DE60035051T2

DE60035051T2 - Verfahren und anordnung zur leistungsverstärkung in einer basisstation

Info

Publication number: DE60035051T2
Application number: DE60035051T
Authority: DE
Inventors: Ceylon Utterborn; Thomas ÖSTMAN; Tomas Stolt
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: SE9902984L; AU6042200A; EP1206847B1; JP2003507956A; ATE363772T1; SE9902984D0; EP1206847A1; CN1371556A; WO2001015335A1; CN1242565C; DE60035051D1; US6650876B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Anordnung im Zusammenhang mit einem Funkkommunikationssystem. Die vorliegende Erfindung betrifft im Besonderen ein Verfahren zur Übertragung von Funksignalen in einem terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetz unter Verwendung von Ressourcen zur Leistungsverstärkung einer Basisstation auf eine äußerst flexible und effiziente Weise. Die Erfindung beinhaltet ein terrestrisches Funkkommunikationsnetz, welches die erforderlichen Mittel zur Umsetzung des Verfahrens umfasst. Des Weiteren beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zur Dimensionierung der Ressourcen zur Leistungsverstärkung der Basisstation.
BESCHREIBUNG VERWANDTER TECHNIKEN
Eine wesentliche Kostenkomponente einer Basisstation in einem terrestrischen Funkkommunikationssystem steht im Zusammenhang mit der Leistungsverstärkung von Funksignalen, die von der Basisstation übertragen werden.
Traditionell sind Basisstationen mit sogenannten Einträger-Leistungsverstärkern (SCPA) ausgestattet, wobei jeder SCPA einen einzelnen Hochfrequenzträger verstärkt und so ausgelegt ist, dass er ausreichend Leistung bereitstellen kann, um die Kommunikation mit einer am Zellrand positionierten Mobilstation zu unterstützen.
Eine weitere Variante für die Auslegung des Leistungsverstärkungsteils einer Basisstation, welche immer häufiger eingesetzt wird, ist die Ausstattung der Basisstation mit sogenannten Mehrträger-Leistungsverstärkern (MCPA), wobei jeder in der Lage ist ein Funksignal zu verstärken, welches mehrere Hochfequenzträger umfasst. Gewöhnlich verfügt eine Basisstation, die eine einzelne Zelle bedient, über einen MCPA-Verstärker oder eine Gruppe von MCPA-Verstärkern, die parallel arbeiten, während eine Basisstation, die eine Vielzahl von (Sektor-)Zellen bedient, mit einem MCPA-Verstärker oder einer Gruppe von MCPA-Verstärkern ausgestattet ist, die parallel für jede Zelle arbeiten.
Für den Einsatz von MCPA-Verstärkern anstelle von SCPA-Verstärkern in einer Basisstation spricht eine Reihe von Vorteilen. Ein Vorteil für die Verwendung von MCPA-Verstärkern ist, dass es möglich ist, von Funktionen wie Leistungsregelung in Abwärtsrichtung (DPC – Downlink-Power-Control) sowie diskontinuierlicher Übertragung (DTX – Discontinuous Transmission) zu profitieren, die zu einer statistischen Reduzierung der Ausgangsleistung führen, die zur Unterstützung einer bestimmten Anzahl von Hochfrequenzträgern erforderlich ist. Man schätzt, dass die Verwendung der DPC-Funktion zu einer statistischen Reduzierung der erforderlichen Ausgangsleistung von etwa 4–6 dB fuhrt, während geschätzt wird, dass die Nutzung der DTX-Funktion zu einer Reduzierung von etwa 3–4 dB führt, insgesamt eine Reduzierung von bis auf das 10-fache. Das bedeutet, dass ein MCPA-Verstärker, der zur Unterstützung einer bestimmten Anzahl von Trägern ausgelegt ist, so gestaltet sein kann, dass die abgegebene Ausgangsleistung erheblich niedriger ist als die Gesamtausgangsleistung die erforderlich wäre, wenn eine Vielzahl von SCPA-Verstärkern die gleiche Anzahl von Trägern unterstützen sollte.
Um jedoch die volle statistische Reduzierung zu erzielen, wie sie durch die DPC- und DTX-Funktionen erzielt wird, ist es erforderlich, dass die Anzahl der Hochfrequenzträger in der Zelle hoch ist.
Das US-Patent 5.854.611 offenbart eine Basisstation, zum Beispiel eine Advanced-Mobile-Phone-Service(AMPS-)Basisstation, die eine einzelne Zelle bedient, in der eine Vielzahl von schmalen Antennenkeulen, zum Beispiel 10, verwendet werden, um eine Funkabdeckung in der Zelle bereitzustellen.
Die Basisstation umfasst ein erstes Netzwerk mit Leistungsteilung, das mit einer Vielzahl von linearen Leistungsverstärkern verbunden ist, welche wiederum mit einem zweiten Netzwerk mit Leistungsteilung verbunden sind. Das erste Netzwerk mit Leistungsteilung verteilt ein von einem seiner Eingangsanschlüsse empfangenes Signal gleichmäßig auf die Vielzahl der Leistungsverstärker, die mit den Eingangsanschlüssen verbunden sind, in im Wesentlichen gleichen Leistungspegeln und mit versetzter Phase zueinander. Die linearen Verstärker verstärken unabhängig voneinander jedes entsprechende Ausgangssignal des ersten Leistungsnetzwerks. Das zweite Netzwerk mit Leistungsteilung empfängt die phasenversetzten verstärkten Signale und stellt ein Ausgangssignal bereit, das im Verhältnis zu dem Gesamtleistungspegel der phasenversetzten verstärkten Eingangssignale an das zweite Netzwerk über einen durchschnittlichen Leistungspegel verfügt. Das Ausgangssignal des zweiten Netzwerks mit Leistungsteilung wird dann über einen der schmalen Antennenkeulen ausgestrahlt. Die im US-Patent 5.854.611 offenbarte Basisstation und das Antennensystem bieten die Vorteile, die durch die Verwendung von schmalen Antennenkeulen erzielt werden, während der Einsatz schlecht ausgelasteter zweckgebundener Leistungsverstärker für jede einzelne schmale Antennenkeule vermieden wird.
Die US-Patentschrift 4.618.813 beschreibt eine Vorrichtung zur Leistungsverstärkung in welcher Signale an eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen, die einzeln für eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen bereitzustellen sind, die Summe der Ausgangsleistungen einer Vielzahl von Verstärkern teilen. Die Patentschrift enthält eine kurze Beschreibung bezüglich einer Anwendung der Vorrichtung zur Leistungsverstärkung in einem Mehrstrahlen-Satellitenkommunikationssystem.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Schwierigkeit, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung bewältigt wird, ist die Bereitstellung einer kostengünstigen und flexiblen Lösung zur Verstärkung von Funksignalen in einer Basisstation in einem terrestrischen Funkkommunikationsnetz.
Das Problem wird im Wesentlichen durch ein Verfahren und eine Anordnung gelöst, die einen gemeinsamen Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern verwendet, um Funksignale, die von einer Basisstation in verschiedene Zellen übermittelt werden, zu verstärken.
Im Besonderen wird das Problem auf folgende Weise gelöst. Es wird ein erster Satz von Niederleistungsfunksignalen generiert, welche mindestens ein erstes und ein zweites Funksignal umfassen. Das erste Funksignal wird so erzeugt, dass es aus Funkträgerkomponenten besteht, die über Frequenzen verfügen, die für die Verwendung in einer ersten Zelle des Mobilfunk-Kommunikationsnetzes zugeteilt sind. Das zweite Funksignal wird so erzeugt, dass es aus Funkträgerkomponenten besteht, die über Frequenzen verfügen, die für die Verwendung in einer zweiten Zelle des Mobilfunk-Kommunikationsnetzes zugeteilt sind. Ein zweiter Satz von verstärkten Funksignalen wird entsprechend dem ersten Satz von Funksignalen erzeugt, indem der erste Satz von Funksignalen unter Verwendung eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern verstärkt wird. Der zweite Satz von verstärkten Funksignalen wird in zugehörigen Antennenkeulen ausgestrahlt, wobei das verstärkte Funksignal entsprechend dem ersten Funksignal in einer Antennenkeule ausgestrahlt wird, die mit der ersten Zelle verbunden ist, und das verstärkte Funksignal entsprechend dem zweiten Funksignal in einer Antennenkeule ausgestrahlt wird, die mit der zweiten Zelle verbunden ist.
Es ist ein Hauptziel der Erfindung, eine kostengünstige und flexible Lösung zur Verstärkung von Funksignalen in einer Basisstation in einem terrestrischen Funkkommunikationsnetz bereitzustellen.
Bin weiteres Ziel ist die Reduzierung der maximalen Gesamtausgangsleistung, die eine Basisstation benötigt, um eine bestimmte Anzahl von Funkträgern zu bedienen oder mehr Funkträger unter Nutzung einer bestimmten gegebenen maximalen Gesamtausgangsleistung zu bedienen.
Darüber hinaus ist ein weiteres Ziel, die Umverteilung der Ausgangsleistung innerhalb der verschiedenen Zellen, die von einer Basisstation bedient werden, zu ermöglichen.
Zudem ist es ein weiteres Ziel, die Anpassung sowohl der verfügbaren Ausgangsleistung als auch der Anzahl von Funkträgerfrequenzen in einer Zelle in Reaktion auf sich ändernde Leistungsanforderungen in der Zelle zu ermöglichen.
Ein Hauptvorteil, den die Erfindung bietet, ist die Bereitstellung einer kostengünstigen und flexiblen Lösung zur Verstärkung von Funksignalen in einer Basisstation in einem terrestrischen Funkkommunikationsnetz.
