzentrum in Richtung des mit F1 bezeichneten Gebietes
befindet, vorzugsweise Subträger
des Frequenzbereiches F3 zuweisen, sofern diese Teilnehmerstation
lediglich einen Teil des Frequenzbandes F benötigt.
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Es
ist möglich,
dass die Aufteilung der Zellen Z1 und Z2 in Gebiete und die Zuordnung
der Frequenzbereiche zu diesen Gebieten statisch ist. In diesem
Fall entscheidet vorzugsweise eine Kontrolleinrichtung, z.B. der
RNC (Radio Network Controler), über
die Aufteilung und Zuordnung. Einer Basisstation NODE B 1 oder NODE
B 2 bleibt bei Bedarf von zusätzlichen
Funkressourcen in diesem Fall lediglich die Möglichkeit, ihre Sendeleistung
in dem jeweiligen Gebiet zu steigern. Befinden sich beispielsweise
in dem von der Basisstation NODE B 1 mit dem Frequenzbereich F1
versorgten Gebiet eine Vielzahl von Teilnehmerstationen, welche
in Abwärtsrichtung
mit der Basisstation NODE B 1 kommunizieren möchten, so kann die Basisstation
NODE B 1 die Sendeleistung von an diese Teilnehmerstationen gesendeten Signalen
erhöhen.
Hierdurch kann die Datenrate gesteigert werden, so dass die Funkressourcen
des Frequenzbereiches F1 effizienter genutzt werden.
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Alternativ
zur statischen Zuordnung kann eine dynamische Anpassung der Zuordnung
von Subträgern
zu Gebieten erfolgen. Benötigt
beispielsweise die Basisstation NODE B 1 einen größeren Umfang
an Funkressourcen zur Versendung von Signalen an Teilnehmerstationen
in dem gemäß 1 durch
den Frequenzbereich F1 versorgten Gebiet, so kann sie einerseits
wie oben erläutert
die Sendeleistung für
dieses Gebiet steigern. Andererseits kann sie für das betrachtete Gebiet Subträger verwenden, welche
nicht zu dem Frequenzbereich F1 gehören. Um die Entstehung von
Interferenzen im Grenzbereich zwischen den Zellen Z1 und Z2 der
Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 trotz der dynamischen Zuordnung
von Funkressourcen zu Gebieten zu vermeiden, bedarf es einer Abstimmung.
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2 zeigt
einen Signalisierungsaustausch zwischen den Basisstationen NODE
B 1 und NODE B 2. Die Basisstation NODE B 1 sendet, nachdem sie festgestellt
hat, dass sie zusätzlich
Subträger
im Grenzbereich zur Basisstation NODE B 2 hin benötigt, die
Nachricht NEED RESOURCES an die Basisstation NODE B 2. Die Basisstation
NODE B 2 stellt daraufhin in dem Schritt FREE RESOURCES fest, welche
Subträger
die Basisstation NODE B 1 in dem betrachteten Grenzgebiet zusätzlich verwenden kann.
In der Nachricht REOURCES OK teilt die Basisstation NODE B 2 der
Basisstation NODE B 1 mit, welche zusätzlichen Subträger von
der Basisstation NODE B 1 verwendet werden dürfen.
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Bezüglich der
Freigabe von Funkressourcen durch die Basisstation NODE B 2 existiert
die Möglichkeit,
dass der Basisstation NODE B 1 zugestanden wird, Ressourcen des
Frequenzbereiches F3 im Grenzbereich zu verwenden, oder der Frequenzbereiche
F2 oder F4:
- • Es ist möglich, dass die Basisstation
NODE B 2 manche der Subträger
des Frequenzbereichs F3 nicht benötigt und der Basisstation NODE
B 1 zur Verfügung
stellt, ohne dass sich die Zuordnung von Gebieten zu Frequenzbereichen
in der Zelle Z2 der Basisstation NODE B 2 ändert. Die Basisstation NODE
B 2 verwendet lediglich in dem mit F3 bezeichneten Gebiet nicht
mehr alle Subträger des
Frequenzbereiches F3. Diese nicht von der Basisstation NODE B 2
verwendeten Subträger des
Frequenzbereiches F3 können
von der Basisstation NODE B 1 in dem mit F1 bezeichneten Gebiet
eingesetzt werden. Bezüglich
der Zelle Z2 der Basisstation NODE B 2 verändern sich nicht die Größen der
einzelnen Gebiete, jedoch verwendet die Basisstation NODE B 1 in
dem mit F1 bezeichneten Gebiet nicht mehr nur den Frequenzbereich F1,
sondern zusätzlich
manche Subträger
des Frequenzbereiches F3.
- • Es
ist möglich,
dass die Basisstation NODE B 2 manche der Subträger des Frequenzbereiches F2 und/oder
F4 aktuell nicht benötigt,
so dass diese von der Basisstation NODE B 1 in dem mit F1 bezeichneten
Gebiet einsetzbar sind. Dies kann in der Zelle Z2 der Basisstation
NODE B 2 umgesetzt werden, indem sich die Zuordnung von Gebieten
zu Frequenzbereichen nicht ändert.
