DE60127356T2

DE60127356T2 - Verfahren und gerät für datenrate zwischen mobil- und basisstation

Info

Publication number: DE60127356T2
Application number: DE60127356T
Authority: DE
Inventors: Mark C. McHenry CUDAK; Brian K. Streamwood CLASSON; Louay A. Palatine JALLOUL; Amitava Vernon Hills GHOSH; Robert T. Barrington LOVE
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2021-01-06
Also published as: DE60127356D1; CA2365634A1; EP1186108A1; JP3851562B2; EP1186108A4; BR0104050A; US6253063B1; KR20010108386A; WO2001056175A1; EP1186108B1; KR100424221B1; CA2365634C; JP2003521191A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kommunikation und im Besonderen auf ein zellulares Kommunikationssystem.
Ein Kommunikationssystem kann eine adaptive Downlink-Modulation und -Codierung durch ein Rückkopplungssystem einsetzen. Dem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass sich ein adaptiver Modulations- und Codierpegel eines Downlinks in die Auswahl einer Datenrate der Downlink-Kommunikation überträgt. In einem solchen System informiert eine Mobilstation die Basisstation bezüglich einer gewünschten Datenrate und die Basisstation kommt der Anforderung nach. Wenn die Kriterien zur Auswahl einer Datenrate bei der Mobilstation erfüllt sind, bestimmt die Mobilstation ihren gewünschten Pegel einer Downlink-Kommunikations-Datenrate.
Dies ist als eine durch eine Mobilstation gesteuerte Datenratenanpassung bekannt.
Ein Nachteil einer mobilstationsgesteuerten Ratenanpassung liegt darin, dass es sein kann, dass das Kommunikationssystem unter zeitlich variierenden Belastungsbedingungen keine hohe Systemkapazität erreichen kann. Es kann sein, dass die Mobilstation nicht in der Lage ist, den Störungspegel zu der richtigen Zeit verlässlich abzuschätzen, um eine hohe Verwendung der Kommunikationssystemkapazität zu bewirken. Wenn die Mobilstation die Datenrate auswählt, ist sie unsicher, welche möglichen störenden Basisstationen während der Störungsmessung freie Zeitschlitze übertragen, und ist unsicher, welche störenden Basisstationen sich während der nächsten geplanten Übertragung von der kommunizierenden Basisstation in einem Ruhezustand befinden werden.
Die EP 0 825 741 offenbart eine Kommunikationsvorrichtung, die umfasst: ein RF-Signal-Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung eines empfangenen RF-Signals, ein RF-Demodulationsmittel zum Demodulieren eines Ausgangssignals des RF-Signal-Verarbeitungsmittels, ein Decodiermittel zum Decodieren eines Ausgangssignals von dem RF-Demodulationsmittel, ein Codiermittel zum Codieren eines vorbestimmten Informationssignals, ein RF-Modulationsmittel zum Modulieren eines Ausgangssignals von dem Codiermittel und ein Übertragungssignal-Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung eines Ausgangssignals von dem RF-Modulationsmittel.
Die EP 0 767 548 offenbart ein CDMA-System, das einen Weg zur Verfügung stellt, um einer anfordernden Mobilstati on eine erhöhte Datenrate zuzuordnen. Eine Mobilstation, die eine Datenrate anfordert, die höher als die Basisdatenrate ist, sendet empfangene Pilotstärkendaten für ihre Basisstation und Basisstationen in angrenzenden Zellen. Die empfangenen Pilotstärkendaten werden verwendet, um eine der anfordernden Mobilstation zuzuweisende erhöhte Datenrate zu bestimmen.
Es gibt daher einen Bedarf an ein Verfahren und eine Vorrichtung eines Kommunikationssystems, die die Verwendung der Kommunikationssystemkapazität maximiert, wenn eine Mobilstation eine Anfangsdatenratenanforderung für eine Downlink-Übertragung von einer Basisstation stellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt ein Kommunikationssystem dar, das verschiedene Aspekte der Erfindung verwendet.
2 stellt eine Kommunikationsstruktur zwischen Mobil- und Basisstationen dar.
