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Feld der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren für das Kommunizieren von Informationen
bezüglich
der Planung von Aufwärtsverbindungsdatensendevorgängen für ein mobiles
Endgerät,
das Daten auf der Aufwärtsverbindung
an eine Vielzahl von Basisstationen während des Soft-Handovers des mobilen
Endgeräts
in einem Mobilkommunikationssystem sendet. Ferner plant mindestens
eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsdatensendevorgänge des
mobilen Endgeräts
in Soft-Handover. Darüber
hinaus sehen die unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung
ein Kommunikationssystem, eine Funkressourcensteuerung, eine Basisstation
und ein mobiles Endgerät
vor, die unterschiedliche Aufgaben des offengelegten Verfahrens
durchführen.
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Technischer
Hintergrund
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W-CDMA
(breitbandiger Vielfachzugriff durch Codetrennung) ist eine Funkschnittstelle
für IMT-2000 (internationale
Mobilkommunikation), die für
die Verwendung als das drahtlose Mobilkommunikationssystem der dritten
Generation standardisiert wurde. Es bietet eine Anzahl von Diensten
wie Sprachdienste und Multimedia-Mobilkommunikationsdienste auf
eine flexible und effiziente Weise. Die Standardisierungsgremien
in Japan, Europa, USA und anderen Ländern haben gemeinsam ein Projekt
mit dem Namen 3rd Generation Partnership
Project (3GPP) organisiert, um gemeinsame Funkschnittstellenspezifikationen
für W-CDMA
zu produzieren.
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Die
standardisierte europäische
Version von IMT-2000 wird allgemein UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System, universelles Mobilkommunikationssystem) genannt. Die erste
Fassung der Spezifikation von UMTS wurde im Jahr 1999 (Release 99,
Fassung 99) publiziert. Inzwischen wurde verschiedene Verbesserungen
von der 3GPP in Fassung 4 und Fassung 5 standardisiert, und Diskussionen über zukünftige Verbesserungen
werden im Rahmen der Fassung 6 geführt.
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Der
dedizierte Kanal DCH (dedicated channel) für die Aufwärtsverbindung (Uplink) und
die Abwärtsverbindung
(Downlink) und der gemeinsame Kanal DSCH (downlink shared channel)
für die
Abwärtsverbindung
wurden in Fassung 99 und Fassung 4 definiert. In den folgenden Jahren
erkannten die Entwickler, dass für
die Bereitstellung von Multimediadiensten oder Datendiensten im
Allgemeinen asymmetrischer Zugriff hoher Geschwindigkeit zu verwirklichen
ist. In Fassung 5 wurde der Abwärtsverbindungspaketzugriff
hoher Geschwindigkeit (HSDPA, high speed downlink packet access)
eingeführt.
Der neue gemeinsame Abwärtsverbindungskanal
hoher Geschwindigkeit (HS-DSCH, high speed downlink shared channel)
bietet dem Benutzer Abwärtsverbindungszugriff
hoher Geschwindigkeit vom UMTS-Funkzugriffsnetzwerk (RAN, radio
access network) zu den Kommunikationsendgeräten, die in der UMTS-Spezifikation
Benutzergeräte
(user equipments) genannt werden.
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Hybride ARQ-Schemata
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Die
allgemeinste Technik für
Fehlererkennung von Nicht-Echtzeit-Diensten basiert auf automatischen Wiederholungsanforderungsschemata
(ARQ, Automatic Repeat reQuest), die mit Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC, Forward
Error Correction) kombiniert und hybride ARQ genannt wird. Falls
eine zyklische Redundanzprüfung
(CRC, cyclic redundancy check) einen Fehler erkennt, fordert der
Empfänger
den Sender auf, zusätzliche
Bits oder ein neues Datenpaket zu senden. Von den unterschiedlichen
existierenden Schemata werden in der Mobilkommunikation am häufigsten
die kontinuierlichen ARQ-Schemata SAW (Stop And Wait, Halte und Warte)
und SR (Selective Repeat, selektive Wiederholung) verwendet.
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Eine
Dateneinheit wird vor der Übertragung
codiert. Abhängig
von den Bits, die wiederholt übertragen werden,
können
drei unterschiedliche Typen von ARQ definiert werden.
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Im
HARQ-Typ I werden die empfangenen Datenpakete, die auch PDU (Paketdateneinheit)
genannt werden, verworfen, und eine neue Kopie der PDU wird erneut übertragen
und getrennt decodiert. Es findet kein Kombinieren früherer und
späterer
Versionen der PDU statt. Bei der Verwendung von HARQ-Typ 11 werden die
fehlerhaften Datenpakete, die einer erneuten Übertragung bedürfen, nicht
verworfen, sondern werden mit einigen inkrementalen Redundanzbits
kombiniert, die von dem Sender für
nachfolgendes Decodieren bereitgestellt werden. Erneut gesendete
PDU haben manchmal höhere
Codierungsdaten und werden im Empfänger mit den gespeicherten
Werten kombiniert. Das bedeutet, dass bei jedem erneuten Senden
nur wenig Redundanz hinzugefügt
wird.
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Schließlich ist
HARQ-Typ III fast dasselbe Paketsendewiederholungsschema wie HARQ-Typ II und unterscheidet
sich nur dadurch, dass jede wiederholt gesendete PDU selbstdecodierbar
ist. Das schließt
ein, dass die PDU ohne Kombination mit früheren PDU decodierbar ist.
In den Fällen,
in denen einige PDU derart schwer beschädigt sind, dass fast keine
Information wiederverwendbar ist, können selbstdecodierbare Pakete vorteilhafter
Weise verwendet werden.
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Bei
der Anwendung von Chase-Kombinieren tragen wiedergesendete Pakete
identische Symbole. In diesem Fall werden die mehrfach empfangenen
Pakete entweder auf einer Symbol-für-Symbol-Basis (siehe D. Chase: „Code combining:
A maximum likelihood decoding approach for combining an arbitrary
number of noisy packets",
IEEE Transactions an Communications, Col. COM-33, Seiten 385 bis
393, Mai 1985). Die kombinierten Werte werden in weichen Puffern
jeweiliger HARQ-Prozesse gespeichert.
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Paket-Planung
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Paket-Planung
kann ein Funkressourcenverwaltungsalgorithmus sein, der verwendet
wird für
die Zuweisung von Sendegelegenheiten und Übertragungsformate an die Benutzer,
die zu einem gemeinsam genutzten Medium zugelassen sind. Die Planung
kann verwendet werden in Paket-basierten Mobilfunknetzwerken in
Kombination mit adaptiver Modulation und Codierung, um maximalen
Durchsatz/Kapazität
zu erreichen, z.B. durch Zuweisung von Sendegelegenheiten an die
Benutzer in günstigen
Kanalbedingungen. Der Paketdatendienst in UMTS kann anwendbar sein
für die
interaktiven und Hintergrundverkehrsklassen, obgleich er auch für Stromdienste
verwendet werden kann. Verkehr, der zu den interaktiven und Hintergrundverkehrsklassen
gehört,
wird als Nicht-Echtzeit-(NRT, non realtime)-Verkehr behandelt und
von dem Paketplaner gesteuert. Die Paketplanungsverfahren können charakterisiert
werden durch:
- • Planungsperiode/-frequenz:
die Periode, in der Benutzer vor der Zeit geplant werden.
- • Bedienungsreihenfolge:
die Reihenfolge, in der die Benutzer bedient werden, z.B. zufällig (kreisförmig nacheinander)
oder nach Kanalqualität
(C/I- oder Durchsatz-basiert).
- • Zuweisungsverfahren:
das Kriterium für
die Zuweisung von Ressourcen, z.B. gleiche Datenmenge oder gleiche
Leistungs-/Codierungs-/Zeit-Ressourcen für alle aufgereihten Benutzer
pro Zuweisungsintervall.
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Der
Paketplaner für
Aufwärtsverbindungen
ist im 3GPP UMTS R99/R4/R5 zwischen der Funknetzwerksteuerung (RNC,
radio network controller) und dem Benutzergerät verteilt. Auf der Aufwärtsverbindung
ist die von unterschiedlichen Benutzern gemeinsam benutzte Luftschnittstellenressource
die gesamte, an einem Knoten B empfangene Leistung, und folgerichtig
ist es die Aufgabe des Planers, die Leistung unter den Benutzergeräten zuzuweisen.
In den gegenwärtigen
UMTS-R99/R4/R5-Spezifikationen steuert die RNC die maximale Rate/Leistung,
mit der ein Benutzergerät
während
des Aufwärtsverbindungssendevorgangs
sendet, durch Zuweisung eines Satzes unterschiedlicher Transportformate
(Modulationsschemata, Coderate, u.s.w.) an ein jedes Benutzergerät.
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Die
Einrichtung und Rekonfiguration solch eines TFCS (transport formst
combination set, Menge von Transportformatkombinationen) kann erreicht
werden unter Verwendung von RRC-Nachrichten (Radio Resource Control,
Funkressourcensteuerung) zwischen RNC und Benutzergerät. Es ist
zulässig,
dass das Benutzergerät
aus den zuweisbaren Transportformatkombinationen auf der Basis seines
eigenen Zustands autonom auswählt,
z.B. entsprechend der verfügbaren
Puffer und der Pufferzustände.
In gegenwärtigen UMTS-R99/R4/R5-Spezifikationen gibt
es keine Steuerung der Zeit, die den Aufwärtsübertragungen des Benutzergeräts auferlegt
wird. Der Planer kann z.B. auf einer Übertragungszeitintervallbasis
arbeiten.
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Die
R99/R4/R5-Architektur des Universellen Mobilkommunikationssystems
(UMTS) wird auf hoher Stufe in 1 gezeigt
(siehe 3GPP TR 25.401: "UTRAN
Overall Description",
verfügbar über http://www.3gpp.org).
Die Netzwerkelemente sind funktional gruppiert in das Kernnetzwerk
(CN, Core Network) 101, das terrestrische UMTS Funkzugriffsnetzwerk
(UTRAN, UMTS Terrestrial Radio Access Network) 102 und
das Benutzergerät
(UE, User Equipment) 103. Das UTRAN 102 ist verantwortlich
für das
Abhandeln aller Funk-bezogenen Funktionalitäten, während das CN 101 verantwortlich
ist für
die Wegeführung
von Sprachverbindungen und Datenverbindungen zu externen Netzwerken.
Die Zusammenführungen
dieser Netzwerkelemente sind definiert durch offene Schnittstellen
(Iu, Uu). Es wird bemerkt, dass das UMTS-System modular ist, und
dass es deshalb möglich
ist, verschiedene Netzwerkelemente desselben Typs zu haben.
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2 veranschaulicht
die gegenwärtige
Architektur des UTRAN. Eine Anzahl von Funknetzwerksteuerungen (RNC) 201, 202 sind
mit dem CN 101 verbunden. Jedes RNC 201, 202 steuert
eine oder mehrere Basisstationen (Knoten B) 203, 204, 205, 206,
die wiederum mit den Benutzergeräten
kommunizieren. Eine RNC, die mehrere Basisstationen steuert, wird
steuernde RNC (C-RNC, Controlling RNC) für diese Basisstationen genannt.
Eine Menge gesteuerter Basisstationen in Begleitung ihrer C-RNC
wird als ein Funknetzwerksubsystem (RNS, Radio Network Subsystem) 207, 208 bezeichnet.
Für jede
Verbindung zwischen einem Benutzergerät und dem UTRAN ist ein RNS
das Dienst-RNS (S-RNS, Serving RNS). Es verwaltet die so genannte
Iu-Verbindung mit dem Kernnetzwerk (CN) 101. Nach Bedarf
unterstützt
das Drift-RNS 302 (D-RNS) das Serving-RNS (S-RNS) 301 durch
Bereitstellen von Funkressourcen, wie in 3 gezeigt.
Jeweilige RNC werden Serving-RNC
(S-RNC) und Drift-RNC (D-RNC) genannt. Es ist auch möglich und
sogar häufig
der Fall, dass C-RNC und D-RNC identisch sind und deshalb die Abkürzungen
S-RNC oder RNC verwendet werden.
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Entwickelte UMTS–UTRAN-Architektur
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Im
Folgenden wird ein Vorschlag für
ein entwickelte UMTS–UTRAN-Architektur
beschrieben (siehe auch 3GPP TR 25.897: "Feasibility Study an the Evolution of
UTRAN-Architecture",
V.0.2.0, verfügbar
unter http://www.3gpp.org). In dieser Architektur kann jede der
neuen Netzwerkelemente entsprechend seiner Steuerung- und Benutzerebenenfunktionen
definiert sein. Ein Überblick über die
Netzwerkarchitektur ist in 9 angegeben.