Die Basisstation NODE B 2 verwendet lediglich in dem mit F2 und/oder
F4 bezeichneten Gebiet nicht mehr alle Subträger des Frequenzbereiches F2
bzw. F4. Bezüglich
der Zelle Z2 der Basisstation NODE B 2 verändern sich nicht die Größen der einzelnen
Gebiete, jedoch verwendet die Basisstation NODE B 1 in dem mit F1
bezeichneten Gebiet nicht mehr nur den Frequenzbereich F1, sondern
zusätzlich
manche Subträger
des Frequenzbereiches F2 und/oder F4.
- • Es
ist möglich,
dass die Basisstation NODE B 2 zwar weiterhin alle Subträger des
Frequenzbandes F verwendet, die Gebietsaufteilung in der Zelle Z2
der Basisstation NODE B 2 jedoch geändert wird. Auf diese Weise
kann das mit F3 bezeichnete Gebiet der Zelle Z2 der Basisstation
NODE B 2 in Richtung des mit F2 und/oder F4 bezeichneten Gebietes
ausgedehnt werden. Dies bedeutet, dass in einem Teil des mit F2
und/oder F4 bezeichneten Gebietes der Frequenzbereich F3 verwendet
wird. Hierdurch ist es möglich,
dass sich in der Zelle Z1 der Basisstation NODE B 1 das mit F2 und/oder
F4 bezeichnete Gebiet in Richtung des mit F1 bezeichneten Gebietes
ausdehnt, ohne dass die Interferenz auf den Subträgern der Frequenzbereiche
F2 und/oder F4 erhöht
wird. In diesem Fall verwenden die Basisstationen NODE B 1 und NODE
B 2 beide die gesamten Frequenzbereiche F2 und F4, jedoch ist die
Größe des mit F2
und/oder F4 bezeichneten Gebietes der Basisstation NODE B 1 gegenüber 1 vergrößert, während das
mit F2 und/oder F4 bezeichnete Gebiete der Basisstation NODE B 2
gegenüber 1 verkleinert
ist.
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Alternativ
kann die Basisstation NODE B 1 der Basisstation NODE B 2 mit der
Nachricht NEED RESOURCES mitteilen, welche Subträger sie im Grenzbereich zur
Basisstation NODE B 2 hin verwenden möchte. Die Basisstation NODE
B 2 gibt diese Subträger
in dem Schritt FREE RESOURCES durch eine geeignete Umorganisation
frei und informiert die Basisstation NODE B 1 mit der Nachricht
RESOURCES OK über
ihr Einverständnis.
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Dieses
Vorgehen weist jedoch den Nachteil auf, dass die Basisstation NODE
B 1 nicht über
die aktuelle Ressourcenbelegung der Basisstation NODE B 2 informiert
ist und somit von der Basisstation NODE B 2 dringend benötigte Ressourcen
anfordern könnte.
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Die
Basisstation NODE B 1 sendet eine Nachricht BACK an die Basisstation
NODE B 2, wenn sie feststellt, dass aufgrund ihrer Lastsituation
wieder zur ursprünglichen
Zuordnung der Funkressourcen zu Gebieten zurückgekehrt werden kann. Alternativ kann
die Nachricht BACK auch von der Basisstation NODE B 2 an die Basisstation
NODE B 1 gesendet werden, wenn die Basisstation NODE B 2 feststellt, dass
aufgrund ihres Funkressourcenbedarfs eine Rückkehr zur ursprünglichen
Konstellation nötig
oder vorteilhaft ist.
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Es
existiert somit eine Zuordnung von Frequenzbereichen zu Gebieten,
welche als Ausgangssituation bzw. als bevorzugte Ressourcenverteilung betrachtet
wird, und von welcher bei Bedarf abgewichen werden kann, wobei sich
die Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 über die Abweichung abstimmen.
Diese Abstimmung kann direkt zwischen den Basisstationen NODE B
1 und NODE B 2 erfolgen, indem diese über Leitung oder über Funk
miteinander kommunizieren. Alternativ können die Basisstationen NODE
B 1 und NODE B 2 auch über
eine weitere Einrichtung, wie z.B. über eine Kontrolleinrichtung
in Form eines RNC, miteinander kommunizieren. Nach einer abgestimmten
und durchgeführten
Abweichung wird versucht, zur bevorzugten Ressourcenverteilung zurückzukehren.
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Bei
dem beschriebenen Verfahren zur Veränderung der Ressourcenverteilung
erfolgt eine Abstimmung zwischen den Basisstationen NODE B 1 und
NODE B 2, wobei die Kommunikation im Rahmen der Abstimmung direkt
zwischen den Basisstationen oder über weitere Einrichtungen verlaufen kann.
Die Entscheidung über
das Ausmaß der
Umverteilung und über
den Zeitpunkt der Umverteilung bzw. der Beendigung der Umverteilung
wird durch die Basisstationen NODE B 1 und NODE B 2 getroffen. Alternativ
zu dieser autonomen Stellung der Basisstationen NODE B 1 und NODE
B 2 ist es möglich, dass
eine Kontrolleinrichtung diese Entscheidungen trifft und die Basisstationen
NODE B 1 und NODE B 2 anweist, diese umzusetzen.
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Die
am vereinfachten Beispiel zweier benachbarter Funkzellen Z1 und
Z2 beschriebene Vorgehensweise der Abstimmung zur Vermeidung von Interferenzen
bei einer Umverteilung der Funkressourcen kann entsprechend auf
eine größere Zahl benachbarter
Funkzellen übertragen
werden.