3 stellt logische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten eines Kommunikationssystems dar, das verschiedene Aspekte der Erfindung verwendet.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Es wird auf 1 Bezug genommen, darin wird ein Kommunikationssystem 100 für eine Kommunikation zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation gezeigt. In einem sol chen System kann es mehr als eine Mobilstation und mehr als eine Basisstation geben. Außerdem kann jede Basisstation in Abschnitte unterteilt sein, um mindestens bis zu einem bestimmten Grad und für eine bestimmte Zeit unabhängig zu arbeiten. Das gezeigte System 100 verfügt über die Omni-Abschnitts-Zellen-Basisstationsseiten 101–107. Es ist jedoch klar, dass außerdem verschiedene Aspekte der Erfindung anwendbar sind und in einem System mit einer in Abschnitte unterteilten Zellenstruktur ausgeführt werden können. Das System 100 zeigt mehrere Mobilstationen, die in dem Kommunikationssystem 100 Roaming durchführen und Kommunikationsdienste verwenden, die durch die Basisstationen 101–107 angeboten werden. Das Kommunikationssystem 100 kann außerdem etliche Basisstationen mehr umfassen, als in 1 gezeigt werden. Eine Mobilstation kommuniziert mit einer Basisstation über einen Kommunikations-Uplink, wie zum Beispiel den Uplink 112, und über einen Kommunikations-Downlink, wie zum Beispiel den Downlink 111.
Gemäß verschiedener Aspekte der Erfindung wählt eine Mobilstation 110 eine Anfangsdatenrate für eine Kommunikation zwischen der Basisstation 107 und der Mobilstation 110 aus. Die Mobilstation 110 kommuniziert die ausgewählte Anfangsdatenrate durch den Uplink 112 an die Basisstation 107. Die Basisstation 107 bestimmt einen Differenzpegel einer Störungsbedingung, die zwischen einer Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation 110 ausgewählt wurde, und einer Zeit, zu der sich die Basisstation 107 vorbereitet, zu der Mobilstation 110 zu kommunizieren, durch die Mobilstation 107 erfahren wird. Die Basisstation 107 wählt eine Enddatenrate für eine Kommunikation von der Basissta tion 107 zu der Mobilstation 110 basierend auf dem bestimmten Differenzpegel einer Störungsbedingung aus. Somit kann die Anfangsdatenrate zu der Enddatenrate modifiziert werden, während die Downlink-Kapazität maximiert wird, wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist.
Die ausgewählte Anfangsdatenrate basiert gemäß einem Aspekt der Erfindung auf einem Pegel einer Träger-zu-Störung (Verhältnis)-Bedingung, der zu der Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation 110 ausgewählt wurde, durch die Mobilstation 110 bestimmt wurde. Außerdem wird der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung durch die Basisstation 107 bestimmt.
Verschiedene Aspekte der Erfindung werden unter Bezugnahme auf 2 deutlicher, darin wird eine Kommunikationsstruktur zwischen Mobilstationen und Basisstationen in dem Kommunikationssystem 100 dargestellt. Zum Beispiel kann ein von der Mobilstation 110 nach einem Justieren für eine Verbreitungsverzögerung übertragener Uplink 201, wie gezeigt, in Beziehung zu einem von der Basisstation 110 übertragenen Downlink 202 auftreten. Die von anderen, in der Umgebung angeordneten, Basisstationen übertragenen Downlink-Signale 203 und 204 können zum Beispiel wie gezeigt auftreten. Da das Kommunikationssystem 100 ein synchronisiertes Kommunikationssystem ist, verfügt die Zeitschlitzstruktur von allen Basisstationen über eine grobe oder genaue Zeitsynchronisation. Die Mobilstation 110 kann das Störungspegel-zu-Träger-Verhältnis zu einer Zeit 210 bestimmen, während sie eine Störungsmessung entweder basierend auf einer Durchschnitts- oder einer Momentanmessung einer Störung, die vor der Zeit 210 erzeugt wurde, durchführt. Die Mobilstation 110 kommuniziert die ausgewählte Datenrate in einem Zeitschlitz 211 zu der Basisstation 107. Die Basisstation 107 überträgt dann in einem Zeitschlitz 212 bei der angeforderten Datenrate zu der Mobilstation 110. Die Störungsbedingung zwischen der Zeit 210 und der Zeit 213, eine Zeit zu der die Übertragung des Zeitschlitzes 212 beginnt, kann jedoch drastisch verschieden sein. Zum Beispiel übertragen sowohl der Downlink 203 als auch der Downlink 204 zu der Zeit 210, wie in den Zeitschlitzen 220 beziehungsweise 221 gezeigt. Als ein Ergebnis kann sich die Mobilstation, nachdem sie eine Störungsmessung durchgeführt hat, entscheiden, eine Datenrate auszuwählen, die für einen solchen Störungspegel geeignet ist. Die Downlinks 203 und 204 können von anderen Abschnitten der Basisstation 110 oder anderen Zellenseiten, die die Basisstation 107 umgeben, übertragen werden. Es ist zu beachten, dass zum Beispiel zu der Zeit 213 der Downlink 204 über einen freien Zeitschlitz verfügt, der insgesamt weniger Störungen als die Zeit 210 zur Verfügung stellt. Wenn es weniger Störungen gibt, kann ohne schwerwiegende nachteilige Auswirkungen eine höhere Datenrate verwendet werden. Gemäß der Erfindung, wenn die Basisstation 107 einen Differenzpegel einer Störungsbedingung bestimmt, die durch die Mobilstation 107 zwischen der Zeit 210, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation 110 ausgewählt wurde, und der Zeit 213, zu der sich die Basisstation 107 darauf vorbereitet, zu der Mobilstation 110 zu kommunizieren, erfahren wird, und durch Auswählen einer Enddatenrate für eine Übertragung von der Basisstation 107 zu der Mobilstation 110, basierend auf dem bestimmten Differenzpegel einer Störungsbedingung, wird, wie dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, die Downlink-Kapazität des Systems maximiert.