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Der
RNG (Radio Network Gateway, Funknetzwerk-Gateway) wird benutzt für die Zusammenarbeit
mit dem konventionellen RAN und um als ein Mobilitätsankerpunkt
zu wirken, sodass sobald ein RNG für die Verbindung ausgewählt worden
ist, er für
die Dauer der Sprachverbindung beibehalten wird. Dies umfasst Funktionen
sowohl auf der Steuerungsebene als auch auf der Benutzerebene. Ferner
stellt der RNG die Verbindungen zu dem Kernnetzwerk des Mobilkommunikationssystems
bereit.
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Funktionen
der Steuerungsebene
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Ein
Teil der RNG-Funktionen ist, als ein Signalisierungs-Gateway zwischen
dem entwickelten RAN und dem CN und entwickelten RAN und dem Rel99/4/5-UTRAN
zu wirken.
- • IU-Signalisierungs-Gateway,
d.h. Ankerpunkt für
die RANAP-Verbindung
- – RANAP
(Radio Access Network Application Part, Funkzugriffsnetzwerkanwendungsteil),
der umfasst:
- • Einrichten
und Freigeben der Signalisierungsverbindungen
- • Erkennen
von verbindungsfreien Nachrichten
- • Verarbeiten
von verbindungsfreien RANAP-Nachrichten
- – Weiterreichen
von Paging-Nachrichten im freien und im Verbindungsmode zu dem oder
den relevanten Knoten B+,
- • Der
RNG übernimmt
die Rolle des CN bei Verlagerungen zwischen Knoten B+,
- • Steuerung
der Benutzerebene
- • Iur-Signalisierungs-Gateway
zwischen Knoten B+ und Rel99/4/5-RNC
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Funktionen
der Benutzerebene
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Der
RNG ist der Benutzerebenen-Zugriffspunkt von dem CN oder konventionellen
RAN zum entwickelten RAN. Er hat die folgenden Benutzerebenen-Funktionen:
- • Benutzerebenen-Verkehrsvermittlung
während
einer Verlagerung,
- • Weiterreichen
von GTP-(GPRS-Tunnel-Protokoll auf der IU-Schnittstelle)-Paketen
zwischen einem Knoten B+ und dem SGSN (Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten,
ein Element des CN) und
- • Iur-Zusammenarbeit
für die
Benutzerebene
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Das
Knoten-B+-Element schließt
alle RAN-Funkprotokolle (L1, L2 und L3) ab. Die Knoten-B+-Funktionen werden
getrennt für
die Steuerungsebene und die Benutzerebene untersucht.
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Funktionen
der Steuerungsebene
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Diese
Kategorie umfasst alle Funktionen, die sich auf die Steuerung der
Verbindungsmode-Endgeräte innerhalb
des entwickelten RAN beziehen. Hauptfunktionen sind:
- • Steuerung
des UE (Benutzerendgerät)
- • RANAP-Verbindungsabschluss,
- – Verarbeiten
der Protokoll-Nachrichten mit RANAP-Verbindungsorientierung
- • Steuerung/Abschluss
der RRC-Verbindung und
- • Steuerung
der Initialisierung der relevanten Benutzerebenenverbindungen.
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Der
Benutzerendgeräte-Kontext
wird von dem (Dienst-)Knoten B+ entfernt, wenn die RRC-Verbindung abgeschlossen
ist oder wenn die Funktionalität
zu einem anderen Knoten B+ verlagert wird (Dienst-Knoten-B+-Verlagerung).
Die Steuerungsebenenfunktionen umfassen auch alle Funktionen für die Steuerung
und das Konfigurieren der Ressourcen der Zellen des Knotens B+ und
für die
Zuweisung der gewidmeten Ressourcen nach Anforderung von dem Steuerungsebenenteil
des Dienstknotens B+.
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Funktionen
der Benutzerebene
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Die
Benutzerebenenfunktionen umfassen die folgenden Funktionen:
- • Protokollfunktionen
des PDCP (Packet Data Convergence Protocol, Paketdatenkonvergenzprotokoll), RLC
und MAC und
- • Makrodiversitätskombinieren
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Verbesserter dedizierter
Aufwärtsverbindungskanal
(E-DCH)
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Aufwärtsverbindungsverbesserungen
für dedizierte
Transportkanäle
(DICH, Dedicated Transport Channels) werden gegenwärtig von
der 3GPP Technical Specification Group RAN untersucht (siehe 3GPP
TR 25.896: "Feasibility
Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)", verfügbar über http://www.3gpp.org).
Da die Verwendung von IP-basierten Diensten an Bedeutung gewinnt,
besteht ein wachsender Bedarf, die Abdeckung und den Durchsatz des
RAN wie auch die Reduzierung der Verzögerung der dedizierten Aufwärtsverbindungskanäle zu verbessern.
Streaming-, interaktive und Hintergrunddienste können von dieser verbesserten
Aufwärtsverbindung
profitieren.
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Eine
Verbesserung ist die Nutzung adaptiver Modulations- und Codierungsschemata
(AMC) in Verbindung mit vom Knoten B gesteuerter Planung, somit
Verbesserung der Uu-Schnittstelle. In dem existierenden R99/R4/R5-System
residiert die Steuerung der Aufwärtsverbindungsmaximaldatenrate
in der RNC. Durch Verlagerung des Planers in den Knoten B kann die
Verzögerung,
die aufgrund der Signalisierung über
die Schnittstelle zwischen der RNC und dem Knoten B eingeführt wird,
reduziert werden und somit kann der Planer in der Lage sein, schneller
auf zeitweise Veränderungen
in der Aufwärtsverbindungslast
reagieren. Dies kann die Gesamtverzögerung in den Kommunikationen
des Benutzergeräts
mit dem RAN reduzieren. Deshalb ist ein vom Knoten B gesteuertes
Planen in der Lage, die Aufwärtsverbindungsinterferenz
zu steuern und die Rauschanstiegsvarianz durch Zuweisung höherer Datenraten
schnell zu glätten,
wenn die Aufwärtsverbindungslast
abnimmt, bzw. durch Begrenzen der Aufwärtsverbindungsdatenrate, wenn
die Aufwärtsverbindungslast
zunimmt. Die Abdeckung und der Zellendurchsatz kann durch eine bessere
Steuerung der Aufwärtsverbindungsinterferenz
verbessert werden.
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Eine
andere Technik, die betrachtet werden kann, um die Verzögerung auf
der Aufwärtsverbindung
zu reduzieren, ist die Einführung
einer kürzeren
TTI-(Transmission Time Interval, Übertragungszeitintervall)-Länge für den E-DCH
im Vergleich zu anderen Transportkanälen. Eine Übertragungszeitintervall-Länge von
2 ms wird gegenwärtig
für die
Verwendung auf dem E-DCH untersucht, während eine Übertragungszeitintervall-Länge von
10 ms gewöhnlich
auf anderen Kanälen
verwendet wird. Hybrides ARQ, das eine der Schlüsseltechniken in HSDPA war,
wird ebenfalls für
den verbesserten, dedizierten Aufwärtskanal betrachtet. Ein Hybrid-ARQ-Protokoll
zwischen einem Knoten B und einem Benutzergerät ermöglicht schnelle Übertragungswiederholungen
fehlerhafter Dateneinheiten und kann somit die Anzahl der RLC-(Radio
Link Control, Funkverbindungssteuerung)-Übertragungswiederholungen und
zugeordnete Verzögerungen
reduzieren. Dies kann die vom Benutzer wahrgenommene Dienstqualität verbessern.
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Um
die oben beschriebenen Verbesserungen zu unterstützen, wird eine neue MAC-Unterschicht
eingeführt,
die im Folgenden MAC-e genannt wird (siehe 3GPP TSG WG1, Meeting
Nr. 31, Tdoc R01-030284, "Scheduled
and Autonomous Mode Operation for the Enhanced Uplink"). Die Einheiten
dieser neuen Unterschicht, die in den folgenden Abschnitten in größerem Detail
beschrieben werden, können
im Benutzergerät und
im Knoten B liegen. Auf der Geräteseite
führt das
MAC-e die neue Aufgabe des Multiplexens von Daten höherer Schichten
(z.B. MAC-d-Daten) in den neuen verbesserten Transportkanälen und
des Betreibens der HARQ-Protokoll-Übertragungseinheiten durch.
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Ferner
kann die MAC-e-Unterschicht in der S-RNC während eines Handovers auf der
UTRAN-Seite beendet werden. Somit können die Umordnungspuffer für die gebotene
Umordnungsfunktionalität
ebenfalls in der S-RNC residieren.
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E-DCH-MAC-Architektur
im Benutzergerät
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4 zeigt
exemplarisch die gesamte E-DCH-MAC-Architektur auf der Benutzergeräteseite.
Eine neue MAC-Funktionalitätseinheit,
das MAC-e 403, wird zu der MAC-Architektur von Rel99/4/5
hinzugefügt.
Die MAC-e-Einheit 405 ist in größerem Detail in 5 veranschaulicht.
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Es
gibt M unterschiedliche Datenströme
(MAC-d), die zu übertragende
Datenpakete vom Benutzergerät
zum Knoten B tragen. Diese Datenströme können unterschiedliche QoS (Quality
of Service, Dienstqualität) haben,
z.B. Verzögerungs-
und Fehleranforderungen, und können
unterschiedliche Konfigurationen von HARQ-Instanzen erfordern. Deshalb
können
die Datenpakete in Warteschlangen unterschiedlicher Priorität gespeichert
werden. Die Menge der HARQ-Sende- und -Empfangseinheiten, die im
Benutzergerät
bzw. im Knoten B liegen, werden als HARQ-Prozesse bezeichnet. Der
Planer wird die QoS-Parameter bei der Zuordnung der HARQ-Prozesse
zu Warteschlangen unterschiedlicher Priorität berücksichtigen. Die MAC-e-Einheit empfängt Planungsinformation
vom Knoten B (Netzwerkseite) über
Schicht-1-Signalisierung.
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E-DCH-MAC-Architektur
im UTRAN
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In
einer Soft-Handover-Operation können
die MAC-e-Einheiten in der E-DCH-MAC-Architektur auf der UTRAN-Seite über den
Knoten B (MAC-eb) und die S-RNC (MAC-es) verteilt sein. Der Planer
in Knoten B wählt
die aktiven Benutzer und führt
eine Ratensteuerung durch Bestimmen und Signalisieren einer befohlenen
Rate, einer vorgeschlagenen Rate oder einem TFC-(Transport Format
Combination, Transportformatkombination)-Schwellwert durch, welcher
die aktiven Benutzer (UE) auf eine Untermenge der für die Übertragung zulässigen TFCS
(Transport Format Combination Set, Transportformatkombinationsmenge)
begrenzt.
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Jede
MAC-e-Einheit korrespondiert mit einem Benutzer (UE). In 6 wird
die MAC-e-Architektur
in größerem Detail
dargestellt. Es kann bemerkt werden, dass jeder HARQ-Empfänger-Einheit
eine bestimmte Menge oder ein bestimmten Bereich des Soft-Pufferspeichers
für das
Kombinieren der Bits der Pakete von ausstehenden Übertragungswiederholungen
zugewiesen ist. Sobald ein Paket erfolgreich empfangen worden ist,
wird es an den Umordnungspuffer weitergereicht, der die Reihenfolge-getreue
Auslieferung an die höhere Schicht
besorgt. Entsprechend der dargestellten Verwirklichung residiert
der Umordnungspuffer während
eines Soft-Handovers in der S-RNC (siehe 3GPP TSG RAN WG 1, Meeting
Nr. 31: "HARQ Structure", Tdoc R1-030247,
verfügbar über http://www.3gpp.org).
In 7 ist die MAC-e-Architektur der S-RNC dargestellt, welche
den Umordnungspuffer des korrespondierenden Benutzers (UE) umfasst.
Die Anzahl der Umordnungspuffer ist gleich der Anzahl der Datenströme in der
korrespondierenden MAC-e-Einheit auf der Benutzerseite. Daten- und
Steuerungsinformation wird während
eines Soft-Handovers von allen Knoten B innerhalb der aktiven Menge
zur S-RNC gesendet.
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Es
wird bemerkt, dass die erforderliche Soft-Puffergröße von dem
verwendete HARQ-Schema
abhängt,
z.B. erfordert ein HARQ-Schema, das inkrementelle Redundanz (IR)
verwendet, mehr Soft-Puffer als eines mit Chase-Kombinieren (CC).
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E-DCH-Signalisierung
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Eine
einem E-DCH zugeordnete Steuerungssignalisierung, die für den Betrieb
eines bestimmten Schemas benötigt
wird, besteht aus Aufwärtsverbindungssignalisierung
und Abwärtsverbindungssignalisierung.