Ein weiterer spezifischer Vorteil, den die Erfindung bietet, ist, dass die maximale Gesamtausgangsleistung einer Basisstation, die eine bestimmte Anzahl von Funkträgern bedient, reduziert werden kann. Das bedeutet, dass die Kosten für die Ausrüstung, der Energieverbrauch, die Größe und das Gewicht der Basisstation reduziert werden können.
Darüber hinaus ist ein weiterer Vorteil, den die Erfindung bietet, dass die Ausgangsleistung innerhalb der verschiedenen Zellen, die von einer Basisstation bedient werden, umverteilt werden können.
Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sowohl die verfügbare Ausgangsleistung als auch die Anzahl von Funkträgerfrequenzen in einer Zelle an sich ändernde Leistungsanforderungen in der Zelle angepasst werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht von Teilen eines terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetzes.
2 ist eine Ansicht, die ein "4/12" Zellmuster zur Wiederverwendung von Frequenzen darstellt.
3 ist ein Kurvendiagramm, das die statistische Reduzierung der erforderlichen maximalen Gesamtausgangsleistung durch den Einsatz der leistungsreduzierenden Funktionen in Abwärtsrichtung aufzeigt.
4 ist ein Blockschaltbild, das Details der ersten Basisstation und der Mobilfunk-Vermittlungszentrale in 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5A–5C sind Ablaufdiagramme, die das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in dem in 1 gezeigten Mobilfunknetz darstellen.
6 ist ein Blockschaltbild, das einen 180 Grad 3dB-Hybridkoppler zeigt.
7 ist ein Blockschaltbild, das eine Anordnung zur Leistungsverstärkung in der ersten Basisstation zeigt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Dimensionierung einer leistungsverstärkenden Einheit in der ersten Basisstation zeigt.
9 ist ein Kurvendiagramm, das eine kumulative Verteilungsfunktion der erforderlichen Ausgangsleistung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt Teile eines Funkkommunikationssystems 100, das ein terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz 101 (im Folgenden Mobilfunknetz 101 genannt) und einen Satz von Mobilstationen MS1–MS4 umfasst. In dem in 1 gezeigten Funkkommunikationssystem 100 erfolgt die Kommunikation zwischen dem Mobilfunknetz 101 und den Mobilstationen MS1–MS4 auf der Basis des Luftschnittstellenstandards TIA/EIA IS-136. Das Mobilfunknetz 101 umfasst eine Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 und Basisstationen BS1–BS3, die an die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 angeschlossen sind. Die Basisstationen BS1–BS3 sorgen für eine Funkabdeckung in einem von der Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 bedienten geographischen Gebiet. Die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 ist verantwortlich für die Vermittlung von ankommenden oder abgehenden Anrufen in den Mobilstationen MS1–MS4, die sich in dem von der Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 bedienten geographischen Gebiet befinden. Es gilt zu beachten, dass in 1 lediglich jene Elemente gezeigt sind, die zur Darstellung der vorliegenden Erfindung als erforderlich erachtet werden, und dass ein typisches Mobilfunknetz verschiedene Mobilfunk-Vermittlungszentralen, eine größere Anzahl von Basisstationen sowie sonstige Knotenarten, wie beispielsweise Heimatregister, umfasst.
Die Wiederverwendung von Frequenzen ist ein Schlüsselkonzept in Mobilfunknetzen. Hierbei handelt es sich um eine Technik, bei der Frequenzgruppen für die Verwendung in Regionen mit einer begrenzten geografischen Abdeckung, als Zellen bezeichnet, zugeordnet werden. Zellen, die gleiche Frequenzgruppen enthalten sind geographisch voneinander getrennt, um es verschiedenen Anrufern in verschiedenen Zellen zu ermöglichen, gleichzeitig die gleiche Frequenz zu nutzen ohne sich gegenseitig zu stören. 1 zeigt wie das geographische Gebiet, das von der Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 bedient wird, in fünf Zellen C1–C5 aufgeteilt ist. In jeder Zelle C1–C5 erfolgt die Funkabdeckung jeweils über eine der Basisstationen BS1–BS3. Die Basisstationen BS2 und BS3 sorgen für die Funkabdeckung in den Zellen C4 bzw. C5, in anderen Worten, die Basisstationen BS2 und BS3 sorgen jeweils für die Funkabdeckung in einer Zelle, während die Basisstation BS1, nachfolgend erste Basisstation BS1 genannt, für die Funkabdeckung in den ersten drei Zellen C1–C3 sorgt, in anderen Worten, die Basisstation BS1 sorgt für die Funkabdeckung in einer Vielzahl von Zellen. Übermittlungen von Funksignalen von einer der Basisstationen BS1–BS3 an die Mobilstationen MS1–MS4 gelten als in Abwärtsrichtung erfolgend, während Übertragungen von einer der Mobilstationen MS1–MS4 an eine der Basisstationen BS1–BS3 als in Aufwärtsrichtung erfolgend gelten.
Frequenzplanung ist der Vorgang, bei dem einzelne Hochfrequenzen den Zellen innerhalb des Mobilfunknetzes zugeteilt werden. Gegenwärtig erfolgen Frequenzplanungen meistens a priori, d.h. ein fester Frequenzplan wird von jedem Mobilfunknetzbetreiber "fest verdrahtet". Dieser Prozess ist als statische Kanalvergabe (FCA – Fixed Channel Allocation) bekannt. 2 zeigt ein Beispiel eines FCA-Schemas in Form eines sogenannten "4/12" Zellmusters für die Wiederverwendung von Frequenzen. Das "4/12" Zellmuster wird in dem in 1 gezeigten Mobilfunknetz 101 angewendet. In diesem Wiederverwendungsmuster ist das dem Mobilfunknetz 101 zugeordnete Gesamtfrequenzband in 12 Frequenzgruppen FA1–FA3, FB1–FB3, FC1–FC3 und FD1–FD3 unterteilt. Jeder Zelle ist eine Frequenzgruppe, entsprechend dem in 2 dargestellten Muster, zugeteilt, folglich sind zum Beispiel die Zellen C1–C5 den Frequenzgruppen FA1–FA3, FB2 und FD1 zugeordnet, wie in 1 dargestellt ist.
Dynamische Kanalvergabe (ACA – Adaptive Channel Allocation) ist ein Verfahren zur dynamischen Zuordnung von Frequenzen innerhalb eines Mobilfunknetzes zur Maximierung der Netzleistung. In einem ACA-Schema würden mehr Frequenzen von weniger belasteten Zellen ausgelasteten Zellen zugeteilt werden. Zusätzlich können die Kanäle so zugeteilt werden, dass alle Links von ausreichender Qualität sind. Eine Vielzahl verschiedener ACA-Schemen wurde vorgeschlagen, wie zum Beispiel die in der internationalen Patentanmeldung WO 97/32444 und der US-Patentschrift 5.491.837 vorgeschlagenen Schemen.
Es gilt zu beachten, dass es eine Unterscheidung zwischen der Zuordnung einer Frequenz zur Verwendung in einer Zelle, d.h. der Bereitstellung einer Frequenz zur Verwendung in der Zelle, und der tatsächlichen Übertragung eines Hochfrequenzträgers unter Verwendung der zugeordneten Frequenz gibt. Jedoch können die beiden Schritte der Zuordnung der Frequenz und der eigentlichen Nutzung der Frequenz zur Funkübertragung im Wesentlichen gleichzeitig stattfinden.
Die Leistungsverstärkung von Funksignalen, die von den Basisstationen übertragen werden, stellt eine wesentliche Kostenkomponente jeder Basisstation BS1–BS3 in dem Mobilfunknetz 101 dar. Die Kosten für Betriebsmittel zur Leistungsverstärkung verlaufen im Wesentlichen proportional zur maximalen Gesamtausgangsleistung, für die die Basisstation ausgelegt ist. Folglich ist es wichtig, die in der Basisstation verfügbare Ausgangsleistung so effizient wie möglich zu nutzen und nach einer Minimierung der erforderlichen maximalen Gesamtausgangsleistung zu streben. Die Auslegung der Basisstation auf eine geringere maximale Gesamtausgangsleistung führt nicht nur zu einer Minderung der Betriebsmittelkosten sondern auch der Energieverbrauch, die Größe und das Gewicht werden dadurch reduziert.
Es gibt eine Reihe bekannter Funktionen zur Leistungsreduzierung, wie beispielsweise Leistungsregelung und diskontinuierliches Übertragen (auch sprachgesteuerte Übertragung genannt), die bei Anwendung auf einen Funkträger zu einer Abnahme der durchschnittlichen Funkträgersignalleistung führen. Diese leistungsreduzierenden Funktionen wurden verwendet, um den Störgrad in einem Mobilfunknetz zu reduzieren und die Betriebsdauer der Mobilstation durch Einsparen der Akkuleistung zu verbessern. Der Einsatz solcher leistungsreduzierenden Funktionen bei Funkträgern, die von einer Basisstation in Abwärtsrichtung übertragen werden, führt zu einer statistischen Reduzierung der Gesamtausgangsleistung, die von der Basisstation bereitgestellt werden muss, um in der Lage zu sein, eine bestimmte Anzahl von Funkträgern zu unterstützen. Die statistische Reduzierung der erforderlichen Gesamtausgangsleistung beruht auf der Beobachtung, dass, wenn zum Beispiel die Ausgangsleistung individuell für jeden Zeitschlitz für jeden Träger eingestellt wird, es höchst unwahrscheinlich ist, sofern eine ausreichende Anzahl Funkträger zur Verfügung steht, dass der ungünstigste Fall eintritt, und alle Funkträger gleichzeitig die maximale Ausgangsleistung benötigen. Aufgrund der äußerst geringen Wahrscheinlichkeit, dass der ungünstigste Fall eintritt, ist es nicht erforderlich, die Basisstation für die Bereitstellung einer ausreichenden Ausgangsleistung für den ungünstigsten Fall auszulegen. Stattdessen kann die Basisstation für die Bereitstellung einer Ausgangsleistung ausgelegt werden, die für die Sicherstellung einer tragbaren Wahrscheinlichkeit ausreicht, d. h. für eine Wahrscheinlichkeit des Eintreten von Fallen, die ausreichend gering aber nicht gleich Null ist, bei denen die Basisstation keine ausreichend hohe Ausgangsleistung liefern kann.