Die ausgewählte Enddatenrate kann niedriger als die ausgewählte Anfangsdatenrate sein, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung mehr Störungen zu der Zeit 213 anzeigt, zu der sich die Basisstation 107 darauf vorbereitet, zu der Mobilstation 110 zu kommunizieren, als zu der Zeit 210, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation 110 ausgewählt wurde. Genauso ist die Enddatenrate höher als die ausgewählte Anfangsdatenrate, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung weniger Störungen zu der Zeit 213 anzeigt, zu der sich die Basisstation 107 darauf vorbereitet, zu der Mobilstation 110 zu kommunizieren, als zu der Zeit 210, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation 110 ausgewählt wurde. Die ausgewählte Enddatenrate ist die selbe wie die ausgewählte Anfangsdatenrate, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung ungefähr die selbe Störung zu der Zeit 213 anzeigt, zu der sich die Basisstation 107 darauf vorbereitet, zu der Mobilstation 110 zu kommunizieren, wie zu der Zeit 210, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation ausgewählt wurde. Obwohl die Zeitdifferenz zwischen der Zeit 210 und 213 mit zwei Zeitschlitzen angegeben wird, ist, in Abhängigkeit von der Verkehrsbelastungsbedingung in dem Kommunikationssystem, ebenso eine größere oder geringere Zeitdifferenz möglich.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die ausgewählte Enddatenrate von der ausgewählten Anfangsdatenrate verschieden, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungs bedingung höher als ein Schwellenwert ist. Ein solcher Schwellenwert kann entsprechend einer Systemverkehrsbelastungsbedingung vorbestimmt oder justiert werden. Dementsprechend überträgt die Basisstation 107 bei der ausgewählten Enddatenrate, vorzugsweise während des Zeitschlitzes 212, in enger zeitlicher Nähe zur Zeit 213, zu der Mobilstation 110.
Das Kommunikationssystem 100 kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch Übertragen bei einem vorbestimmten Leistungspegel arbeiten, der den Basisstationen 101–107 bekannt ist. Somit kann ein Ausbreitungsverlust eines störenden Signals, das von einer Basisstation übertragen und bei der Mobilstation 110 empfangen wird, bestimmt werden. Da die Mobilstation eine Tabelle der Pilotsignalmessung unterhält, in der die Pilotsignale von verschiedenen Basisstationen in dem Bereich übertragen werden, kann der Ausbreitungsverlust zwischen der Mobilstation und jeder Basisstation in der Tabelle leicht durch ein Schmälern des festen übertragenen Leistungspegels durch das, was tatsächlich durch die Mobilstation 110 gemessen wird, bestimmt werden. Eine solche Tabelle kann eine Liste von aktiven Basisstationen, in Frage kommenden Basisstationen, Nachbarbasisstationen, oder restlichen Basisstationen umfassen. Gemäß der Erfindung kann ein Bestimmen des Differenzpegels einer Störungsbedingung umfassen: Empfangen, von der Mobilstation 110, von Pilotsignalstärkenmessungen, die durch die Mobilstation 110 an Pilotsignalen durchgeführt werden, die von einer Mehrzahl von Basisstationen übertragen werden, wie zum Beispiel den Basisstationen 101–106, in dem Umgebungsbereich der Basisstation 107.
Unter Bezug auf 3, worin eine allgemeine und logische Verbindung 300 zwischen Basisstationen, wie zum Beispiel den Basisstationen 305–307, dargestellt wird, empfängt darüber hinaus die Basisstation 307 von der Mehrzahl von Basisstationen, 305 und 306, durch Verbindungen direkt zu anderen Basisstationen oder durch eine zentralisierte Steuerung 301 eine Anzeige, ob irgendeine der Mehrzahl von Basisstationen in den Zellenseiten 101–106 bei dem Zeitschlitz 212 überträgt, wenn sich die Basisstation 107 darauf vorbereitet, zu der Mobilstation 110 zu kommunizieren. Somit bestimmt eine Basisstation, dadurch, dass sie weiß, welche Basisstation bei dem Zeitschlitz 212 überträgt und welche berücksichtigt worden ist, einen Differenzpegel einer Störungsbedingung.