Die Signalisierung hängt
von den betrachteten Aufwärtsverbindungsverbesserungen
ab.
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Um
eine vom Knoten B gesteuerte Planung zu ermöglichen (z.B. eine vom Knoten
B gesteuerte Zeit- und Ratenplanung), hat das Benutzergerät eine Anforderungsmeldung
auf der Aufwärtsverbindung
für die Übertragung
von Daten zum Knoten B zu senden. Die Anforderungsmeldung kann Statusinformation
eines Benutzergeräts
enthalten, z.B. einen Pufferstatus, einen Leistungsstatus, eine
Kanalqualitätsabschätzung. Die Anforderungsmeldung
wird im Folgenden als Planungsinformation (SI, Scheduling Information)
bezeichnet. Auf der Basis dieser Information kann ein Knoten B den
Rauschanstieg abschätzen
und das Benut zergerät einplanen.
Mit einer Gewährungsmeldung,
die vom Knoten B auf der Abwärtsverbindung
zum Benutzergerät gesendet
wird, weist der Knoten B dem Benutzergerät die TFCS mit der maximalen
Datenrate und dem Zeitintervall zu, mit dem das Benutzergerät senden
darf. Die Gewährungsmeldung
wird im Folgenden als Planungszuweisung (SA, Scheduling Assignment)
bezeichnet.
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Auf
der Aufwärtsverbindung
hat das Benutzergerät
dem Knoten B mit einer Rateninformationsnachricht zu signalisieren,
die für
die korrekte Decodierung der übertragenen
Pakete notwendig ist, z.B. Transportblockgröße (TBS, transport block size),
Modulations- und Codierungsschemenstufe (MCS, modulation and coding
scheme), u.s.w. Falls HARQ verwendet wird, hat das Benutzergerät ferner
die HARQ-bezogene Steuerungsinformation zu signalisieren (z.B. Hybrid-ARQ-Prozessnummer,
HARQ-Sequenznummer, die als Neudatenindikator (NDI, New Data Indikator)
für UMTS
Rel. 5 bezeichnet wird, Redundanzversion (RV), Rateneinstellungsparameter,
u.s.w.).
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Nach
Empfang und Decodierung der übertragenen
Pakete auf einem dedizierten Kanal der verbesserten Aufwärtsverbindung
(E-DCH) hat der Knoten B das Benutzergerät über die erfolgreiche Übertragung
durch jeweiliges Senden von ACK/NAK auf der Abwärtsverbindung zu informieren.
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Mobilitätsverwaltung
innerhalb Rel99/4/5 UTRAN
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Vor
der Erläuterung
einiger mit der Mobilitätsverwaltung
verbundenen Prozeduren werden im Folgenden zuerst einige Begriffe
definiert, die häufig
verwendet werden.
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Eine
Funkverbindung kann definiert werden als eine logische Zuordnung
zwischen einem einzelnen Endgerät
und einem einzelnen UTRAN-Zugriffspunkt. Seine physische Realisierung
umfasst Funkträgerübertragungen.
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Ein
Handover kann verstanden werden als eine Überführung einer Benutzergerätverbindung
von einem Funkträger
zu einem anderen Funkträger
(Hard-Handover) mit einer zeitweisen Unterbrechung in Verbindung
oder Einschluss/Ausschluss eines Funkträgers zu/von einer Benutzergerätverbindung,
so dass das Benutzergerät
konstant mit dem UTRAN verbunden ist (Soft-Handover). Soft-Handover
ist spezifisch für
Netzwerke, welche die Technik eines Vielfachzugriffs mit Codetrennung
(CDMA, Code Division Multiple Access) verwenden. Die Ausführung eines
Handovers kann durch eine S-RNC in dem Mobilfunknetzwerk gesteuert
werden, wenn die gegenwärtige
UTRAN-Architektur als ein Beispiel genommen wird.
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Die
aktive Menge, die einem Benutzergerät zugeordnet ist, umfasst eine
Menge von Funkverbindungen, die gleichzeitig in einem spezifischen
Kommunikationsdienst zwischen dem Benutzergerät und dem Funknetzwerk einbezogen
sind. Eine Aktualisierungsprozedur für die aktive Menge kann angewendet
werden, um die aktive Menge der Kommunikation zwischen dem Benutzergerät und UTRAN
zu modifizieren. Die Prozedur kann drei Funktionen umfassen: Hinzufügen einer
Funkverbindung, Entfernen einer Funkverbindung und kombiniertes
Hinzufügen
und Entfernen einer Funkverbindung. Es wird bemerkt, dass die Menge
der Knoten B, mit denen das Benutzergerät gegenwärtig kommuniziert, auf der
Basis der aktiven Menge identifiziert wird.
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Die
maximale Anzahl der gleichzeitigen Funkverbindungen ist auf Acht
gesetzt. Neue Funkverbindungen werden zur aktiven Menge hinzugefügt, sobald
die Pilotsignalstärke
jeweiliger Basisstationen einen bestimmten Schwellwert relativ zum
Pilotsignal des stärksten
Mitglieds der aktiven Menge übersteigt.
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Eine
Funkverbindung wird von der aktiven Menge entfernt, sobald die Pilotsignalstärke der
jeweiligen Basisstation einen bestimmten Schwellwert relativ zum
stärksten
Mitglied der aktiven Menge übersteigt.
Der Schwellwert für
ein Hinzufügen
einer Funkverbindung wird typisch höher gewählt als der Schwellwert für das Entfernen
einer Funkverbindung. Daher bilden Ereignisse des Hinzufügens und
Entfernens eine Hysterese hinsichtlich der Pilotsignalstärken.
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Pilotsignalmessungen
können
dem Netzwerk (z.B. einer S-RNC) von dem Endgerät mittels der RRC-Signalisierung
mitgeteilt werden. Vor dem Senden der Pilotsignalmessergebnisse
wird gewöhnlich
ein gewisses Filtern durchgeführt,
um schnellen Schwund auszumitteln. Typische Filterdauer kann etwa
200 ms sein, die zu einer Handover-Verzögerung beiträgt. Auf
der Basis der Messergebnisse kann das Netzwerk (z.B. eine S-RNC)
entscheiden, die Ausführung
eine der Funktionen der Aktualisierungsprozedur der aktiven Menge anzustoßen (Hinzufügen/Entfernen
eines Knotens B zu/von der gegenwärtigen aktiven Menge).
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E-DCH – Knoten
B gesteuerte Planung
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Eine
vom Knoten B gesteuerte Planung ist eine der technischen Merkmale
für einen
E-DCH, von dem vorhergesehen wird, dass eine effizientere Nutzung
der Aufwärtsverbindungsleistungsressource
ermöglicht wird,
um einen höheren
Zellendurchsatz in der Aufwärtsverbindung
vorzusehen und die Abdeckung zu vergrößern. Der Begriff "Knoten B gesteuerte
Planung" bezeichnet
die Möglichkeit
für den
Knoten B, innerhalb der von der RNC gesetzten Grenzen die Menge
der TFC zu steuern, aus der das Endgerät eine geeignete TFC wählen kann.
Die Menge der TFC, aus der das Endgerät eine TFC automatisch wählen kann,
wird im Folgenden als "Knoten
B gesteuerte TFC-Untermenge" bezeichnet.
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Die "Knoten B gesteuerte
TFC-Untermenge" ist
eine Untermenge der TFC, die von der RNC konfiguriert wird, wie
in 8 zu sehen ist. Das Benutzergerät wählt eine
geeignete TFC aus der "Knoten
B gesteuerten TFC-Untermenge" aus
und wendet dabei den Rel5-TFC-Auswahlalgorithmus
an. Eine jede TFC in der "Knoten
B gesteuerten TFC-Untermenge" kann
von dem Benutzergerät
ausgewählt
werden, vorausgesetzt, dass es eine ausreichende Leistungsreserve
gibt, eine ausreichende verfügbare
Datenmenge gibt und dass die TFC nicht im blockierten Zustand ist.
Es existieren zwei fundamentale Ansätze zur Planung von Benutzergerät-Übertragungen
für den
E-DCH. Die Planungsschemata können
alle betrachtet werden als Verwaltung der TFC-Auswahl in dem Benutzergerät und sie
unterscheiden sich hauptsächlich
dadurch, wie der Knoten B diesen Prozess und die zugeordneten Signalisierungsanforderungen
beeinflussen kann.
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Vom Knoten
B gesteuerte Ratenplanung
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Das
Prinzip dieses Planungsansatzes ist, dem Knoten B zu ermöglichen,
die Transportformatkombinationsauswahl des Benutzergeräts durch
schnelle TFCS-Einschränkungssteuerung
zu steuern und einzuschränken.
Ein Knoten B kann die "Knoten-B-gesteuerte
Untermenge", aus
der ein Benutzergerät
eine geeignete Transportformatkombination autonom auswählen kann,
durch Schicht-1-Signalisierung erweitern/einschränken. Bei der vom Knoten B
gesteuerten Ratenplanung können
alle Aufwärtsverbindungsübertragungen parallel
vorkommen, aber mit einer derartigen, genügend niedrigen Rate, dass der
Rauschanstiegsschwellwert im Knoten B nicht überschritten wird. Daher können sich Übertragungen
von unterschiedlichen Benutzergeräten zeitlich überlappen.
Mit Ratenplanung kann ein Knoten B nur die Aufwärtsverbindungs-TFCS einschränken, hat
aber keine Steuerung der Zeit, zu der Benutzergeräte Daten
auf dem E-DCH übertragen.
Aufgrund dessen, dass ein Knoten B nicht die Zahl der Benutzergeräte kennt,
die zur selben Zeit übertragen,
ist keine präzise
Steuerung des Aufwärtsverbindungsrauschanstiegs
in der Zelle möglich
(siehe 3GPP TR 25.896: "Feasibility
study für
Enhanced Uplink für
UTRAN FDD (Release 6)",
Version 1.0.0, verfügbar über http://www.3gpp.org).
-
Zwei
neue Schicht-1-Nachrichten werden eingeführt, um die Transportformatkombinationssteuerung durch
Schicht-1-Signalisierung zwischen dem Knoten B und dem Benutzergerät zu ermöglichen.
Eine Ratenanforderung (RR, Rate Request) kann in der Aufwärtsverbindung
von dem Benutzergerät
zum Knoten B übertragen
werden. Mit der RR kann das Benutzergerät von den Knoten B anfordern,
die "Knoten-B-gesteuerte TFC-Untermenge" um einen Schritt
auszuweiten/einzuschränken.
Ferner kann eine Raten-Gewährung
(RG, Rate Grant) auf der Abwärtsverbindung
von dem Knoten B zum Benutzergerät übertragen
werden. Unter Verwendung der RG kann der Knoten B die "Knoten-B-gesteuerte
TFC-Untermenge" verändern, d.h.
durch Senden von Aufwärts-/Abwärtskommnados.
Die neue "Knoten-B-gesteuerte
TFC-Untermenge" ist
bis zur nächsten
Aktualisierung gültig.
-
Vom Knoten
B gesteuerte Raten- und Zeitplanung
-
Das
Basisprinzip der vom Knoten B gesteuerten Raten- und Zeitplanung
ist, (nur theoretisch) zuzulassen, dass eine Untermenge der Benutzergeräte zu einem
gegebenen Zeitpunkt senden, derart, dass ein gewünschter Gesamtrauschanstieg
im Knoten B nicht überschritten
wird. Statt einem Senden von Aufwärts-/Abwärtskommandos für das Erweitern/Einschränken der "Knoten-B-gesteuerte
TFC-Untermenge" um
einen Schritt kann der Knoten B die Transportformatkombinationsuntermenge
auf jeden zulässigen
Wert durch explizite Signalisierung aktualisieren, z.B. durch Senden
eines TFCS-Indikators (der ein Zeiger sein kann).
-
Ferner
kann ein Knoten B die Startzeit und die Gültigkeitsperiode setzen, zu
der bzw. innerhalb der ein Benutzergerät senden darf. Aktualisierungen
der "Knoten-B-gesteuerten
TFC-Untermengen" für unterschiedliche
Benutzergeräte
können
von dem Planer koordiniert werden, um Übertragungen von vielfachen
Benutzergeräten
im möglichen
Ausmaß zu
vermeiden, die sich zeitweise überlappen.