3 ist ein Kurvendiagramm, das bei individueller Anwendung der Leistungsregelung auf jeden einzelnen Zeitschlitz auf jedem Funkträger in Abwärtsrichtung einen Schätzwert der statistischen Reduzierung der erforderlichen Gesamtausgangsleistung P_RED1 (in dB) als eine Funktion der Zahl N von Funkträgern darstellt.
Wie in 3 gezeigt ist, wird veranschlagt, dass der Einsatz der Funktion der Leistungsregelung in Abwärtsrichtung zu einer statistischen Reduzierung der erforderlichen Ausgangsleistung von etwa 4 dB führt, vorausgesetzt die Anzahl der Funkfrequenzträger ist ausreichend. Folglich könnte ein Leistungsverstärker, der zur Unterstützung von zum Beispiel 15 Funkträgern ausgelegt ist, so ausgelegt sein, dass er pro Funkträger eine erheblich geringere Ausgangsleistung liefert als ein Leistungsverstärker, der für die Unterstützung von zum Beispiel 5 Funkträgern ausgelegt ist.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Möglichkeit einer weiteren Reduzierung der maximalen Gesamtausgangsleistung, die eine Basisstation in Situationen bereitstellen muss, in denen es zu wenige Funkträger in einer Zelle gibt, um von dem Einsatz leistungsreduzierender Funktionen in Abwärtsrichtung voll profitieren zu können.
Eine häufige Situation in terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetzen wie dem in 1 gezeigten Mobilfunknetz 101 ist, dass der Leistungsbedarf von Zelle zu Zelle über eine gegebene Zeitspanne hinweg schwankt. Wenn in einem beispielhaften Szenario die Zelle C1 im Wesentlichen ein Sportzentrum, Zelle C2 einen Einkaufsbereich und Zelle C3 einen Bürobereich abdeckt, so kann davon ausgegangen werden, dass es in den Zellen C1–C3 zu erheblichen Schwankungen in den Leistungsanforderungen kommt. Des Weiteren wird zu einem gegebenen Zeitpunkt der Leistungsbedarf nicht in allen 3 Zellen gleichzeitig seinen Höchstwert erreichen. Der Leistungsbedarf in Zelle C1 wird nur hoch sein, wenn in dem Sportzentrum ein Großereignis stattfindet, gewöhnlich an ein paar Abenden in der Woche. Der Leistungsbedarf in Zelle C2 wird nur während der Ladenöffnungszeiten hoch sein, zum Beispiel in der Mittagszeit und an Wochentagen am frühen Abend. Der Leistungsbedarf in Zelle C3 wird nur während der Bürozeiten hoch sein. Durch die Anwendung einer Art dynamischen Kanalvergabeschemas (ACA-Schema) wäre das Mobilfunknetz 101 in der Lage, die Sätze von Frequenzen, die den jeweiligen Zellen C1–C3 zugeordnet sind, entsprechend der sich ändernden Leistungsanforderungen in den Zellen anzupassen. Wenn jedoch zum Beispiel Zelle C1 aufgrund eines extremen Leistungsbedarfs im Zusammenhang mit einem Fußballspiel, eine oder mehrere zusätzliche Frequenzen zugeteilt werden, muss die erste Basisstation BS1 in der Lage sein, ausreichend Ausgangsleistung in Zelle C1 bereitzustellen, um die Übertragungen in Abwärtsrichtung auch auf den zusätzlichen Frequenzen zu unterstützen. Daraus folgt, dass, um von der Möglichkeit zu profitieren, die das ACA-Schema zur Zuordnung zusätzlicher Frequenzen in Zelle C1 bietet, um den extremen Leistungsbedarf abzufangen, die erste Basisstation BS1 über ein zusätzliches Reserveleistungsvermögen in Zelle C1 verfügen müsste, das nur extrem selten in Anspruch genommen wird.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für dieses Problem, so dass die erste Basisstation BS1 in der Lage ist, eine ausreichende Ausgangsleistung in Zelle C1 bereitzustellen, um die Zuteilung zusätzlicher Frequenzen für Zelle C1 zu unterstützen, ohne dass die erste Basisstation BS1 für ein nicht ausreichend genutztes zusätzliches Reserveleistungsvermögen in Zelle C1 ausgelegt sein muss.
Das Grundprinzip der Erfindung ist die Verwendung eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern zur Verstärkung von Funksignalen, die von einer Basisstation in verschiedene Zellen eines terrestrischen Mobilfunknetzes übertragen werden.
Das Grundprinzip der Erfindung kann in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden, um beim Einsatz leistungsreduzierender Funktionen in Abwärtsrichtung weitere statistische Reduzierungen der erforderlichen maximalen Gesamtausgangsleistung einer Basisstation zu erzielen, und/oder um zu vermeiden, dass die Basisstation mit einem zusätzlichen Reserveleistungsvermögen in Zellen ausgelegt sein muss, um die Zuteilung zusätzlicher Frequenzen unter Verwendung eines dynamischen Kanalvergabeschemas zu unterstützen.
Die Nutzung eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern zur Bedienung von mehr als einer Zelle anstatt einzelner Sätze von Mehrträger-Leistungsverstärkern, die jede einzelne Zelle bedienen, bedeutet, dass im Vergleich zu der Anzahl von Funkfrequenzträgern, die jeder einzelne Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern bewerkstelligen kann, der gemeinsame Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern eine höhere Anzahl von Hochfrequenzträgern bewerkstelligen kann. Daraus folgt, dass, wie bereits unter Bezugnahme auf 3 erörtert, die Verwendung eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern in Verbindung mit der Anwendung von leistungsreduzierenden Funktionen in Abwärtsrichtung, wie beispielsweise eine abwärtsgerichtete Leistungsregelung oder eine diskontinuierliche Übertragung, zu einer Minderung der maximal zu erbringenden Ausgangsleistung einer Basisstation führt.
Durch die Verwendung eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern zur Bedienung von mehr als einer Zelle ist eine Basisstation ebenfalls in der Lage, unterschiedliche Mengen der von dem gemeinsamen Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern generierten Gesamtausgangsleistung zwischen den Zellen zu verteilen. Daraus folgt, dass, solange der innerhalb der Zellen insgesamt benötigte Leistungsbedarf nicht die maximale Ausgangsleistung übersteigt, die der gemeinsame Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern zu produzieren in der Lage ist, es möglich ist, die Ausgangsleistung an eine Zelle zu verteilen, um die zusätzlichen Frequenzen, die dieser Zelle zugeteilt wurden, zu unterstützen.
Unter Bezugnahme auf 4 bis 7 folgt nun eine Beschreibung einer beispielhaften ersten Ausführungsform der Erfindung in Anwendung in dem in 1 gezeigten terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetz 101.
4 zeigt weitere Einzelheiten der ersten Basisstation BS1 und der Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die erste Basisstation BS1 umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung von Funksignalen 401, eine leistungsverstärkende Einheit 402 und ein Antennensystem 403.
Die Vorrichtung zur Erzeugung von Funksignalen enthält eine digitale Basisbandeinheit 404, die an drei Mehrträger-Sende-/Empfangsgeräten 405–407 angeschlossen ist.
Die leistungsverstärkende Einheit 402 umfasst ein Netzwerk mit Leistungsteilung 408, das über eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen 420–423 und Ausgangsanschlüssen 424–427 verfügt, einen gemeinsamen Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern 409–412, wobei jeder über einen Eingang und einen Ausgang verfügt, sowie ein inverses Netzwerk mit Leistungsteilung 413, das über eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen 428–431 und Ausgangsanschlüssen 432–435 verfügt. Jeder Verstärker 409–412 ist über seinen Eingangsanschluss mit einem der Ausgangsanschlüsse 424–427 des Netzwerks mit Leistungsteilung 408 verbunden und über seinen Ausgangsanschluss mit einem der Eingangsanschlüsse 428–431 des inversen Netzwerks mit Leistungsteilung 413 verbunden.
Das Antennensystem 403 umfasst eine erste Antenne 414, eine zweite Antenne 415 und eine dritte Antenne 416. Die Antennen 414–416 sind jeweils einer anderen der drei Zellen C1–C3 zugeordnet und stellen jeweils eine Antennenkeule 417–419 bereit, welche entsprechend zugehörige Zelle abdeckt.
Die erste Basisstation BS1 umfasst des Weiteren eine oder mehrere Steuerungsprozessoren (in 4 nicht gezeigt), die den gesamten Betrieb der ersten Basisstation BS1 steuern und die Kommunikation mit der Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 abwickeln.
Die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 umfasst eine oder mehrere Steuerungsprozessoren 440 zur Ausführung der Programmanweisungen, die in einer oder mehreren Speichereinheiten 441 hinterlegt sind.
Die erste Basisstation BS1 und die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 kommunizieren beispielsweise mittels einer Lichtwellenleiter- oder Funkverbindung miteinander.