Claims

Verfahren zur Kommunikation zwischen einer Mobilstation (110) und einer Basisstation (107), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Auswählen einer Anfangsdatenrate zur Kommunikation zwischen der Basisstation (107) und der Mobilstation (110), wobei die Mobilstation (110) die Anfangsdatenrate auswählt; Kommunizieren der ausgewählten Anfangsdatenrate von der Mobilstation (110) zu der Basisstation (107); Bestimmen eines Differenzpegels einer Störungsbedingung, der die Mobilstation (110) zwischen einer Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation (110) ausgewählt wird, und einer Zeit, zu der sich die Basisstation (107) vorbereitet, zu der Mobilstation (110) zu kommunizieren, unterliegt; Auswählen einer Enddatenrate zur Übertragung von der Basisstation (107) zu der Mobilstation (110), basierend auf dem bestimmten Differenzpegel einer Störungsbedingung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ausgewählte Anfangsdatenrate auf einem Pegel einer Träger-zu-Störung-Bedingung basiert, die durch die Mobilstation (110) zu der Zeit bestimmt wird, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation (110) ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung durch die Bassstation (107) bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ausgewählte Enddatenrate niedriger als die ausgewählte Anfangsdatenrate ist, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung mehr Störungen zu der Zeit, zu der sich die Basisstation (107) darauf vorbereitet, zu der Mobilstation (110) zu kommunizieren, als zu der Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation (110) ausgewählt wird, anzeigt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ausgewählte Enddatenrate höher als die ausgewählte Anfangsdatenrate ist, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung weniger Störungen zu der Zeit, zu der sich die Basisstation (107) darauf vorbereitet, zu der Mobilstation (110) zu kommunizieren, als zu der Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation (110) ausgewählt wird, anzeigt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ausgewählte Enddatenrate dieselbe ist, wie die ausgewählte Anfangsdatenrate, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung ungefähr die gleiche Störung zu der Zeit, zu der sich die Basisstation (107) darauf vorbereitet, zu der Mobilstation (110) zu kommunizieren, wie zu der Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation (110) ausgewählt wird, anzeigt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ausgewählte Enddatenrate von der ausgewählten Anfangsdatenrate verschieden ist, wenn der bestimmte Differenzpegel einer Störungsbedingung höher als ein Schwellenwert ist.
Kommunikationssystem (100) zur Kommunikation zwischen einer Mobilstation (110) und einer Basisstation (107), das umfasst: Mittel zum Auswählen einer Anfangsdatenrate zur Kommunikation zwischen der Basisstation (107) und der Mobilstation (110), wobei die Mobilstation (110) die Anfangsdatenrate auswählt; Mittel zum Kommunizieren der ausgewählten Anfangsdatenrate von der Mobilstation (110) zu der Basisstation (107); Mittel zum Bestimmen eines Differenzpegel: einer Störungsbedingung, der die Mobilstation (110), zwischen einer Zeit, zu der die Anfangsdatenrate durch die Mobilstation (110) ausgewählt wird, und einer Zeit, zu der sich die Basisstation (107) vorbereitet, zu der Mobilstation (110) zu kommunizieren, unterliegt; Mittel zum Auswählen einer Enddatenrate zur Übertragung von der Basisstation (107) zu der Mobilstation (110), basierend auf dem bestimmten Differenzpegel einer Störungsbedingung.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 8, das weiterhin Mittel zum Übertragen von der Basisstation (107) zu der Mobilstation (110) bei der ausgewählten Enddatenrate umfasst.
Kommunikationssystem gemäß Anspruch 8, wobei die Mittel zum Bestimmen des Differenzpegels einer Störungsbedingung umfassen: Mittel zum Empfangen von Pilotsignalstärkenmessungen von der Mobilstation (110), wobei die Messungen von Pilotsignalen von der Mobilstation (110) vorgenommen werden und von einer Mehrzahl von Basisstationen (101 bis 106) in einen benachbarten Bereich der Basisstation (107) übertragen werden; Mittel zum Empfangen eines Hinweises von der Mehrzahl von Basisstationen (101 bis 106), ob irgendeine der Mehrzahl von Basisstationen (101 bis 106) zu der Zeit überträgt, zu der sich die Basisstation (107) vorbereitet, um zu der Mobilstation (110) zu kommunizieren.