In der Aufwärtsverbindung
von CDMA-Systemen stehen gleichzeitige Übertragungen immer zueinander
in Interferenz. Deshalb kann ein Knoten B durch Steuerung der Anzahl
von Benutzergeräten,
die gleichzeitig Daten auf dem E-DCH senden, eine präzisere Steuerung
der Aufwärtsverbindungsinterferenzstufe
in der Zelle haben. Der Knoten-B-Planer kann entscheiden, welche
Benutzergeräte
senden dürfen,
und auch den korrespondierenden TFCS-Indikator auf einer Übertragungszeitintervall-(TTI)-Basis basierend z.B.
auf dem Pufferstatus des Benutzergeräts, dem Leistungsstatus des
Benutzergeräts
und verfügbarem
Interferenzanstiegsabstand über
thermischen Rauschen (RoT, Rise over Thermal) im Knoten B.
-
Zwei
neue Schicht-1-Meldungen werden eingeführt, um eine vom Knoten B gesteuerte
Raten- und Zeitplanung zu unterstützen. Eine Planungsinformationsaktualisierung
(SI, Scheduling Information Update) kann von dem Benutzergerät auf der
Aufwärtsverbindung
zu dem Knoten B gesendet werden. Falls das Benutzergerät einen
Bedarf hat, eine Planungsanforderung zum Knoten B zu senden (z.B.
wenn neue Daten im Puffer des Benutzergeräts vorliegen), kann ein Benutzergerät eine benötigte Planungsinformation
senden. Mit dieser Planungsinformation stellt das Benutzergerät dem Knoten
B Information über
seinen Status bereit, z.B. seine Pufferbelegung und verfügbare Übertragungsleistung.
-
Eine
Planungszuweisung (SA, Scheduling Assignment) kann von einem Knoten
B über
die Abwärtsverbindung
an das Benutzergerät übertragen
werden. Nach dem Empfang der Planungsanforderung kann der Knoten
B ein Benutzergerät
auf der Basis der Planungsinformation (SI) und Parametern wie verfügbarer RoT-Abstand
im Knoten B einplanen. In der Planungszuweisung kann der Knoten
B den von dem Benutzergerät
zu verwendenden TFCS-Indikator und nachfolgende Übertragungsstartzeit und Gültigkeitsperiode
signalisieren.
-
Die
vom Knoten B gesteuerte Raten- und Zeitplanung bietet eine präzisere RoT-Steuerung
im Vergleich zu der nur Raten-gesteuerten Planung, wie bereits zuvor
erwähnt.
Jedoch wird diese präzisere
Steuerung der Interferenz in dem Knoten B erreicht auf Kosten vermehrter
Signalisierung und von Planungsverzögerung (Planungsanforderungs-
und Planungszuweisungsmeldungen) im Vergleich zu der Ratensteuerungsplanung.
-
In 10 wird
eine allgemeine Planungsprozedur mit von dem Knoten B gesteuerter
Zeit- und Ratenplanung
gezeigt. Wenn ein Benutzergerät
für die Übertragung
von Daten auf E-DCH
eingeplant zu werden wünscht,
sendet es zuerst eine Planungsanforderung an den Knoten B. Tprop bezeichnet hier die Ausbreitungszeit über der
Luftschnittstelle. Der Inhalt dieser Planungsanforderung ist Information
(Planungsinformation) z.B. Pufferstatus und Leistungsstatus des
Benutzergeräts.
Nach Empfang dieser Planungsanforderung kann der Knoten B die erhaltene
Information verarbeiten und die Planungszuweisung bestimmen. Die
Planung wird die Verarbeitungszeit Tschedule benötigen.
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Die
Planungszuweisung, welche den TFCS-Indikator und die korrespondierende Übertragungsstartzeit
und Gültigkeitsperiode
umfasst, kann dann auf der Abwärtsverbindung
zu dem Benutzergerät übertragen werden.
Nach Empfang der Planungszuweisung wird das Benutzergerät die Übertragung
auf E-DCH in dem zugewiesenen Übertragungszeitintervall
starten.
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Die
Verwendung von entweder Ratenplanung oder Zeit- und Ratenplanung
kann durch die verfügbare Leistung
eingeschränkt
sein, da der E-DCH mit einer Mischung anderer Übertragungen durch die Benutzergeräte in der
Aufwärtsverbindung
koexistieren muss. Die Koexistenz unterschiedlicher Planungsmodes
kann für Flexibilität bei der
Bedienung unterschiedlicher Verkehrstypen sorgen. Z.B. kann Verkehr
mit geringen Datenvolumen und/oder höherer Priorität wie ein
TCP ACK/NACK gesendet werden unter Verwendung nur eines Ratensteuerungsmodes
mit autonomen Übertragungen
im Vergleich zu der Verwendung von Zeit- und Ratensteuerungsplanung. Das erste
würde eine
geringere Verzögerung
und weniger Signalisierung benötigen.
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Transportkanäle und TFC-Auswahl
-
In
Mobilkommunikationssystemen der dritten Generation werden auf höheren Schichten
erzeugte Daten über
die Luft auf Transportkanälen
getragen, die auf unterschiedliche physi sche Kanäle in der physischen Schicht
abgebildet werden. Transportkanäle
sind die Dienste, die von der physischen Schicht der Medienzugriffssteuerungsschicht
(MAC, Medium Access Control) für
die Informationsübertragung
angeboten werden. Die Transportkanäle sind primär in zwei
Typen gegliedert:
- • gemeinsame Transportkanäle, wo ein
Bedarf existiert für
explizite Identifizierung des empfangenden Benutzergeräts, falls
die Daten auf dem Transportkanal für ein spezifisches Benutzergerät oder eine
Untermenge aller Benutzergeräte
gedacht sind (für
Rundfunktransportkanäle
wird keine Benutzergeräte-Identifizierung
benötigt)
- • dedizierte
(gewidmete) Transportkanäle,
wo das empfangende Benutzergerät
implizit durch den physischen Kanal gegeben sind, der den Transportkanal
trägt.
-
Ein
Beispiel für
einen dedizierten Transportkanal ist der E-DCH. Die Daten werden
innerhalb der Transportkanäle
während
periodischer Intervalle übertragen,
die gewöhnlich
als Übertragungszeitintervalle (TTI,
transmission time interval) bezeichnet werden. Ein Transportblock
ist die Grunddateneinheit, die über Transportkanäle ausgetauscht
wird, d.h. zwischen der physischen Schicht und der MAC-Schicht.
Transportblöcke
werden durch die physische Schicht einmal in jedem TTI angeliefert
oder abgegeben. Das Transportformat (TF) beschreibt, wie Daten während eines
TTI auf einem Transportkanal übertragen
werden.
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Das
Transportformat besteht aus zwei Teilen. Der semi-statische Teil
zeigt das Übertragungszeitintervall
(TTI) (z.B. 10 ms, 30 ms, 40 ms, 80 ms), den Typ der FEC-(Forward
Error Correction, Vorwärtsfehlerkorrektur)-Codierung
(z.B. Faltung, Turbo oder ohne), die Kanalcodierungsrate (z.B. ½, 1/3) und
die CRC-Größe an. Der
zweite Teil, der dynamische Teil, zeigt die Anzahl der Transportblöcke pro
TTI und die Anzahl der Bits pro Transportblock an.
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Die
Attribute des dynamischen Teils können für jedes TTI variieren, wohingegen
die Attribute des semi-statischen Teils durch die RRC-Transportkanalrekonfigurationsprozedur
verändert
werden. Für
jeden Transportkanal sind eine Menge von Transportformaten definiert,
die so genannte Transportformatmenge (TFS, Transport Format Set).
Die TFS wird der MAC-Schicht von der RRC beim Einrichten des Transportkanals
zugewiesen. Eine Aufwärtsverbindung
oder Abwärtsverbindung
besteht typisch aus mehr als einem Transportkanal. Die Kombination
von Transportformaten aller Transportkanäle ist als die Transportformatkombination
(TFC, Transport Format Combination) bekannt. Beim Start eines jeden
TTI wird eine geeignete TFC für
alle Transportkanäle
ausgewählt.
Abhängig
von der Anzahl der Transportkanäle
umfasst die TFC eine Anzahl von TF, die das für die Übertragung von Daten des jeweiligen
Transportkanals innerhalb eines TTI zu verwendende Transportformat
definieren.
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Die
MAC-Schicht wählt
das Transportformat für
jeden Transportkanal auf der Basis einer Menge von Transportformatkombinationen
(oder TFCS für
Transport Format Combination Set) aus, die von der RRC-(Radio Resource
Control)-Einheit zugewiesen ist, und wählt auch die auf dem zugeordneten
Transportkanal während
des korrespondierenden TTI zu übertragende
Quantität
der Daten eines jeden logischen Kanals aus. Diese Prozedur wird
als "TFC-(Transport
Format Combination)-Auswahl" bezeichnet.
Für Details über die UMTS-TFC-Auswahlprozedur
siehe 3GPP TS 25.321, "Medium
Access Control (MAC) protocol specification (Release 6)" Version 6.1.0, verfügbar über http://www.3gpp.org.
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TFC-Auswahl
im Benutzergerät
kann am Start einer jeden Bezugs-TTI ausgeführt werden, welche die kleinste
TTI der betroffenen Transportkanäle
bezeichnet. Falls z.B. TFC-Auswahl durchgeführt wird unter drei Transportkanälen, wobei
die TTI-Länge
des Transportkanals Nr. 1 gleich 10 ms und die TTI-Länge der
Transportkanäle
Nr. 2 und Nr. 3 gleich 40 ms ist, dann wird TFC-Auswahl alle 10
ms durchgeführt.
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Soft-Handover (SHO) für E-DCH
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Gegenwärtig wird
beachtet, dass Soft-Handover für
Datenübertragungen
auf E-DCH unterstützt
wird, wie für
dedizierte Kanäle
in Rel99/4/5. Es gibt verschiedene Optionen für die Weise, wie die Aufwärtsverbindungsübertragung
im Soft-Handover gesteuert wird. Es kann gerade eine Planungseinheit
(Planungsknoten B) geben, die die Aufwärtsverbindungsübertragungen
des Benutzergeräts
(maximale Datenrate/Leistungsverhältnis) steuert, oder es kann
eine Vielzahl von Planungseinheiten geben, z.B. alle Knoten B in
der aktiven Menge.
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E-DCH-Übertragungen
von Benutzergeräten
in Soft-Handover können
einen Einfluss haben auf die RoT-Variation der mehreren Zellen in
der aktiven Menge. Falls z.B. ein Knoten B als die einzige Planungseinheit
identifiziert ist, kann die Planung eines Benutzergeräts in SHO
ohne Berücksichtigung
nichtplanender Zellen in der aktiven Menge zu einer unerwarteten
Veränderung
des RoT in jenen Zellen führen.
Diese Interferenz, die auch als Andere-Zellen-Interferenz bezeichnet wird, kann einen
Einfluss auf den durchschnittlichen Zellendurchsatz in jenen Zellen
haben.
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Gleichung
1 zeigt, dass für
ein bezeichnetes Rauschanstiegsziel in dem System ein Anstieg des
i-Faktors – definiert
als das Verhältnis
der Andere-Zellen-Interferenz zur Eigene-Zellen-Interferenz – den durchschnittlichen Zellendurchsatz
reduziert. Die Gleichung kann leicht abgeleitet werden aus Basisformeln,
die von Holma et al. in "WCDMA
for UMTS", Wiley & Sons, <Jahr>, <Kapitel/Seiten>, 2002, Kapitel 8, Seite 174 präsentiert
wurden:
-
-
Ein
Weg zur Reduzierung des i-Faktors und damit der Vergrößerung des
durchschnittlichen Zellendurchsatzes ist, das Übertragungen mit hohen Datenrate
für Benutzergeräte bei Soft-Handover zu vermeiden. Nur
kleine Datenraten werden jenen Benutzergeräten von dem Planungsknoten
B zugewiesen. Aber diese Strategie würde andererseits die Abdeckung
reduzieren, was im Gegensatz zu einer der Ziele der verbesserten
Aufwärtsverbindung
steht. Deshalb ist ein anderes Verfahren erforderlich, welches eine
effiziente Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung
für Benutzergeräte beim
Soft-Handover ermöglicht.
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Im
Fall vielfacher planender Knoten B kann es einige weitere Probleme
geben. 11 zeigt ein beispielhaftes
Soft-Handover-Szenario, bei dem beide Knoten B in der aktiven Menge
Aufwärtsverbindungsübertragungen
des Benutzergeräts
durch Beschränken
der maximal zulässigen
Datenrate für
E-DCH-Übertragungen
steuern. Jeder Knoten reserviert Ressour cen für dieses Benutzergerät entsprechend
der signalisierten zulässigen
Datenübertragungsrate.