5A zeigt einen Teil des Verfahrens zur Übermittlung von Funksignalen in dem Mobilfunknetz 101 gemäß der beispielhaften ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Schritt 501 erzeugt die Vorrichtung zur Erzeugung von Funksignalen 401 einen ersten Satz von Niederleistungsfunksignalen S11–S13. Der erste Satz von Niederleistungsfunksignalen S11–S13 enthält ein erstes Funksignal S11, eine zweites Funksignal S12 und eine drittes Funksignal S13. Das erste Funksignal S11, das der ersten Zelle C1 zugeordnet ist, wird so erzeugt, dass es aus Funkträgerkomponenten besteht, die über Frequenzen verfügen, die zur Verwendung in der ersten Zelle C1 zugeteilt sind. Auf eine ähnliche Weise wird das zweite Funksignal S12, das der zweiten Zelle C2 zugeordnet ist, so erzeugt, dass es aus Funksignalen besteht, die über Frequenzen verfügen, die zur Verwendung in der zweiten Zelle C2 zugeteilt sind, und das dritte Funksignal S13, das der dritten Zelle C3 zugeordnet ist, wird so erzeugt, dass es aus Funksignalen besteht, die über Frequenzen verfügen, die zur Verwendung in der dritten Zelle C3 zugeteilt sind.
Die Basisbandeinheit 404 empfangt Anweisungen von der Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 darüber, welche Funkträgerkomponenten in welchen der drei Signale S11–S13 enthalten sein sollen und erzeugt drei digitale Basisbandsignale entsprechend der Signale S11–S13. Die digitalen Signale werden an die drei Mehrträger-Sende-/Empfangsgeräte 405–407 weitergeleitet, die die drei Signale S11–S13 durch Durchfuhren einer Digital-Analog-Umsetzung sowie einer Hochfrequenzwandlung des entsprechenden digitalen Basisbandsignals erzeugen.
In den Schritten 502–504 erfolgt die Erzeugung eines zweiten Satzes von verstärkten Funksignalen S21–S23 entsprechend dem ersten Satz von Funksignalen S11–S13, indem der erste Satz von Funksignalen S11–S13 in der leistungsverstärkenden Einheit 402 verstärkt wird, d.h. der zweite Satz von Funksignalen S21–S23 besteht aus verstärkten Varianten eines jeden Signals des ersten Satzes von Funksignalen S11–S13.
In Schritt 502 stellt das Netzwerk mit Leistungsteilung 408 einen dritten Satz von Funksignalen S31–S34 an seinen Ausgangsanschlüssen 424–427 bereit. Das Netzwerk mit Leistungsteilung 408 empfängt den ersten Satz von Funksignalen S11–S13 an seinen Eingangsanschlüssen 420–422 und verteilt einen Abschnitt von jedem Signal in dem ersten Satz von Funksignalen S11–S13 an jeden seiner Ausgangsanschlüsse 424–427. Jedes Signal in dem ersten Satz von Funksignalen S11–S13 wird in Abschnitten von im Wesentlichen gleichen Leistungspegeln und phasenversetzt an jeden seiner Ausgangsanschlüsse 424–427 verteilt. Folglich umfasst jedes der Signale S31–S34 in dem dritten Satz von Funksignalen einen gleichen Anteil von beispielsweise dem ersten Funksignal S11. Die Anteile des ersten Funksignals S11 zum Beispiel in den Signalen S31 und S32 werden jedoch phasenversetzt zueinander angeordnet.
In Schritt 503 wird ein vierter Satz von Funksignalen S41–S44 bereitgestellt, indem jedes Signal in dem dritten Satz der Funksignale S31–S34 in einem der Verstärker des gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern 409–412 verstärkt wird.
In Schritt 504 wird der zweite Satz von Funksignalen S21–S23 durch das inverse Netzwerk mit Leistungsteilung 413 an seinen Ausgangsanschlüssen 432–434 bereitgestellt. Das inverse Netzwerk mit Leistungsteilung 413 führt den Inversionsvorgang des Netzwerks mit Leistungsteilung 408 an dem vierten Satz von Funksignalen S41–S44 durch. Folglich stellt das inverse Netzwerk mit Leistungsteilung 413 zum Beispiel das Signal S21 bereit, welches das Signal in dem zweiten Satz von Funksignalen ist, das dem ersten Signal S11 entspricht, indem es den Inhalt eines jeden Signals in dem dritten Satz S31–S34, welches aus dem ersten Funksignal S11 resultiert, neu kombiniert.
In Schritt 505 wird der zweite Satz von Funksignalen S21–S23 entsprechend dem ersten Satz von Funksignalen S11–S13 in der entsprechend zugehörigen Antennenkeule 417–419 ausgestrahlt, d.h. Signal S21, welches das entsprechend dem ersten Funksignal S11 verstärkte Funksignal ist, wird von der ersten Antenne 414 in ihrer Antennenkeule 417 ausgestrahlt, Signal S22, welches das entsprechend dem zweiten Funksignal S12 verstärkte Funksignal ist, wird von der zweiten Antenne 415 in ihrer Antennenkeule 418 ausgestrahlt, und Signal S23, welches das entsprechend dem dritten Funksignal S13 verstärkte Funksignal ist, wird von der dritten Antenne 414 in ihrer Antennenkeule 419 ausgestrahlt.
6 und 7 zeigen ein ausführliches Beispiel für eine mögliche Umsetzung der in 4 gezeigten Leistungsverstärkungseinheit 402.
6 zeigt einen 180 Grad 3dB-Hybridkoppler 601. Handelt es sich bei den Eingangssignalen an den Hybridkoppler 601 um die Signale S61 und S62, dann sind die Ausgangssignale S63 und S64: S63 = (1/√2)·(S61–S62) (1) S64 = (1/√2)·(S61+S62) (2)
7 zeigt wie das Netzwerk mit Leistungsteilung 408 und das inverse Netzwerk mit Leistungsteilung 413 als sogenannte Butler-Matrizen unter Verwendung von 180 Grad 3dB-Hybridkopplern 601 ausgelegt sein können.
Wie sowohl aus 4 and 7 ersichtlich ist, verfügt das Netzwerk mit Leistungsteilung 408 über vier Eingangsanschlüsse 420–423, wobei nur drei dieser Eingangsanschlüsse 420–422 dazu verwendet werden, die Signale in dem ersten Satz von Funksignalen S11–S13 zu empfangen.
Der Hauptgrund für die Auslegung des Netzwerks mit Leistungsteilung 408 und des inversen Netzwerks mit Leistungsteilung 413 als Butler-Matrizen mit vier Eingangsanschlüssen und vier Ausgangsanschlüssen ist, dass Butler-Matrizen mit 2° Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen, zum Beispiel 2, 4, 8, oder 16 Anschlüsse, weniger Verluste erleiden als Butler-Matrizen mit einer beliebigen Anzahl von Anschlüssen.
In 4 und 7 ist der Eingangsanschluss 423 des Netzwerks mit Leistungsteilung an Masse gelegt, während der Ausgangsanschluss 435 des inversen Netzwerk mit Leistungsteilung an eine Überwachungseinrichtung 436 angeschlossen ist. Die Überwachungseinrichtung 436 überprüft, dass kein Signal an dem Ausgangsanschluss 435 empfangen wird, d. h. dass der Ausgangsanschluss auf Masse liegt. Empfängt die Überwachungseinrichtung ein anderes Signal als Masse an dem Ausgangsanschluss 435, ist dies ein Indiz dafür, dass irgendwo in der leistungsverstärkenden Einheit 402 eine Störung vorliegt und die Überwachungseinrichtung kann einen Fehlerhinweis an das Bedien- und Wartungspersonal ausgeben.
Für die abwärtsgerichtete Übertragung aller Zellen C1–C5 nutzt das Mobilfunknetz 101 die Funktion der Leistungsregelung. Die Leistungsregelung in Abwärtsrichtung bedeutet, dass die Übertragungsleistung für einen Zeitschlitz auf einen Funkträger in Abwärtsrichtung der tatsächlich benötigten Leistung der Radiosignale angepasst wird, um eine Mobilstation mit einer ausreichenden Signalstärke zu erreichen. In dem Standard TIA/EIA-136-131-A "Digital Traffic Channel Layer 1" wird ein FPC-Bit (Fast Power Control – schnelle Leistungsregelung) sowohl für Verwendung in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung vorgegeben. Die Mobilstation misst die empfangene Signalqualität und fordert die erste Basisstation auf die Übertragungsleistung zu erhöben oder zu mindern, indem sie das FPC-Bit bei seinen Übertragungen im entsprechenden Zeitschlitz in Aufwärtsrichtung entweder auf 1 oder 0 setzt. Die erste Basisstation BS1 integriert die empfangenen Anforderungen zur Erhöhung bzw. Minderung in verschiedenen aufeinander folgenden FPC-Bits, um zu bestimmen, ob die Übertragungsleistung in Abwärtsrichtung angepasst werden soll, und folglich kann die Mobilstation die erste Basisstation BS1 auffordern, die gegenwärtige Ausgangsleistung beizubehalten, indem sie ein wechselndes FPC-Bit-Muster überträgt.