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In
dem Beispiel weist Knoten B2 dem Benutzergerät Ressourcen für eine maximale
Datenrate von 256 kps zu, während
Knoten B1 dem Benutzergerät
nur Ressourcen bis zu 64 kps zuweist.
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Das
Benutzergerät
würde z.B.
die niedrigste Ratenbeschränkung
von 64 kps annehmen, um unerwartete Aufwärtsverbindungsinterferenz zum
Knoten B1 zu vermeiden. Da jedoch Knoten B2 die von Knoten B1 signalisierte,
maximal zulässige
Datenrate nicht kennt, hat er dem Benutzergerät Ressourcen zugewiesen, die nicht
gebraucht werden. Diese nicht gebrauchte Ressource könnte anderen
Benutzergeräten
des Knotens B2 zugewiesen werden.
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US 6,414,947 B1 betrifft
ein zellulares CDMA-Kommunikationssystem mit zwei Basisstationen,
deren jede Ressource-Zuweisungseinrichtungen und Kommunikationseinrichtungen
für die
Kommunikation über eine
Funkschnittstelle zu einem Benutzerendgerät in Soft-Handover mit zwei
Basisstationen umfasst. Anfängliche
Ressource-Planung wird in den zwei Basisstationen durchgeführt und
berücksichtigt
nur das Benutzerendgerät
in Soft-Handover in der zugeordneten Zelle. Die Ressource-Zuweisung
wird dann zur nicht-zugeordneten Basisstation kommuniziert, die
ihre Ressource-Zuweisung unter Berücksichtigung des Benutzerendgeräts in Soft-Handover
aktualisiert.
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Das
US-Patent 5,914,950 betrifft ein Verfahren und einen Apparat für Rückverbindungsratenplanung in
einem Kommunikationssystem mit einer variablen Datenübertragungsrate.
Die durch die mobilen Stationen innerhalb eines Mobilkommunikationssystems
auf der Rückverbindung
verursachte Interferenz begrenzt die maximale Kapazität auf der
Rückverbindung
innerhalb einer Funkzelle, und der Leistungssteuerungsmechanismus
kann nach diesem Dokument eine Begrenzung der Interferenz ermöglichen.
Das US-Patent schlägt
die Verwendung eines zentralisierten Planungsansatzes vor, bei dem
ein Kanalplaner und die Basisstationssteuerungen Übertragungen
der ungeplanten und der geplanten Aufgaben über das gesamte CDMA-Netzwerk
koordinieren. Die Basisstationssteuerung berechnet die maximal unterstützte Übertragungsrate
für die
Planungsdaten für
jede Zelle, um sicherzustellen, dass die der geplanten Aufgabe für die ferne
Station zugewiesene Rückverbindungs kapazität von jeder
Zelle unterstützt
werden kann, welche die ferne Station in Soft-Handover unterstützt. Der
Planer verlangt die minimale Übertragungsrate
von der bestimmten, maximal unterstützten Übertragungsrate, eine verlangte Übertragungsrate
von der jeweiligen fernen Station und eine bevorzugte Übertragungsrate,
welche definiert ist als die „maximale
geplante Übertragungsrate" für den geplanten
Benutzer, d.h. die ferne Station.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren für die Steuerung des Einflusses
von Aufwärtsverbindungsübertragungen
während
eines Soft-Handovers auf den Rauschanstieg über thermisches Rauschen (RoT,
Rise over Thermal) vorzusehen.
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Das
Ziel wird erreicht durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein
Hauptaspekt der offengelegten Erfindung ist, eine effiziente RoT-Steuerung
vorzusehen durch Vorsehen einer Koordination zwischen den Knoten
B der aktiven Menge mittels Signalisierung des Maximalbetrags der
Aufwärtsverbindungsressourcen,
die einem Benutzergerät
in Soft-Handover von den Knoten B der aktiven Menge zugewiesen werden.
Abhängig
von der darunter liegenden Funkzugriffsnetzwerkarchitektur kann
die Signalisierung die Daten über
eine Netzwerkeinheit übermitteln,
welche die Funkressourcen des Benutzergeräts im Soft-Handover steuert.
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Eine
andere alternative Lösung
nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann Gebrauch machen von
dem Maximalbetrag der Ressourcen, die von dem Benutzergerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen während eines
Soft-Handovers von dem Benutzergerät zu den Knoten B der aktiven
Menge verwendet werden, um die oben angeführten Probleme zu überwinden.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren für die Kommunikation von Information vorgesehen,
die sich auf das Planen von Aufwärtsverbindungsübertragungen
bezieht. Ein mobiles Endgerät kann
Daten auf der Aufwärtsverbindung
zu einer Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des
mobilen Endgeräts
in einem Mobilkom munikationssystem übertragen. Mindestens eine
Basisstation der Vielzahl von Basisstationen plant Aufwärtsverbindungsübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover.
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Die
mindestens eine planende Basisstation der Vielzahl von Basisstationen
kann Planungsinformation bestimmen, die bezeichnend ist für einen
Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen,
die dem mobilen Endgerät
zugewiesen werden können.
Der zugewiesene Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen kann
mindestens einer anderen Basisstation der Vielzahl von Basisstationen
angezeigt werden. Die mindestens eine andere Basisstation kann mindestens
ein anderes Endgerät
planen, das in Kommunikation mit einer jeweiligen Basisstation steht,
wobei es den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen berücksichtigt,
die dem mobilen Endgerät
in Soft-Handover zugewiesen sind.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann die mindestens eine planende Basisstation die bestimmte
Planungsinformation dem mobilen Endgerät in Soft-Handover signalisieren,
um dem Endgerät
den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
zuzuweisen.
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Darüber hinaus
kann in einer anderen Ausführungsform
der Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
die maximale Datenrate oder die maximale Aufwärtsverbindungssendeleistung
anzeigen, die von dem mobilen Endgerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen
verwendet werden kann.
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Mögliche Verwirklichungen
für die
Signalisierung des Betrags der Aufwärtsverbindungsressourcen, die
einem mobilen Endgerät
zugewiesen sind, kann die Nutzung der Steuerung der maximalen TFC
des mobilen Endgeräts
oder die Signalisierung der zugewiesenen maximalen Aufwärtsverbindungssendeleistung sein.
Daher kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die
mindestens eine planende Basisstation Aufwärtsverbindungsübertragungen
durch Steuerung der TFCS planen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover
zur Verfügung
stehen, oder durch Steuerung der Aufwärtsverbindungssendeleistung
des mobilen Endgeräts.
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Der
angezeigte zugewiesene Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen kann
z.B. über
eine Netzwerkeinheit transportiert werden, welche die Funkressourcen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover steuert. In einer Variation der obigen Ausführungsform
kann das Anzeigen des zugewiesenen Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen
das Signalisieren des zugewiesenen Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen
von der mindestens einen planenden Basisstation an eine Netzwerkeinheit,
die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuert,
und das Weiterreichen des zugewiesenen Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen
an die anderen Basisstationen durch die Einheit umfassen, die Funkressourcen
steuert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die Funkressourcesteuerungseinheit auf der Basis
der Zelleninterferenz innerhalb der Funkzelle, die durch jeweilige
der anderen Basisstationen bestimmen, ob sie den zugewiesenen Maximalbetrag
der Aufwärtsverbindungsressourcen
an jeweilige der anderen Basisstationen weiterreicht. Dadurch kann
die Funkressourcesteuerungseinheit die Signalisierungsmenge reduzieren,
da Information über
den Betrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Aufwärtsverbindungsressourcen
nur bei Bedarf von der Funkressourceeinheit weitergereicht wird.
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In
einer weiteren Variation der obigen Ausführungsformen wird der angezeigte
zugewiesene Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen unter
Verwendung von Steuerungssignalisierung transportiert.
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In
einer anderen Variation kann eine planende Basisstation ferner den
angezeigten zugewiesenen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen zu
dem mobilen Endgerät
in Soft-Handover jedesmal dann bestimmen, signalisieren und anzeigen,
wenn das mobile Endgerät
in Soft-Handover geplant wird.
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Alternativ
kann der Maximalbetrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Ressourcen nur
verteilt werden, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind.
In dieser Hinsicht kann die mindestens eine planende Basisstation
neue Planungsinformation bestimmen, die bezeichnend ist für einen
neuen Maximalbetrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Ressourcen,
und kann die bestimmte zweite Planungsinformation dem mobilen Endgerät in Soft-Handover signalisieren,
um den neuen Maximalbetrag der Ressourcen dem Endgerät zuzuweisen.
Im Gegensatz zu der vorhergehenden Variation der Ausführungsform
kann der zugewiesene neue Betrag der Ressourcen nur den anderen
Basisstationen angezeigt wer den, wenn eine Differenz zwischen dem
neuen Betrag der Ressourcen und dem vorherigen Maximalbetrag der
Ressourcen größer als
ein vorbestimmter Schwellwert ist.
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In
einer Variation kann die mindestens eine planende Basisstation Information,
die den vorbestimmten Schwellwert anzeigt, von einer Netzwerkeinheit
empfangen, die die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover
steuert.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung definiert die Vielzahl der Basisstationen die aktive Menge
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover, und eine Basisstation kann zu der aktiven Menge
des mobilen Endgeräts
hinzugefügt
werden. In dieser Ausführungsform
kann die die Funkressource steuernde Einheit den Maximalbetrag der
Ressourcen der hinzugefügten
Basisstation signalisieren. Somit ist die neue Basisstation, die
zu der aktiven Menge hinzugefügt
wurde, in Kenntnis des zugewiesenen Maximalbetrags der Ressourcen
für Aufwärtsverbindungsübertragungen
des mobilen Endgeräts
und kann diese Information bei der Planung anderer Aufwärtsverbindungsübertragungen
von anderen mobilen Endgeräten
in ihrer Zelle beachten.
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In
einer Variation dieser Ausführungsform
kann die Information für
die Signalisierung des Maximalbetrags der Ressourcen zu der hinzugefügten Basisstation
n innerhalb einer Nachricht enthalten sei, die während der Aktualisierungsprozedur
der aktiven Menge kommuniziert wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann eine die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover
steuernde Netzwerkeinheit von mindestens einer Basisstation der
Vielzahl von Basisstationen fordern, den Maximalbetrag der dem mobilen
Endgerät
in Soft-Handover zugewiesenen Ressourcen an die die Funkressourcen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit zu signalisieren.
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Es
ist zu verstehen, dass die unterschiedlichen Ausführungsformen
der Erfindung und ihre Variationen auf Szenarios angewendet werden
können,
in denen eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover
an alle Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen plant.
-
Alternativ
plant in einer anderen Ausführungsform
der Erfindung jede der Basisstationen Aufwärtsverbindungsübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover zu der jeweiligen einen Basisstation der Vielzahl
der Basisstationen.
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In
dieser Ausführungsform
kann z.B. jede der Vielzahl von Basisstationen ferner Planungsinformation bestimmen,
die bezeichnend ist für
einen Maximalbetrag der Ressourcen, der dem mobilen Endgerät von der jeweiligen
Basisstation zuweisbar ist, und kann ferner die bestimmte Planungsinformation
an das mobile Endgerät
in Soft-Handover signalisieren, um den Maximalbetrag der Ressourcen
dem mobilen Endgerät
für Aufwärtsverbindungsübertragungen
zu der jeweiligen Basisstation zuzuweisen.
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In
einer weiteren Variation kann das mobile Endgerät den niedrigsten Maximalbetrag
der Ressourcen für
Aufwärtsverbindungsübertragungen
an alle Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen wählen.
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Alternativ
kann das mobile Endgerät
einen kombinierten Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auf
der Basis der unterschiedlicher, zugewiesener Maximalbeträge der Aufwärtsverbindungsressourcen
bilden, der von dem mobilen Endgerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen
an alle Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen verwendet
wird.
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Ferner
kann jede der Vielzahl der Basisstationen ihren zugewiesenen Maximalbetrag
der Aufwärtsverbindungsressourcen
einer die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernden Netzwerkeinheit
anzeigen und mindestens eine Untermenge der Vielzahl der Basisstationen
kann mindestens ein mobiles Endgerät in Kommunikation mit der
jeweiligen Basisstation planen unter Berücksichtigung eines kombinierten
Werts oder eines niedrigsten Werts eines Maximalbetrags der Ressourcen,
die der jeweiligen Basisstation von der Funkressource Einheit signalisiert
wurden.
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In
dieser beispielhaften Variation einer Ausführungsform der Erfindung kann
die Funkressourcesteuerungseinheit dann, wenn mehrfache Basisstationen
mit dem mobilen Endgerät
kommunizieren und Aufwärtsverbindungsübertragungen
desselben planen, einen kombinierten Wert oder einen niedrigsten
Wert eines Maximalbetrags von Ressourcen auf der Basis der Maximalbeträge zugewiesener
Ressourcen bestimmen, die durch die Vielzahl von Basisstationen
angezeigt werden, und kann den kombinierten Wert oder den niedrigsten Wert
eines Maximalbetrags der Ressourcen von der Funkressourcesteuerungseinheit
an eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen signalisieren.
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Der
kombinierte Wert oder der niedrigste Wert eines Maximalbetrags der
Ressourcen kann z.B. an jene Basisstationen signalisiert werden,
die einen Maximalbetrag der Ressourcen unterschiedlich von dem bestimmten,
kombinierten oder niedrigsten Wert angezeigt haben.
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Für die Signalisierung
des Maximalbetrags der Ressourcen, der auch als absolute Gewährung bezeichnet
wird, von einer Basisstation zu dem mobilen Endgerät kann ein
gemeinsamer Kanal oder ein dedizierter Kanal verwendet werden entsprechend
einer weiteren Variation der Ausführungsform.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann eine die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover
steuernde Netzwerkeinheit von mindestens einer Basisstation aus
der Vielzahl der Basisstationen den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen,
die dem mobilen Endgerät
in Soft-Handover zugewiesen sind. Durch (individuelles) Abfragen
der Basisstationen kann die die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit
die Signalisierungslast auf Situationen begrenzen, in denen es notwendig
erscheint, planungsrelevante Information einzuholen.
-
In
einer anderen Ausführungsform
de Erfindung werden die übertragenen
Aufwärtsverbindungsdaten von
einem E-DCH getragen.
-
Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung betrifft ein Mobilkommunikationssystem, das Information bezüglich der
Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
kommuniziert. Ein mobiles Endgerät sendet
Daten auf der Aufwärtsverbindung
an eine Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des
mobilen Endgeräts
in dem Mobilkommunikationssystem. Ferner plant mindestens eine Basisstation
der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover. Das Mobilkommunikationssystem kann das mobile
Endgerät
in Soft-Handover, die Vielzahl von Basisstationen und eine die Funkressourcen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit umfassen. Mindestens
eine planende Basisstation der Vielzahl von Basisstationen ist ausgelegt,
Planungsinformation zu bestimmen, die bezeichnend ist für einen
Maximalbetrag der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen
werden können,
und die mindestens eine planende Basisstation und die die Funkressourcen
steuernde Netzwerkeinheit sind ausgelegt, den zugewiesenen Maximalbetrag
der Aufwärtsverbindungsressourcen an
die anderen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen anzuzeigen.
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Darüber hinaus
kann die mindestens eine planende Basisstation in einer weiteren
Ausführungsform der
Erfindung ausgelegt sein, die bestimmte Planungsinformation an das
mobile Endgerät
in Soft-Handover zu signalisieren, um den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
an das Endgerät
zu signalisieren.
-
Ferner
können
die anderen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen ausgelegt
sein, mindestens ein anderes mobiles Endgerät in Kommunikation mit einer
jeweiligen Basisstation zu planen unter Berücksichtigung des angezeigten
Maximalbetrags der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover
zugewiesen sind.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung sind das mobile Endgerät in Soft-Handover, die Vielzahl
von Basisstationen und eine die Funkressourcen des mobilen Endgerät in Soft-Handover
steuernde Netzwerkeinheit ausgelegt, die Schritte des Verfahren
entsprechend einer der oben beschriebenen, unterschiedlichen Ausführungsformen
und ihrer Variationen durchzuführen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht eine Basisstation in einem Mobilkommunikationssystem
vor, die Information bezüglich
der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
kommuniziert. Wieder kann ein mobiles Endgerät Daten auf der Aufwärtsverbindung
an eine Vielzahl von Basisstationen einschließlich der Basisstation während eines
Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in einem Mobilkommunikationssystem übertragen.
Unter anderem kann die Basisstation eine Verarbeitungseinrichtung
für das
Bestimmen von Planungsinformation, die bezeichnend ist für einen
Maximalbetrag von Ressourcen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen
werden können,
und einen Sender umfassen für
das Signalisieren der bestimmten Planungsinformation an das mobile
Endgerät
in Soft-Handover, um den Maximalbetrag der Ressourcen dem Endgerät zuzuweisen.
Der Sender kann ausgelegt sein, den Maximalbetrag der Ressourcen
einer die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernde
Netzwerkeinheit zu signalisieren.
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In
einer Variation kann die Basisstation ferner umfassen: einen Empfänger für den Empfang
eines Maximalbetrag der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover
zugewiesen sind, von der die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit,
und einen Planer für
das Planen mindestens eines anderen mobilen Endgeräts in Kommunikation
mit der Basisstation unter Berücksichtigung
des empfangenen Maximalbetrags der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover
zugewiesen sind.
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Darüber hinaus
sieht die Erfindung eine Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit
in einem Mobilkommunikationssystem vor, die Information bezüglich dem
Planen von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
eines mobilen Endgeräts
an mindestens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen
kommuniziert, wobei das mobile Endgerät in Soft-Handover ist und
Aufwärtsverbindungsdaten
an die Vielzahl von Basisstationen überträgt. Die Funkressourcen steuernde
Netzwerkeinheit kann u.a. umfassen: einen Empfänger für den Empfang eines Maximalbetrags
der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind,
von mindestens einer anderen Basisstation aus der Vielzahl von Basisstationen,
und einen Sender für das
Signalisieren des empfangenen. Maximalbetrags der Ressourcen, die
dem mobilen Endgerät
in Soft-Handover zugewiesen sind, an mindestens eine andere Basisstation
aus der Vielzahl von Basisstationen.
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Nach
einer Variation dieser Ausführungsform
ist ferner der Empfänger
der Funkressourcen steuernden Netzwerkeinheit ausgelegt, einen Maximalbetrag
der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen
sind, von mindestens einer Untermenge der Vielzahl von Basisstationen
zu empfangen, und die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit kann
ferner eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, um einen kombinierten
Wert oder einen niedrigsten Wert eines Maximalbetrags der Ressourcen
auf der Basis der Maximalbeträge
zugewiesener Ressourcen zu bestimmen, die von der Untermenge der
Basisstationen angezeigt wurden. Der Sender kann ferner ausgelegt
sein, den kombinierten Wert oder den niedrigsten Wert eines Maximalbetrags
von Aufwärtsverbindungsressourcen
an eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen zu signalisieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann die Funknetzwerksteuerung eine Einrichtung umfassen,
die ausgelegt ist, die Schritte eines jeden der obigen, in den zahlreichen
Ausführungsformen
und ihren Variationen beschriebenen Verfahren durchzuführen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung betrifft eine andere alternative Lösung der oben angegebenen Probleme.
Nach dieser Ausführungsform
wird ein Verfahren für
das Kommunizieren von Information bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
vorgesehen. Nach diesem Verfahren überträgt ein mobiles Endgerät Daten
auf einer Aufwärtsverbindung
an eine Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des mobilen
Endgeräts
in einem Mobilkommunikationssystem, und mindestens eine Untermenge
der Vielzahl von Basisstationen plant Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover.
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Das
mobile Endgerät
kann Planungsinformation empfangen, die bezeichnend ist für einen
Maximalbetrag von Ressourcen, die dem mobilen Endgerät von der
Untermenge der Basisstationen zugewiesen sind, und kann im mobilen
Endgerät
einen Maximalbetrag der Ressourcen für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
an die Vielzahl der Basisstationen auswählen auf der Basis der empfangenen
Maximalbeträge
von Ressourcen. Ferner kann das mobile Endgerät der Vielzahl der Basisstationen
den gewählten
Maximalbetrag von Ressourcen für
Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
anzeigen.
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In
einer Variation dieses Verfahrens können die Basisstationen nach
dem Empfang des gewählten
Maximalbetrags der Ressourcen mindestens ein anderes mobiles Endgerät in Kommunikation
mit einer jeweiligen Basisstation planen unter Berücksichtigung
des angezeigten, gewählten
Maximalbetrags der Ressourcen, den es von dem mobilen Endgerät in Soft-Handover
empfangen hat.
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In
einer weiteren Variation plant eine Untermenge von Basisstationen
Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
durch Steuerung der TFCS, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zur Verfügung stehen,
und das mobile Endgerät
in Soft-Handover zeigt den gewählten
Maximalbetrag der Ressourcen mittels eines TFCS-Zeigers an, der
die gewählte
TFC für
Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
anzeigt.
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Darüber hinaus
kann in einer anderen Variation die Nachricht, die den TFC-Zeiger
einer Vielzahl von Basisstationen signalisiert, einen Merker umfassen,
der der Vielzahl von Basisstationen anzeigt, dass die maximale Datenrate,
die durch den TFC-Indikator innerhalb der Nachricht spezifiziert
wird, für
Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
während
des Soft-Handovers
von dem mobilen Endgerät
verwendet wird.
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Ferner
betrifft eine andere Ausführungsform
der Erfindung ein mobiles Endgerät
für die
Kommunikation von Information bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen,
wobei das mobile Endgerät
Daten auf einer Aufwärtsverbindung
an eine Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers
des mobilen Endgeräts
in einem Mobilkommunikationssystem überträgt. In dieser Ausführungsform
plant mindestens eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen
Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover. Das mobile Endgerät kann umfassen: einen Empfänger für den Empfang von
Planungsinformation in dem mobilen Endgerät, die bezeichnend ist für den Maximalbetrag
der dem mobilen Endgerät
zugewiesenen Ressourcen, von der Untermenge der Basisstationen,
eine Auswahleinrichtung für
das Wählen
in dem mobilen Endgerät
eines Maximalbetrags der Ressourcen für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
an die Vielzahl von Basisstationen auf der Basis der empfangene
Maximalbeträge
der Ressourcen, und einen Sender für das Anzeigen des gewählten Maximalbetrags
der Ressourcen oder der gewählten
maximalen Leistung für
Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
an die Vielzahl von Basisstationen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird die Erfindung in größerem Detail und mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Ähnliche
oder korrespondierende Details in den Zeichnungen sind mit denselben
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt
die Architektur von UMTS auf hoher Ebene,
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2 zeigt
die Architektur von UTRAN entsprechend UMTS R99/4/5,
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3 zeigt
ein Drift- und ein Dienst-Funksubsystem,
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4 zeigt
die E-DCH-MAC-Architektur,
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5 zeigt
die MAC-e-Architektur in einem Benutzergerät,
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6 zeigt
die MAC-e-Architektur in einem Knoten B,
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7 zeigt
die MAC-e-Architektur in einer RNC,
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8 zeigt
Transportformatkombinationsmengen für vom Knoten B gesteuerte Planung,
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9 zeigt
eine beispielhafte Entwickelte UTRAN-Architektur,
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10 zeigt
eine beispielhafte Planung von Aufwärtsverbindungsübertragungen
in einem Zeit- und Ratenplanungsmode,
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11 zeigt
eine beispielhaft, vom Knoten B gesteuerte Planung eines Benutzergeräts während eines Soft-Handovers,
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12 zeigt
die Koordination von Knoten B unter Verwendung Iur-/Iub-Signalisierung
nach einer Ausführungsform
der Erfindung,
-
13 zeigt
ein beispielhaftes Verfahren für
die Steuerung des RoT von Aufwärtsverbindungsübertragungen
einer Benutzergeräts
in Soft-Handover nach einer Ausführungsform
der Erfindung,
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14 zeigt
ein Verfahren für
die Steuerung des RoT innerhalb einer Zelle unter Verwendung eines adaptiven
Ziel-RoT-Werts, der durch den Knoten B einzuhalten ist, nach einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung,
-
15 zeigt
ein beispielhaftes Verfahren von Knoten B, die die maximalen TFC
eines Benutzergeräts während eines
Soft-Handovers steuern,
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16 zeigt
die Rel99/4/5 Aufwärtsverbindungs-DPCCH-Rahmenstruktur.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
folgenden Abschnitte beschreiben verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung. Die meisten Ausführungsformen
werden nur beispielhaft in Bezug auf ein UMTS-Kommunikationssystem
umrissen, und die in den nachfolgenden Abschnitten verwendete Terminologie
bezieht sich hauptsächliche
auf die UMTS-Terminologie. Jedoch ist nicht beabsichtigt, dass die
verwendete Terminologie und Beschreibung der Ausführungsformen
hinsichtlich einer UMTS-Architektur die Prinzipien und Ideen der
Erfindungen auf solche Systeme begrenzt.