Die erste Basisstation BS1 ist so gestaltet, dass sie von der zuvor dargelegten statistischen Reduzierung der erforderlichen Ausgangsleistung durch die Nutzung der Leistungsregelungsfunktion in Abwärtsrichtung profitiert. Die erste Basisstation BS1 kann zum Beispiel so ausgelegt sein, dass sie die gleichzeitige Übertragung von fünf Hochfrequenzträgern in jeder der Zellen C1–C3 unterstützt, d.h. die leistungsverstärkende Einheit 402 ist für die Bereitstellung einer maximalen Gesamtausgangsleistung, die die gleichzeitige Übertragung von 15 Hochfrequenzträgern unterstützt, ausgelegt. Eine Antennenzuleitung benötigt üblicherweise 11 Watt für die abwärtsgerichtete Übertragung eines einzelnen Hochfrequenztägers. Folglich müsste die leistungsverstärkende Einheit ohne leistungsreduzierende Funktionen, wie beispielsweise eine Leistungsregelung in Abwärtsrichtung, für die Bereitstellung einer maximalen Gesamtausgangsleistung von etwa 165 Watt ausgelegt sein. Aufgrund der Nutzung der Leistungsregelung in Abwärtsrichtung, welche für 15 Hochfrequenzträger zu einer statistischen Reduzierung der erforderlichen Ausgangsleistung von etwa 3,9 dB oder um etwa das 2,5-fache führt, ist es jedoch ausreichend, dass die leistungsverstärkende Einheit 402 für die Bereitstellung von etwa 66 Watt ausgelegt ist.
Im Vergleich dazu müsste eine Basisstation, die für die gleichzeitige Übertragung von fünf Hochfrequenzträgern in drei Zellen ausgelegt ist, jedoch über separate leistungsverstärkende Einheiten für jede Zelle verfügt, ebenfalls für die Bereitstellung einer maximalen Gesamtausgangsleistung von etwa 165 Watt ausgelegt sein, wenn keine leistungsreduzierenden Funktionen in Abwärtsrichtung genutzt würden.
Die Nutzung der Leistungsregelung in Abwärtsrichtung in jeder Zelle würde zu einer statistischen Reduzierung der erforderlichen Ausgangsleistung pro leistungsverstärkender Einheit von lediglich etwa 2 dB oder um etwa das 1,6-fache führen und die erforderliche maximale Gesamtausgangsleistung würde etwa 103 Watt betragen.
8 zeigt einen allgemein gehaltenen Überblick über das Verfahren, nach welchem die leistungsverstärkende Einheit 402 dimensioniert ist, d. h. die maximale Ausgangsleistung ausgewählt wird.
In Schritt 801 erfolgt die Bestimmung einer statistischen Verteilung der erforderlichen Gesamtausgangsleistung P_REQ der leistungsverstärkenden Einheit 402 für die gleichzeitige Übertragung von bis zu einer definierten maximalen Anzahl N_MAX von Hochfrequenzträgern in dem Satz von Zellen C1–C3, für welche die leistungsverstärkende Einheit 402 eine Leistungsverstärkung durchführt. In diesem spezifischen Beispiel führt die leistungsverstärkende Einheit 402 eine Leistungsverstärkung von allen Hochfrequenzträgern, die durch die erste Basisstation BS1 in allen drei von der ersten Basisstation BS1 versorgten Zellen C1–C3 durch, d. h. die leistungsverstärkende Einheit 402 muss für die Unterstützung von maximal 15 Hochfrequenzträgern ausgelegt sein.
In 9 ist beispielhaft eine kumulative Verteilungsfunktion 901 der erforderlichen Gesamtausgangsleistung P_REQ der leistungsverstärkenden Einheit 402 dargestellt, wenn die erste Basisstation BS1 unter Verwendung von bis zu 15 Hochfrequenzträgern mit einer Verkehrslast betrieben wird, die eine Blockierwahrscheinlichkeit von 1% verursacht. Entlang der Horizontalachse ist die erforderliche Gesamtausgangsleistung P_REQ in Form der reduzierten Gesamtausgangsleistung im Vergleich zu einer Gesamtausgangsleistung entsprechend der maximalen Übertragungsleistung auf 15 Trägern dargestellt, d.h. 165 Watt. Es gilt zu beachten, dass die erste Basisstation BS1 nur während der Hauptzeiten mit einer Blockierwahrscheinlichkeit von 1% arbeitet.
In Schritt 802 ist die leistungsverstärkende Einheit 402 in Abhängigkeit von der in Schritt 801 bestimmten statistischen Verteilung dimensioniert. Die leistungsverstärkende Einheit 402 ist für die Bereitstellung einer maximalen Gesamtausgangsleistung dimensioniert, welche eine annehmbare Wahrscheinlichkeit, die nicht gleich Null ist, bietet, dass die leistungsverstärkende Einheit 402 nicht in der Lage sein wird, eine ausreichende Ausgangsleistung für die gleichzeitige Übertragung der definierten maximalen Anzahl von Hochfrequenzträgern bereitzustellen. Im vorliegenden Beispiel wird eine Wahrscheinlichkeit von 5%, dass die leistungsverstärkende Einheit 402 nicht genug Ausgangsleistung bereitstellen kann, wenn die erste Basisstation BS1 unter einer Verkehrslast arbeitet, die zu einer Blockierwahrscheinlichkeit von 1% führt, für akzeptabel erachtet und folglich ist, basierend auf der kumulativen Verteilungsfunktion 901 in 9, die leistungsverstärkende Einheit 402 für die Bereitstellung einer maximalen Gesamtausgangsleistung von 66 Watt ausgelegt, also 3,9 dB weniger als 165 Watt.
Das Mobilfunknetz 101 setzt des Weiteren ein dynamisches Kanalvergabeschema ein, das es ermöglicht, den Satz von Frequenzen, der jeder individuellen Zelle C1–C3 zugeordnet ist, auf sich verändernde Leistungsanforderungen anzupassen. Das Kanalvergabeschema, das in dem in 1 gezeigten Mobilfunknetz 101 verwendet wird, basiert auf einem statischen Kanalvergabeschema gemäß 2, das über die zusätzliche Fähigkeit verfügt, geliehene Kanäle für den Einsatz in einer Zelle, die zusätzliche Frequenzen benötigt, um den gegenwärtigen Leistungsbedarf zu decken, vorübergehend zuzuteilen. Folglich umfasst der einer Zelle zugeordnete Satz von Frequenzen zu jedem Zeitpunkt einen Basissatz von Frequenzen, die gemäß dem wesentlichen statischen Kanalvergabeschema zugeordnet sind, ohne Frequenzen, die zur Verwendung in anderen Zellen ausgeliehen sind, und kann ferner einen Satz zusätzlicher Frequenzen umfassen, die von anderen Zellen zur Verfügung gestellt wurden.
5B und 5C zeigen das im Mobilfunknetz 101 genutzte dynamische Kanalvergabeschema, gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
In Schritt 510 in 5B wird eine Aufforderung zur Kommunikation in einer der Zellen C1–C3 durch die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 empfangen. Die ausgewählte Zelle kann beispielsweise die Zelle C1 sein.
In Schritt 511 bestimmt die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 ob der Satz von Frequenzen, der für die Verwendung in der ausgewählten Zelle C1 zugeordnet wurde, ausreicht, um die Kommunikationsanforderung zu erfüllen.
Wird ermittelt, dass der Satz von Frequenzen ausreicht (ein alternatives JA), wird in Schritt 512 überprüft, ob eine überschüssige Kapazität vorhanden ist, d.h. ob es bei einer bereits verwendeten Frequenz einen freien Zeitschlitz gibt. Steht ein Zeitschlitz auf einer bereits verwendeten Frequenz zur Verfügung (ein alternatives JA), wird der freie Zeitschlitz in Schritt 513 zugeordnet, um die Kommunikationsanforderung zu erfüllen. Sind mehrere zugeordnete Frequenzen, auf denen es freie Zeitschlitze gibt, vorhanden, so versucht die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 einen Zeitschlitz auf einer Frequenz, die zum Basissatz von Frequenzen gehört, zuzuordnen, bevor ein Zeitschlitz auf einer Frequenz zugeordnet wird, die zu dem Satz zusätzlicher Frequenzen gehört.
Wenn in Schritt 512 ermittelt wurde, dass kein freier Zeitschlitz auf den bereits verwendeten Frequenzen zur Verfügung steht (ein alternatives NEIN), wird eine neue Frequenz zum Einsatz gebracht. Folglich wird in Schritt 514 eine Frequenz gewählt, die der Zelle C1 zugeordnet ist, sich jedoch noch nicht im aktiven Einsatz befindet, in Schritt 515 wird die ausgewählte Frequenz als aktiv im Einsatz befindlich registriert und in Schritt 516 wird ein Zeitschlitz auf der ausgewählten Frequenz zur Erfüllung der Anforderung zur Kommunikation zugeteilt.
Wurde in Schritt 511 ermittelt, dass der Satz von Frequenzen, die gegenwärtig der Zelle C1 zugeordnet sind, nicht ausreicht, um die Anforderung zur Kommunikation zu erfüllen (ein alternatives NEIN), so fährt die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 mit Schritt 517 fort, um in der Nähe der Zelle C1 einen in Frage kommenden Satz von Frequenzen zu ermitteln, die für die Verwendung in dem Mobilfunknetz 101 zugeordnet sind, sich jedoch gegenwärtig nicht aktiv im Kommunikationseinsatz befinden. In der ersten Ausführungsform der Erfindung ist es ausreichend, eine in Frage kommende Frequenz in dem in Frage kommenden Satz von Frequenzen einzubeziehen. In Schritt 517 verwendet die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 Konfigurationsdaten, die in den Speichereinheiten 441 hinterlegt sind, um zu ermitteln, welche Zellen sich in der Nähe von Zelle C1 befinden, und überprüft den registrierten Status der Frequenzen, d.h. ob sie in den Speichereinheiten 441 als sich in den Zellen im aktiven Kommunikationseinsatz befindlich oder als inaktiv registriert sind. Die Ermittlung einer in Frage kommenden Frequenz findet in zwei Schritten statt. Zuerst erfolgt die Identifizierung einer möglichen in Frage kommenden Frequenz unter den Frequenzen, die zu dem Basissatz von Frequenzen gehören, die jenen Zellen zugeordnet sind, die direkt an Zelle C1 angrenzen, und vorzugsweise einer der anderen von der ersten Basisstation (BS1) bedienten Zellen C2–C3 zugeordnet sind. Danach wird überprüft, ob die mögliche in Frage kommende Frequenz sich nicht im aktiven Einsatz in einer beliebigen Zelle innerhalb einer Entfernung, die der Wiederverwendungsentfernung für Zelle C1 entspricht, befindet, d.h. die Entfernung zwischen zwei Zellen, denen der gleiche Basissatz von Frequenzen, gemäß des angewandten "4/12" Musters zur Zellenwiederverwendung zugeteilt wurde. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Mobilfunknetz 101 zusätzlich keiner erheblichen Gleichkanalstörung ausgesetzt ist, wenn die in Frage kommende Frequenz zur vorübergehenden Verwendung in Zelle C1 zugeteilt wird.