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Auch
ist beabsichtigt, dass die detaillierten Erläuterungen, die in dem obigen
Abschnitt Technischer Hintergrund dargestellt sind, nur einem besseren
Verständnis
der im Folgenden beschriebenen, hauptsächlich UMTS-spezifischen, beispielhaften
Ausführungsformen
dienen und nicht verstanden werden als eine Begrenzung der Erfindung
auf die beschriebenen spezifischen Verwirklichungen von Prozessen
und Funktionen in dem Mobilkommunikationsnetzwerk.
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Die
Ideen und Prinzipien, die in den folgenden Abschnitten umrissen
werden, können
anwendbar sein auf Mobilkommunikationssysteme, die Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
während
eines Soft-Handovers eines mobilen Benutzergeräts vorsehen, welche von Basisstationen
geplant werden. Ferner können
die hier umrissenen Prinzipien besonders anwendbar sein auf Systeme,
in denen separate Beträge
des zulässigen
Rauschanstiegs für
individuelle Benutzergeräte
zugewiesen werden können,
und die deshalb eine Rauschanstiegsverwaltung für Benutzergeräte zulassen,
insbesondere während
eines Soft-Handovers.
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Wie
oben angezeigt, kann die Erfindung z.B. geeignet sein für die Anwendung
in einem UMTS-Mobilkommunikationssystem für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
in einem verbesserten, dedizierten Kanal (E-DCH).
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung schlägt
vor, RoT-Verwaltung für
Aufwärtsverbindungsübertragungen
eines mobilen Endgeräts
(z.B. Benutzergerät)
während
eines Soft-Handovers einzuführen,
d.h. in Situationen, in denen das mobile Endgerät mit mehr als einer Basisstation
(z.B. Knoten B) gleichzeitig kommuniziert.
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Bei
Beachtung des beispielhaften Falls, in dem eine einzige Basisstation
verantwortlich ist für
die Planung der Aufwärtsverbindungsübertragungen
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover,
kann diese Basisstation einen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
für das
mobile Endgerät
auswählen,
und kann den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen demselben
zuweisen. Ferner kann die Basisstation den ausgewählte Maximalbetrag
der Aufwärtsverbindungsressourcen
einer die Funkressourcen des mobilen Endgeräts steuernde Netzwerkeinheit
anzeigen, welche entscheidet, ob sie andere, mit dem mobilen Endgerät kommunizierende
Basisstationen mit der Information über den Maximalbetrag der von
der planenden Basisstation dem mobilen Endgerät zugewiesenen Aufwärtsverbindungsressourcen
versorgt.
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Die
Auswahl und Zuweisung des Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen,
die dem mobilen Endgerät
zugewiesen werden können,
kann z.B. ein Teil der planungssteuernden TFCS-Steuerung des Knoten
B sein. In der gegenwärtigen
UTRAN-Architektur ist die Funknetzwerksteuerungseinheit die S-RNC. Alternativ
kann bei Beachtung der entwickelten UTRAN-Architektur der Dienstknoten
B die Funkressourcen des mobilen Endgeräts steuern.
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Eine
andere Ausführungsform
beachtet die Möglichkeit,
dass alle Basisstationen, die mit dem mobilen Endgerät während eines
Soft-Handovers kommunizieren, aktiv Aufwärtsverbindungsübertragungen
von dem mobilen Endgerät
planen können.
Daher können
die unterschiedlichen Basisstationen entscheiden, unterschiedliche
Maximalbeträge
der Aufwärtsverbindungsressourcen
dem Endgerät
zuzuweisen, was zu dem unerwünschten
Effekt auf den RoT führt,
wie oben beschrieben. In dieser Ausführungsform der Erfindung können die
Basisstationen (oder mindestens jene, die Übertragungen auf der Aufwärtsverbindung
planen) die Funkressourcesteuerungseinheit über den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
informieren, der dem mobilen Endgerät von jeder der Basisstationen
zugewiesen wurde.
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Die
Funkressourcesteuerungseinheit kann unterschiedliche Strategien
verwenden, um einen geeigneten Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auszuwählen, der
von allen Basisstationen in Kommunikation mit dem mobilen Endgerät dem mobilen
Endgerät
zugewiesen werden kann. Dieser ausgewählte Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
kann dann den individuellen Basisstationen angezeigt werden, die
diese Information für
die Planung des mobilen Endgeräts
verwenden können,
für die
die jeweilige Basisstation verantwortlich ist.
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Z.B.
kann die Funkressourcesteuerungseinheit den niedrigsten angezeigten
Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen
oder einen kombinierten Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auszuwählen, der z.B.
der durchschnittliche Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auf
der Basis der angezeigten Beträge der
Aufwärtsverbindungsressourcen
sein kann.
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Diese
beispielhaften Ausführungsformen
und ihre Variationen werden in den folgenden Abschnitten für beispielhafte
Zwecke in größerem Detail
hinsichtlich der Aufwärtsverbindungsübertragungen
auf dem E-DCH und der gegenwärtigen
UTRAN-Architektur beschrieben.
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Wie
bereits oben angeführt,
ist ein Problem in einem Soft-Handover-Szenario, dass der Knoten
B der aktiven Menge keine Kenntnis hat von der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation
der anderen Knoten B innerhalb der aktiven Menge. Ferner brauchen
die Knoten B keine Kenntnis zu haben von den planungsbezogenen Kommandos,
z.B. maximale Datenrate, die zugewiesen werden kann, welche von
den anderen Knoten B der aktiven Menge signalisiert wurden. Ein
Weg, dieses Problem zu überwinden,
ist die Einführung
einer gewissen Koordination unter den Knoten B der aktiven Menge.
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Wenn
es nur eine planende Einheit im Soft-Handover gibt, z.B. die beste
Abwärtsverbindungszelle, sind
die nicht-planenden Knoten B ohne Kenntnis der maximal zugewiesenen
TFC (maximale Datenrate) von dem planenden Knoten B. Deshalb kann
das Benutzergerät
einen signifikanten Beitrag von unerwartetem Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
in den Funkzellen jener nicht-planenden Knoten B verursachen.
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Um
diesen unerwarteten Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
zu vermeiden, und daher eine effizientere RoT-Steuerung vorzusehen,
kann der planende Knoten B die anderen Knoten B der aktiven Menge über die maximale,
dem Benutzergerät
zugewiesene TFC informieren. Dies kann z.B. erreicht werden durch
Steuerungssignalisierung über
die Iub/Iur-Schnittstellen.
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Zuerst
kann der planende Knoten B die maximale TFC (Datenrate) für das Benutzergerät bestimmen z.B.
auf der Basis der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation
in seiner eigenen Zelle und/oder auf der Basis von Planungsanforderungen
von dem Benutzergerät.
Der planende Knoten B kann die „maximal zugewiesene TFC" an die S-RNC signalisieren,
z.B. durch Steuerungssignalisierung über Iub/Iur.
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Die
S-RNC kann als Nächstes
die anderen Knoten B der aktiven Menge über die „maximale zugewiesene TFC" durch Steuerungssignalisierung über Iub/Iur
informieren. Die Knoten B der aktiven Menge können diesen signalisierten
Wert für
die Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung
in ihren Funkzellen berücksichtigen.
Da die anderen nicht-planenden Knoten B nun Kenntnis von der zugewiesenen
maximalen TFC haben, wird kein unerwarteter Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
von dem Benutzergerät
verursacht. Die Knoten B können
diese signalisierten „maximalen
TFC" für die Planung
anderer Benutzergeräte
innerhalb ihrer jeweiligen Funkzellen nehmen.
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In
einer Variation kann der planende Knoten B z.B. die anderen Knoten
B der aktiven Menge über
die maximale, dem Benutzergerät
zugewiesene Datenrate jedesmal dann informieren, wenn er das Benutzergerät in Soft-Handover
plant. In einer anderen Variation kann der planende Knoten B die
anderen Knoten B innerhalb der aktiven Menge über eine neu zugewiesene, maximale
TFC informieren, falls es eine signifikante Differenz im Vergleich
zu der zuvor zugewiesenen, maximalen TFC gibt. Die Signifikanz der
Differenz kann z.B. bestimmt werden auf der Basis eines Schwellwerts.
Diese Operation kann z.B. die Iub/Iur-Signalisierungslast reduzieren.
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Ein
Beispiel, das das oben beschriebene Verfahren exemplarisch demonstrieren
soll, wird in 12 gezeigt. Das Benutzergerät ist zuerst
in Verbindung mit Knoten B1. Die "vom Knoten B1 gesteuerte TFC-Untermenge" wird im Knoten B1
und im Benutzergerät
aktualisiert ent sprechend basierend auf Signalisierung zwischen
Benutzergerät
und Knoten B1. Wenn das Benutzergerät Soft-Handover beginnt, wird
eine neue Funkverbindung zwischen Benutzergerät und Knoten B2 eingerichtet,
d.h. der Knoten B2 wird der aktiven Menge hinzugefügt.
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Wenn
die S-RNC die Aktualisierung der aktiven Menge auf der Basis der
Messergebnisse anstößt, die von
dem Benutzergerät
berichtet werden, kann sie den Knoten B1 auffordern, die dem Benutzergerät zugewiesene "maximale TFC" zu signalisieren.
Die S-RNC kann die empfangene Information über die "maximale TFC" von dem Knoten B1 an den Knoten B2 übergeben.
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Bei
Beachtung z.B. von beispielhaften Zwecken der Funkverbindungshinzufügung in
einem UMTS-Netzwerk, verlangt das Hinzufügen einer neuen Funkverbindung
zu der aktiven Menge einige Iub- und RRC-Signalisierung. Deshalb
gibt es kein Problem hinsichtlich Verzögerungen durch Anwendung des
vorgeschlagenen Mechanismus.
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Nach
dem Empfang der "maximalen
TFC" von der S-RNC
kann der Knoten B2 Ressourcen für
das Benutzergerät
reservieren und den Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
in seiner Zelle effizienter verwalten.
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In
einem anderen beispielhaften Soft-Handover-Szenario nach einer weiteren
Variation dieser Ausführungsform
ist für
vielfache Knoten B zulässig,
Planungskommandos an das Benutzergerät zu senden, z.B. steuern alle
Knoten B der aktiven Menge die Aufwärtsverbindungsübertragungen
durch TFC-Einschränkungen.
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Wenn
beispielsweise das in 14 gezeigte Soft-Handover-Szenario
angenommen wird, weist Knoten B1 Datenraten bis zu TFC6 und Knoten
B2 Datenraten bis zu TFC8 entsprechend der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation
in ihren eigenen Zellen dem Benutzergerät zu. Um die Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung
zu optimieren, können
die Knoten B der aktiven Menge ihre dem Benutzergerät zugewiesene "maximale TFC" der S-RNC signalisieren.
Die S-RNC kann eine "angenommene
maximale TFC" bestimmen
und die Knoten B der aktiven Menge über die bestimmte "angenommene maximale
TFC" informieren.
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Die
Knoten B können
den signalisierten Wert für
die Planung anderer Benutzergeräte
berücksichtigen, d.h.
ungenutzte Ressourcen neu zuweisen. In dieser beispielhaften Operation
kann die "angenommene
maximale TFC" von
dem Netzwerk (S-RNC) bestimmt werden. Wenn eine entwickelte UTRAN-Architektur
beachtet wird, können
die Aufgaben der S-RNC durch den Dienstknoten B durchgeführt werden.
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Die
Bestimmung der "angenommene
maximale TFC" kann
im Fall eines Empfangs vielfacher Planungskommandos von dem Verhalten
des Benutzergeräts
abhängen.
Wenn das Benutzergerät
z.B. verpflichtet ist, immer die niedrigste zuweisbare Datenrate
als die maximale E-DCH-Übertragungsdatenrate
zu wählen, dann
sollte die S-RNC ebenfalls die niedrigste zuweisbare TFC als die "angenommene maximale
TFC" wählen.
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Um
Iub-/Iur-Steuerungssignalisierungslast zu reduzieren, kann die S-RNC
in einer anderen Variation dieser Ausführungsform die "angenommene maximale
TFC" nur jenen Knoten
B der aktiven Menge signalisieren, deren zugewiesene maximale TFC
stark von der "angenommenen
maximalen TFC" abweicht,
z.B. wenn die Abweichung einen Schwellwert übersteigt. Es wird bemerkt,
dass es für
ein individuelles Benutzergerät eine
von der S-RNC konfigurierte TFCS geben kann, so dass alle Knoten
B in der aktiven Menge dieses Benutzergeräts die vom Knoten B gesteuerte
Planung mit TFC-Beschränkung
auf der Basis dieser einen von der S-RNC konfigurierten TFCS vornehmen
(siehe 8).