In Schritt 518 leiht die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 die in Frage kommende Frequenz als zusätzliche Frequenz zur Verwendung in Zelle C1 aus, d.h. sie teilt sie zur vorübergehenden Verwendung zu. Um diese vorübergehende Zuordnung der in Frage kommenden Frequenz an die Zelle C1 durchzuführen, wird die Zuordnung der in Frage kommend Frequenz vorübergehend aufgehoben, d.h. sie wird für die Zellen, die sich in der Nähe von Zelle C1 befinden als nicht verfügbar gekennzeichnet. Daraus folgt, dass, solange die in Frage kommende Frequenz der Zelle C1 zugeordnet ist, sie nicht zur Kommunikation in den Zellen, die sich in der Nähe von Zelle C1 befinden, verwendet wird.
In Schritt 519 wird ein Zeitschlitz auf der zusätzlichen Frequenz zur Erfüllung der Kommunikationsanforderung zugeordnet.
5C zeigt eine Folge von Schritten, die nach Beenden einer Kommunikationssitzung durchgeführt werden.
In Schritt 530 in 5C wird ein Zeitschlitz freigegeben. In Schritt 531 wird überprüft, ob es sich bei dem freigegebenen Zeitschlitz um den Zeitschlitz handelt, der zuletzt auf einem Hochfrequenzträger verwendet wurde. Sofern der Zeitschlitz nicht der letzte Zeitschlitz war (ein alternatives NEIN), d.h. der Hochfrequenzträger ist immer noch im aktiven Kommunikationseinsatz, wird der Zeitschlitz in Schritt 532 als verfügbar markiert. Wenn in Schritt 531 jedoch festgestellt wurde, dass es sich in der Tat um den letzten Zeitschlitz handelt (ein alternatives JA), wird in Schritt 533 überprüft, ob die Trägerfrequenz eine zusätzliche Frequenz ist und folglich nur vorübergehend der Zelle C1 zugeordnet ist. Wenn es sich bei der Trägerfrequenz nicht um eine zusätzliche Frequenz handelt (ein alternatives NEIN), wird die Trägerfrequenz in Schritt 534 als inaktiv registriert. Handelt es sich bei der Trägerfrequenz in der Tat um eine zusätzliche Frequenz, wird in Schritt 535 die Zuordnung der Trägerfrequenz zu Zelle C1 aufgehoben, d.h. die Frequenz ist wieder zur Verwendung in den Zellen freigegeben, die sich in der Nähe von Zelle C1 befinden, wo die Frequenz Teil eines Basissatzes von Frequenzen, die diesen Zellen zugeordnet sind, ist.
In einer alternativen Weise zur Aufhebung der vorübergehenden Zuweisung einer zusätzlichen Frequenz in Zelle C1, kann bei jeder Freigabe eines Zeitschlitzes eine Überprüfung durchgeführt werden, ob innerhalb des Basissatzes von Frequenzen in der Zelle ausreichend Kapazitäten zur Verfügung stehen, um die stattfindenden Kommunikationssitzungen zu bewerkstelligen und wenn dies der Fall ist, Kommunikationssitzungen von den zusätzlichen Frequenzen auf Frequenzen in dem Basissatz von Frequenzen zu verschieben und dann die Zuordnung zusätzlicher Frequenzen aufzuheben.
Abgesehen von der ersten beispielhaften Ausführungsform der oben offengelegten Erfindung gibt es verschiedene Varianten zur Bereitstellung von Umgestaltungen, Modifizierungen oder Substitutionen der ersten Ausführungsform, die zu zusätzlichen Ausführungsformen der Erfindung führen.
Neben der in 4 und 7 offenbarten spezifischen Ausführungsform gibt es verschiedene Alternativen für eine Umsetzung der leistungsverstärkenden Einheit der ersten Basisstation BS1. Beispiele für weitere Anordnungsvarianten der leistungsverstärkenden Einheit sind beispielsweise in der US-Patentschrift 5.854.611 sowie der US-Patentschrift 4.618.813 offenbart.
Anstatt dass die erste Basisstation BS1 jede einzelne Zelle unter Verwendung einer einzelnen Antennenkeule betreibt, wie in 4 dargestellt ist, können mehrere schmale Antennenkeulen verwendet werden, um jede einzelne Zelle zu betreiben. In dieser Ausführungsform der Erfindung würden die ersten und zweiten Satze von Funksignalen nicht nur einen sondern mehrere Funksignale in Verbindung mit jeder entsprechenden Zelle enthalten. In dem ersten Satz von Funksignalen würde es ein Niederleistungsfunksignal und im zweiten Satz von Funksignalen für jede schmale Antennenkeule ein entsprechendes verstärktes Signal geben.
Anstatt drei Zellen C1–C3 abzudecken, könnte die erste Basisstation BS1 so angepasst werden, dass sie nur zwei Zellen oder mehr als drei Zellen bedient. Des Weiteren könnte die erste Basisstation BS1 so angepasst werden, dass sie Zellen bedient, die in einer hierarchischen Zellenstruktur angeordnet sind, zum Beispiel durch Bedienen einer zusätzlichen Schirmzelle, die eine Funkabdeckung in einem Bereich bietet, der mindestens eine der Zellen C1–C3 überlappt.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung führen die Mobilfunk-Vermittlungszentrale MSC1 und im Speziellen die Steuerungsprozessoren 440 und die Speichereinheiten 441 eine Vielzahl verschiedener Aufgaben am; insbesondere fungieren sie als:

– Steuerungsmittel zur Steuerung des Satzes von Funkträgerkomponenten, die durch die Vorrichtung zur Erzeugung von Funksignalen 401 in jedem Signal in dem ersten Satz von Funksignalen S11–S13 beinhaltet sind,
– adaptive Mittel zur Anpassung des Satzes von Frequenzen, die für die Verwendung in den Zellen C1–C3 zugeteilt sind;
– Registriermittel zur Registrierung welche Frequenzen zur Zeit aktiv zu Kommunikationszwecken verwendet werden.

Es ist natürlich möglich, dass einige der Aufgaben stattdessen zum Beispiel in einer Basisstation-Steuereinrichtung (BSC) oder einer Art von Funknetzwerk-Steuereinrichtung (RNC) in einem terrestrischen Mobilfunknetz durchgeführt werden.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine beliebige leistungsreduzierende Funktion in Abwärtsrichtung durchzuführen, um eine statistische Reduzierung in der erforderlichen Gesamtausgangsleistung für Übertragungen von einer Basisstation zu erzielen. Es ist natürlich möglich, eine Kombination mehrerer verschiedener leistungsreduzierender Funktionen anzuwenden, um dadurch noch größere statistische Reduzierungen zu erzielen. Daraus folgt, dass bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung in einem terrestrischen GSM-Mobilfunknetz sowohl die abwärtsgerichtete Leistungsregelung als auch die diskontinuierliche Übertragung gemäß der GSM-Spezifikationen eingesetzt werden können und sollten. Des Weiteren ist es natürlich vorstellbar, dass eine Art diskontinuierliches Übertragungsschema in Abwärtsrichtung in zukünftigen Änderungen der TIA/EIA IS-136-Standards integriert werden kann, zum Beispiel auf der Basis des diskontinuierlichen Übertragungsschemas in Aufwärtsrichtung, das zur Zeit in TIA/EIA IS-136 spezifiziert ist, und die oben beschriebene erste Ausführungsform der Erfindung zu modifizieren und die kombinierte Verwendung von abwärtsgerichteter Leistungsregelung und diskontinuierlicher Übertragung anzuwenden und davon zu profitieren.
In der ersten Ausführungsform der Erfindung, ist, sobald die von der leistungsverstärkenden Einheit 402 erforderliche Ausgangsleistung in einem Zeitschlitz die leistungsverstärkende Kapazität der leistungsverstärkenden Einheit 402 übersteigt, die leistungsverstärkende Einheit 402 außerstande, ausreichend Ausgangsleistung für die Übertragung von Signalfolgen auf allen aktiven Hochfrequenzträgern in dem Zeitschlitz bereitzustellen.
Eine Variante, die es ermöglicht, das Auftreten solcher Situationen, bei denen die leistungsverstärkende Einheit 402 nicht in der Lage ist, ausreichend Ausgangsleistung zu liefern, zu bewerkstelligen, ist, die Übertragung von Signalfolgen auf einem oder mehreren aktiven Hochfrequenzträgern zu unterlassen, um sicherzustellen, dass die leistungsverstärkende Kapazität der leistungsverstärkenden Einheit 402 nicht überschritten wird. Die Auswahl der Träger, auf denen keine Signalfolgen übertragen werden, kann zum Beispiel auf Zufallsbasis erfolgen.
Eine weitere Variante, solche Situationen zu bewerkstelligen, ist, die Signalfolgen auf allen aktiven Hochfrequenzträgern zu übertragen, jedoch mit einer reduzierten Leistung auf einem oder mehreren Hochfrequenzträgern, um dadurch sicherzustellen, dass die leistungsverstärkende Kapazität der leistungsverstärkenden Einheit 402 nicht überschritten wird. Die Übertragungsleistung kann beispielsweise auf allen aktiven Hochfrequenzträgern gleich reduziert werden. Ermöglicht die Reduzierung der Übertragungsleistung auf allen aktiven Hochfrequenzträgern, dass die Übertragungsleistung auf einigen der Hochfrequenzträgern erhöht werden kann, so wird die Übertragungsleistung jener Träger mit der niedrigsten Übertragungsleistung zuerst erhöht. Wahlweise kann, anstatt die Übertragungsleistung auf allen aktiven Funkträgerfrequenzen zu reduzieren, die Übertragungsleistung der stärksten Funkträgerfrequenzen zuerst reduziert werden.
Das dynamische Kanalvergabeschema, das in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, ist nur ein Beispiel aus einer Vielzahl verschiedener dynamischer Kanalvergabeschemen, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.
Anstatt die Auswahl einer zusätzlichen Frequenz zur Zuteilung in einer ausgewählten Zelle auf Grundlage der Kenntnis der Mobilfunk-Vermittlungszentrale, welche Frequenzen in den Zellen in der Nähe der ausgewählten Zelle sich tatsächlich im aktiven Kommunikationseinsatz befinden, durchzuführen, kann die Auswahl auch auf Messungen in der ausgewählten Zellen beruhen, die die Störgrade auf Frequenzen, die gegenwärtig nicht der ausgewählten Zelle zugeordnet sind, ermitteln. In diesem Schema ist die zusätzliche Frequenz, die für die Zuordnung zur Zelle ausgewählt wurde, eine gemessene Frequenz, deren Störgrad unter einem festgelegten Maß bleibt. Messungen können bei Empfang einer Anforderung zur Kommunikation in der ausgewählten Zelle ausgelost werden, wenn ermittelt wird, dass der Satz von Frequenzen, der zur Verwendung in der ausgewählten Zelle zugeteilt wurde, nicht ausreicht, um die Anforderung zur Kommunikation zu erfüllen. Um jedoch keine unnötigen Verzögerungen beim Nachkommen der Anforderung zur Kommunikation zu verursachen, werden die Störgradmessungen vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt. Die Messungen können durch Abtasten eines Empfängers in der Basisstation, die die ausgewählte Zelle bedient, auf die in der internationalen Patentanmeldung WO 97/32444 vorgeschlagene Weise durchgeführt werden.
Wie ein Fachmann aus dem entsprechenden Fachgebiet erkennen wird, ist die Anwendung der Erfindung keineswegs nur auf terrestrische Mobilfunk-Kommunikationsnetze beschränkt, die den EIA/TIA IS-136 Spezifikation entsprechen. Daraus folgt, dass, solange das Mobilfunknetz Basisstationen enthält, die mehrere Zellen bedienen, die Erfindung auch in Mobilfunknetzen angewendet werden kann, die zum Beispiel GSM-, PDC, AMPS, TACS, NMT, oder IS-95-Standards sowie Fortentwicklungen dieser, wie beispielsweise EDGE- oder GPRS-Standards, entsprechen.

Claims

Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101), welches mindestens eine erste Basisstation (BS1) umfasst wobei die erste Basisstation (BS1) die folgenden Merkmale umfasst: Mittel zum Erzeugen von Funksignalen (401), das so gestaltet ist, dass es einen ersten Satz von Niederleistungsfunksignalen (S11–S13) erzeugt, welche mindestens ein erstes Funksignal (S11) und ein zweites Funksignal (S12) umfassen; eine leistungsverstärkende Einheit (402), die so gestaltet ist, dass sie durch Verstärken des ersten Satzes von Funksignalen mit Hilfe eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern (409–412) einen zweiten Satz von verstärkten Funksignalen (S21–S23) entsprechend dem ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) erzeugt; ein Antennensystem (403), das so gestaltet ist, dass es den zweiten Satz von verstärkten Funksignalen (S21–S23) in zugehörigen Antennenkeulen (417–419) ausstrahlt wobei das Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) ferner die folgenden Merkmale umfasst: Steuerungsmittel (440, 441) zur Steuerung des Satzes von Funkträgerkomponenten, die durch das Mittel zum Erzeugen von Funksignalen (401) in jedem Signal in dem ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) beinhaltet sind, wobei die Steuerungsmittel (440, 441) so gestaltet sind, dass sie das Mittel zum Erzeugen von Funksignalen (401) anweisen, das erste Funksignal (S11) zu erzeugen, damit dieses aus Funkträgerkomponenten mit Frequenzen besteht, die für die Verwendung in einer ersten Zelle (C1) des Mobilfunk-Kommunikationsnetzes (101) zugeteilt sind, und das Antennensystem (403) so gestaltet ist, dass es das verstärkte Funksignal (S21) entsprechend dem ersten Funksignal (S11) in einer Antennenkeule (417) ausstrahlt, die mit der ersten Zelle (C1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel (440, 441) so gestaltet sind, dass sie das Mittel zum Erzeugen von Funksignalen (401) anweisen, das zweite Funksignal (S12) zu erzeugen, damit dieses aus Funkträgerkomponenten mit Frequenzen besteht, die für die Verwendung in einer zweiten Zelle (C2) des Mobilfunk-Kommunikationsnetzes (101) zugeteilt sind, und das Antennensystem (403) so gestaltet ist, dass es das verstärkte Funksignal (S22) entsprechend dem zweiten Funksignal (S12) in einer Antennenkeule (418) ausstrahlt, die mit der zweiten Zelle (C2) verbunden ist.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) nach Anspruch 1, wobei die leistungsverstärkende Einheit (402) zusätzlich zum gemeinsamen Satz von Mehrträger-Leistungsverstarkern (409–412) ein Netzwerk mit Leistungsteilung (408) sowie ein inverses Netzwerk mit Leistungsteilung (413) umfasst, wobei sowohl das Netzwerk mit Leistungsteilung (408) als auch das inverse Netzwerk mit Leistungsteilung (413) über eine Vielzahl von Eingangs- und Ausgangsanschlüssen (420–435) verfügen, über Verstärker in dem gemeinsamen Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern (409–412), die jeweils einen Eingangsanschluss haben, welcher mit einem Ausgangsanschluss des Netzwerks mit Leistungsteilung (408) verbunden ist, und über einen Ausgangsanschluss, welcher mit einem Eingangsanschluss des inversen Netzwerks mit Leistungsteilung (413) verbunden ist, das Netzwerk mit Leistungsteilung (408) so gestaltet ist, dass es einen dritten Satz von Funksignalen (S31–S34) an seinen Ausgangsanschlüssen (424–427) durch Empfangen des ersten Satzes von Funksignalen (S11–S13) an seinen Eingangsanschlüssen (420–422) und Verteilen von Abschnitten von jedem Signal (S11–S13) im ersten Satz von Funksignalen an jeden seiner Ausgangsanschlüsse (424–427) bereitstellt, der gemeinsame Satz von Mehrträger-Leistungsverstärkern (409–412) so gestaltet ist, dass er einen vierten Satz von Funksignalen (S41–S44) in jedem Mehrträger-Leistungsverstärker durch Verstärken des Signals im dritten Satz von an seinem Eingangsanschluss empfangenen Funksignalen bereitstellt, das inverse Netzwerk mit Leistungsteilung (413) so gestaltet ist, dass es den zweiten Satz von Funksignalen (S21–S23) an seinen Ausgangsanschlüssen (432–434) durch Empfangen des vierten Satzes von Funksignalen (S41–S44) an seinen Eingangsanschlüssen (428–431) und Durchführen des inversen Betriebs des Netzwerks mit Leistungsteilung (408) bereitstellt.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) nach Anspruch 2, wobei das Netzwerk mit Leistungsteilung (408) so gestaltet ist, dass es jedes Signal im ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) in Abschnitten von im Wesentlichen gleichen Leistungspegeln an jeden seiner Ausgangsanschlüsse (424–427) verteilt.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) nach einem der Ansprüche 2–3, wobei das Netzwerk mit Leistungsteilung (408) so gestaltet ist, dass es die Abschnitte von jedem Signal im ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) mit versetzter Phase an jeden seiner Ausgangsanschlüsse (424–427) verteilt.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die leistungsverstärkende Einheit (402) so gestaltet ist, dass sie eine Leistungsverstärkung ausführt von allen abwärtsgerichtet übertragenen Hochfrequenzträgern in einem Satz von Zellen (C1–C3), welcher mindestens die erste Zelle (C1) und die zweite Zelle (C2) beinhaltet und von der ersten Basisstation (BS1) bedient wird, und das Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) so gestaltet ist, dass es auf Übertragungen in abwärtsgerichteter Richtung des Satzes von Zellen (C1–C3) leistungsreduzierende Funktionen wie beispielsweise eine abwärtsgerichtete Leistungsansteuerung oder eine unterbrochene Übertragung anwendet.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Mobilfunk-Kommunikationsnetz folgende Merkmale umfasst: adaptive Mittel (440, 441) zur Anpassung des Satzes von Frequenzen, welche für die Verwendung in mindestens einer der ersten oder der zweiten Zelle (C1, C2) zugeordnet sind, als Reaktion auf vorhergesagte oder tatsächliche Änderungen des Leistungsbedarfs in der mindestens einen Zelle.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) nach Anspruch 6, wobei das Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) ferner Empfangsmittel (440, 441) zum Empfangen einer Anfrage bezüglich der Kommunikation in einer ausgewählten Zelle (C1) aus der mindestens einen Zelle (C1, C2) umfasst, die adaptiven Mittel (440, 441) so gestaltet sind, dass sie ermitteln können, ob der aktuelle Satz von Frequenzen, welche für die Verwendung in der ausgewählten Zelle (C1) zugeordnet sind, ausreicht, um die Anfrage bezüglich der Kommunikation zu bearbeiten, und, falls der aktuelle Satz von Frequenzen nicht ausreichend ist, sie mindestens eine zusätzliche Frequenz für die Verwendung in der ausgewählten Zelle (C1) zuteilen können.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101) nach Anspruch 7, wobei das Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101) die folgenden Merkmale umfasst: Registrierungsmittel (440, 441) zum Registrieren der Frequenzen, die sich gegenwärtig für die Kommunikation in der Nähe der ausgewählten Zelle (C1) in aktiver Verwendung befinden, die adaptiven Mittel (440, 441) sind so gestaltet, dass sie einen Kandidatensatz von Frequenzen umfassend mindestens eine Frequenz ermitteln können, welche für die Verwendung im terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) zugeordnet sind, sich aber gegenwärtig nicht in aktiver Verwendung für die Kommunikation in der Nähe der ausgewählten Zelle (C1) befinden, sowie die mindestens eine zusätzliche Frequenz aus den Kandidatensätzen von Frequenzen auswählen können.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101) nach Anspruch 7, wobei das Mobilfunk-Kommunikationsnetz Messmittel zum Messen von Interferenzpegeln in der ausgewählten Zelle (C1) an einem Satz von Frequenzen, die der ausgewählten Zelle (C1) gegenwärtig nicht zugeordnet sind, umfasst und die adaptiven Mittel (440, 441) so gestaltet sind, dass sie die mindestens eine zusätzliche Frequenz als eine vom Messmittel (BS1) gemessene und zur Erfahrung von Interferenz unterhalb eines festgelegten Pegels bestimmte Frequenz auswählen.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101) nach Anspruch 9, wobei die Messmittel so gestaltet sind, dass sie die Interferenzpegel in der ausgewählten Zelle (C1) kontinuierlich messen.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101) nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das Mobildienst-Kommunikationsnetzwerk (101) eine Mobilfunk-Vermittlungszentrale (MSC1) umfasst, an welche die erste Basisstation (BS1) angebunden ist und welche mindestens eines der Steuerungsmittel (440, 441), der adaptiven Mittel (440, 441), der Empfangsmittel (440, 441) oder der Registrierungsmittel (440, 441) einschließt.
Terrestrisches Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101) nach einem der Ansprüche 9–10, wobei die erste Basisstation (BS1) das Messmittel beinhaltet.
Verfahren zur Übertragung von Funksignalen (S21–S23) in einem terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk (101), welches mindestens eine erste Basisstation (BS1) umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte in der ersten Basisstation (BS1) einschließt: a) Erzeugen (501) eines ersten Satzes von Niederleistungsfunksignalen (S11–S13), welcher mindestens ein erstes Funksignal (S11) und ein zweites Funksignal (S12) umfasst; b) Erzeugen (502–504) eines zweiten Satzes von verstärkten Funksignalen (S21–S23) entsprechend dem ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) durch Verstärken des ersten Satzes von Funksignalen (S11–S13) mit Hilfe eines gemeinsamen Satzes von Mehrträger-Leistungsverstärkern (409–412); c) Ausstrahlen (505) des zweiten Satzes von verstärkten Funksignalen (S21–S23) in zugehörigen Antennenkeulen (417–419), wobei das erste Funksignal (S11) erzeugt wird, damit es sich aus Funkträgerkomponenten mit Frequenzen zusammensetzt, die für die Verwendung in einer ersten Zelle (C1) des Mobilfunk- Kommunikationsnetzes (101) zugeteilt sind, und das verstärkte Funksignal (S21) entsprechend dem ersten Funksignal (S11) in einer Antennenkeule (417), die mit der ersten Zelle (C1) verbunden ist, ausgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Funksignal (S12) erzeugt wird, damit es sich aus Funkträgerkomponenten mit Frequenzen zusammensetzt, die für die Verwendung in einer zweiten Zelle (C2) des Mobilfunk-Kommunikationsnetzes (101) zugeteilt sind und das verstärkte Funksignal (S22) entsprechend dem zweiten Funksignal (S12) in einer Antennenkeule (418), die mit der zweiten Zelle (C2) verbunden ist, ausgestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Erzeugers b) die folgenden Unterschritte umfasst: d) Bereitstellen (502) eines dritten Satzes von Funksignalen (S31–S34) durch Verteilen eines Abschnitts von jedem Signal im ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) in jedes Signal im dritten Satz von Funksignalen (S31–S34); e) Bereitstellen (503) eines vierten Satzes von Funksignalen (S41–S44) durch Verstärken jedes Signals im dritten Satz von Funksignalen (S31–S34) in einem der Mehrträger-Leistungsverstärker (409–412); f) Bereitstellen (504) des zweiten Satzes von Funksignalen durch Anwenden des inversen Betriebs aus Schritt d) auf den vierten Satz von Funksignalen (S41–S44).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei jedes Signal im ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) in Abschnitten von im Wesentlichen gleichen Strompegeln verteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Abschnitte von jedem Signal im ersten Satz von Funksignalen (S11–S13) mit versetzter Phase verteilt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–16, wobei das terrestrische Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) leistungsreduzierende Funktionen wie beispielsweise eine abwärtsgerichtete Leistungsansteuerung oder eine unterbrochene Übertragung auf Übertragungen in abwärtsgerichteter Richtung eines Satzes von Zellen (C1–C3) einschließend mindestens die erste Zelle (C1) und die zweite Zelle (C2) anwendet, welche von der ersten Basisstation (BS1) bedient werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–17, wobei das Verfahren einen folgenden weiteren Schritt umfasst: g) Anpassen (511–518) des Satzes von Frequenzen, welche für die Verwendung in mindestens einer der ersten und der zweiten Zelle (C1, C2) zugeordnet sind, als Reaktion auf vorhergesagte oder tatsächliche Änderungen des Leistungsbedarfs in der mindestens einen Zelle.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt g) die folgenden Unterschritte umfasst: h) Empfangen (510) einer Anfrage bezüglich der Kommunikation in einer ausgewählten Zelle (C1) von der mindestens einen Zelle (C1, C2); i) Ermitteln (511), dass der aktuelle Satz von Frequenzen, welcher für die Verwendung in der ausgewählten Zelle (C1) zugeordnet ist, nicht ausreicht, um die Anfrage bezüglich der Kommunikation zu bedienen; j) Zuordnen (518) von mindestens einer zusätzlichen Frequenz für die Verwendung in der ausgewählten Zelle (C1).
Verfahren nach Anspruch 19, wobei Schritt g) die folgenden Unterschritte umfasst: k) Registrieren (515, 532) der Frequenzen, welche gegenwärtig für die Kommunikation in der Nähe der ausgewählten Zelle (C1) in aktiver Verwendung sind; l) Bestimmen (517) eines Kandidatensatzes von Frequenzen umfassend mindestens eine Frequenz, welche für die Verwendung im terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetz (101) zugeordnet sind, sich jedoch gegenwärtig nicht in aktiver Verwendung für die Kommunikation in der Nähe der ausgewählten Zelle (C1) befinden, wobei die mindestens eine zusätzliche Frequenz, die in Schritt j) zugeordnet worden ist, aus dem Kandidatensatz ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei Schritt g) ferner die folgenden Schritte umfasst: m) Messen von Interferenzpegeln in der ausgewählten Zelle (C1) an einem Satz von Frequenzen, die der ausgewählten Zelle (C1) gegenwärtig nicht zugeordnet sind, wobei die mindestens eine in Schritt j) zugeordnete zusätzliche Frequenz eine in Schritt m) gemessene Frequenz ist und bestimmt wird, um die Interferenz unterhalb eines festgelegten Pegels zu erfahren.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Messen m) kontinuierlich ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Messen m) nach Empfangen der Anfrage bezüglich Kommunikation in Schritt h) ausgelöst wird.
Verfahren zur Dimensionierung der leistungsverstärkenden Einheit (402) in der ersten Basisstation (BS1) eines terrestrischen Mobilfunk-Kommunikationsnetzes (101) nach Anspruch 5, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Ermitteln (801) einer statistischen Verteilung (901) der erforderlichen abgegebenen Gesamtleistung der leistungsverstärkenden Einheit (402) zur gleichzeitigen Übertragung von bis zu einer definierten Höchstzahl von Hochfrequenzträgern in dem Satz von Zellen (C1–C2); b) Dimensionierung (802) der leistungsverstärkenden Einheit (402) in Abhängigkeit von der in Schritt a) ermittelten statistischen Verteilung (901).
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die leistungsverstärkende Einheit (402) in Schritt b) dimensioniert wird, um eine maximale abgegebene Gesamtleistung zu erbringen, welche eine annehmbare Wahrscheinlichkeit, die nicht gleich Null ist, bereitstellt, dass die leistungsverstärkende Einheit (402) nicht in der Lage sein wird, eine ausreichende abgegebene Leistung für die gleichzeitige Übertragung der definierten maximalen Anzahl von Hochfrequenzträgern bereitzustellen.