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In
einer unterschiedlichen Variation dieser Ausführungsform kann die RNC die
Ressource-Zuweisung unter
den Knoten B der aktiven Menge koordinieren auf der Basis von z.B.
der Zellenlast oder der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation
in den jeweiligen Zellen. Aufgrund der Bereitstellung von Zugangssteuerung durch
die RNC, welche ein Verfahren der Funkressourcenutzung ist, kann
die gegenwärtige
Lastsituation des Ziels und der umgebenden Zellen in dem Netzwerk
der RNC bereits bekannt sein. Ein Knoten B in der aktiven Menge
kann die Aufwärtsverbindungsinterferenz
in seiner Zelle messen und die Messergebnisse der RNC z.B. über NBAP-Signalisierung
berichten.
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Da
die RNC Kenntnis von der Zellenlast und der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation
der Knoten B der aktiven Menge hat, kann sie auf der Basis dieser
Kenntnis entscheiden, wann eine Koordination der zugewiesenen Ressourcen
durchgeführt
werden soll, wenn z.B. eine "angenommene
maximale TFC" an
die Knoten B der aktiven Menge signalisiert werden sollte.
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Die
Koordination unter den Knoten B der aktiven Menge durch die S-RNC
kann z.B. jedesmal durchgeführt
werden, wenn das Benutzergerät
eine Planungsanforderung an die Knoten B sendet, oder es könnte auch
durch die S-RNC angestoßen
werden, z.B. wenn die aktive Menge aktualisiert wird.
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Wie
oben beschrieben, kann effiziente RoT-Steuerung in Soft-Handover
vorgesehen werden durch Koordination unter den Knoten B der aktiven
Menge über
Iub-/Iur-Signalisierung. Der planende Knoten B oder mehrere Knoten
B in der aktiven Menge können
die anderen Knoten B innerhalb der aktiven Menge über ihre zuweisbare
maximale TFC informieren. In der Rel99/4/5-UMTS-Architektur kann
dieses Informieren durchgeführt
werden über
die S-RNC durch
Iub-/Iur-Signalisierung.
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In
der entwickelten UTRAN-Architektur können die Knoten B+ durch die
Iur+-Schnittstelle miteinander verbunden sein. Die oben beschriebenen
Verfahren unter Verwendung von Steuerungssignalisierung zwischen
den Knoten B der aktiven Menge können
auch auf die entwickelte UTRAN-Architektur angewendet werden. Die
Knoten B+, entweder nur der planende Knoten B+ oder alle Knoten
B+ der aktiven Menge, informieren die anderen Knoten B+ innerhalb
der aktiven Menge direkt über
die maximal zuweisbare TFC über
die Iur+-Schnittstelle
durch Senden von Steuerungsinformation.
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Eine
andere Variation der Ausführungsform
beachtet die Planung im Leistungsbereich. Wenn die Planung im Leistungsbereich
durchgeführt
wird, braucht die Planungseinheit die Aufwärtsverbindungsdatenrate des
Benutzergeräts
nicht durch TFC-Einschränkung
einzuschränken,
sondern kann alternativ die Aufwärtsverbindungssendeleistung
steuern.
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In
einem CDMA-System ist die von einer mobilen Station gesehene Interferenz
eine Funktion der Sendeleistung von störenden Benutzern. Die Sendeleistung
ist gewöhnlich
direkt mit der Datenrate verbunden. Eine geringere Bitrate verlangt
z.B. eine niedrigere Sendeleistung, um dieselbe Qualität zu erreichen
(unter der Annahme, dass die Kanalbedingungen nicht verändert sind).
Deshalb kann ein Knoten B zum Erreichen einer gewünschten
Lei stung für
alle Benutzer und zur Steuerung des Aufwärtsverbindungsrauschanstiegs
in einer Zelle die Sendeleistung eines Benutzers direkt steuern.
Ein beispielhafte mögliche
Verwirklichung kann sein, den Verstärkungsfaktor des E-DPDCH zu
steuern. In diesem Ansatz wird das Leistungsverhältnis zu dem DPCCH an das Benutzergerät signalisiert.
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Nach
dieser Variation der Ausführungsform
der Erfindung kann eine effiziente RoT-Steuerung im Soft-Handover
auch erreicht werden durch Verwendung von Leistungsbereichsplanung.
In diesem Fall würde z.B.
ein "angenommenes
maximales Leistungsverhältnis" zwischen den Knoten
B der aktiven Menge signalisiert werden, ähnlich den oben beschriebenen
Verfahren.
-
Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung bezieht sich auf weitere alternative Lösungen für die Verwaltung
des Rauschanstiegs über
das thermische Rauschen durch eine Funkressourcesteuerungsnetzwerkeinheit
des mobilen Endgeräts
in Soft-Handover. Um den Pegel der Zwischen-Zellen-Interferenz auf
einem vernünftigen
Pegel zu halten, kann die RNC (die als die Funkressourcesteuerungsnetzwerkeinheit
dient) nach dieser Ausführungsform
z.B. den Ziel-RoT innerhalb einer Zelle steuern, der durch eine
individuellen Knoten B gesteuert wird.
-
Der
gesamte RoT im Knoten B kann z.B. von thermischem Rauschen, Andere-Zellen-Interferenz, Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
von (Rel99)-Kanälen
und den E-DCH-Kanälen
herrühren.
Die Last, die von Echtzeitverkehr, Interferenz von anderen Zellenbenutzern
und Rauschen verursacht, wird insgesamt nicht-steuerbare Last genannt.
Die verfügbare
Kapazität,
der RoT-Abstand, der für
die Planung von E-DCH-Verkehr verwendet werden kann, ist die Kapazität, die nicht
für die
nicht-steuerbare Last verwendet wird, was in 13 gezeigt
wird.
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Große RoT-Variationen
in einer Zelle können
die Wirkung auf benachbarte Zellen als große Variationen der Zwischen-Zellen-Interferenz
haben. Da die Genauigkeit der Messungen der Zwischen-Zellen-Interferenz
in einem Knoten B degradiert wird, wenn die Fluktuation der Zwischen-Zellen-Interferenz
größer wird, kann
der Knoten B einen unerwarteten Rauschanstieg erfahren, der einen
Einfluss auf die Qualität
der Aufwärtsverbindungskanäle haben kann.
Um die Zwischen-Zellen-Interferenz insbesondere in einem SHO-Szenario
zu steuern, könnte
die RNC den Ziel-RoT der Zellen begrenzen (steuern).
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Durch
Reduzieren des RoT in einer Zelle, wird die Zwischen-Zellen-Interferenz
benachbarter Zellen ebenfalls reduziert. Die RNC kann z.B. das Ziel-RoT
an die Knoten B signalisieren. Die RNC kann den Rauschanstieg, der
durch die individuellen Knoten B ihrer benachbarter Zellen verursacht
wird, bewerten und kann die vom Knoten B gesteuerte Planung durch
Anpassung des einem jeweiligen Knoten B verfügbaren Ziel-RoT beeinflussen,
um den Rauschanstieg innerhalb benachbarter Zellen besser zu steuern.
-
Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung sieht eine alternative Lösung vor durch Vorsehen einer effizienten
RoT-Steuerung in Soft-Handover unter Verwendung einer Rücksignalisierung
von dem Benutzergerät.
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Einige
Probleme in einem Soft-Handover-Szenario können resultieren von der dezentralisierten
Planung in HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, Aufwärtsverbindungspaketzugriff
hoher Geschwindigkeit). Da ein planender Knoten B z.B. keine Kenntnis
hat von der Aufwärtsverbindungsrauschanstiegssituation
der anderen Knoten B der aktiven Menge, können E-DCH-Übertragungen entsprechend der
zuweisbaren maximalen Datenrate des planenden Knoten B einen signifikanten
Betrag von unerwartetem Rauschanstieg in anderen Knoten B der aktiven
Menge verursachen.
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In
Folgenden wird ein Verfahren für
effiziente RoT-Steuerung unter Verwendung von Benutzergerät-Rücksignalisierung
in einem beispielhaften Soft-Handover-Szenario beschrieben.
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Wenn
ein Benutzergerät
nicht in einem Soft-Handover-Zustand ist, steht es in Verbindung
mit nur einem Knoten B. Der Planer in diesem Knoten B steuert innerhalb
der durch die RNC gesetzten Grenzen die Menge der TFC, aus der das
Benutzergerät
eine geeignet TFC für
die Übertragung
auf dem E-DCH auswählen kann.
Die "vom Knoten
B gesteuerte TFC-Untermenge" wird dem Benutzergerät in der
Form eines TFC-Zeigers signalisiert, der auf die maximal zulässige TFC
zeigt. Dieser Zeiger wird in dem Benutzergerät und in dem Knoten B entsprechend
aktualisiert durch planung-bezogene Steuerungssignalisierung. in
diesem in 14 gezeigten, beispielhaften
Soft-Handover-Szenario umfasst die "vom Kno ten B1 gesteuerte TFC-Untermenge" die TFC bis zu TFC6.
Daher zeigt der Zeiger auf TFC6.
-
Wenn
das Benutzergerät
ein Soft-Handover beginnt, wird der Knoten B2 zu der aktiven Menge
hinzugefügt.
Der Knoten B2 weist dem Benutzergerät Ressourcen zu und bestimmt
die "vom Knoten
B1 gesteuerte TFC-Untermenge" entsprechend
der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation
in seiner Zelle. Der Knoten B2 signalisiert dem Benutzergerät die maximal
zulässige
TFC (TFC-Zeiger). In dem Beispiel umfasst die "vom Knoten B2 gesteuerte TFC-Untermenge" alle TFC in den
TFCS bis zu TFC8. Deshalb hat das Benutzergerät 2 unterschiedliche
TFC-Zeiger in seinem TFCS, die auf die maximale TFC zeigen, welche
von den korrespondierenden Knoten B geplant wurden.
-
Es
gibt unterschiedliche Optionen, wie das Benutzergerät diese
Situation lösen
kann. Das Benutzergerät
kann entweder einer "konservativen" Strategie folgen,
was bedeutet, dass das Benutzergerät die niedrigste durch die
TFC-Zeiger angezeigte, zugewiesene maximale Datenrate auswählt. Somit
wird kein unerwarteter Rauschanstieg in den Zellen verursacht werden,
da das Benutzergerät
eine Datenrate auswählt,
die innerhalb eines jeden vom Knoten B gesteuerten TFCS liegt. Nach
Signalisierung der Entscheidung des Benutzergeräts an alle Knoten B der aktiven
Menge haben alle Knoten B der aktiven Menge Kenntnis davon und können Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
in ihrer eigenen Zelle verwalten.
-
Alternativ
kann das Benutzergerät
auch eine "aggressive" Strategie verfolgen,
um die Zweideutigkeit aufzulösen,
d.h. das Benutzergerät
kann die höchste
zugewiesene Datenrate auswählen.
Diese Strategie würde
einen größeren Durchsatz
für das
Benutzergerät
vorsehen, aber würde
andererseits einen signifikanten Betrag an unerwartetem Rauschanstieg
in den Knoten B verursachen, die Ressourcen nur für geringere
Datenraten reserviert haben.
-
Natürlich existieren
andere Alternativen wie die Auswahl durch das Benutzergerät einer
dazwischen liegenden Datenrate höher
als die niedrigste Datenrate aber niedriger als die höchste Datenrate,
die zur Verwendung zugelassen ist.
-
In
dem Fall, dass das Benutzergerät
die konservative Strategie verfolgt, kann es den Kommandos vom Knoten
B1 in dem in 14 gezeigten, beispielhaften
Soft-Handover-Szenario folgen. Da jedoch der Knoten B2 keine Kenntnis
hat von der maximalen zuweisbaren Datenrate durch den Knoten B1,
hat er effektiv einen Rauschanstieg zugewiesen, der von dem Benutzergerät nicht
genutzt wird.
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Deshalb
kann das Benutzergerät
die so genannte "angenommene
maximale Datenrate" (maximale TFC)
auf der Basis der von Knoten B1 und Knoten B2 signalisierten, maximalen
TFC durch Anwenden einer der oben angeführten Strategien bestimmen,
und diesen bestimmten Wert den Knoten B in der aktiven Menge signalisieren.
Die Bestimmung der "angenommenen
maximalen Datenrate" könnte auch
auf der Basis z.B. der dem Benutzergerät verfügbaren Sendeleistung oder Pufferbelegung
durchgeführt
werden.
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Wenn
das Benutzergerät
die "angenommene
maximale TFC" (maximale
Datenrate) an die Knoten B der aktiven Menge signalisiert, wird
es keinen von diesem Benutzergerät
verursachten, unerwarteten Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
in den Zellen der aktiven Menge geben, da die Knoten B nun Kenntnis
haben von der maximalen Datenrate der E-DCH-Übertragungen
von diesem Benutzergerät.
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Die
Knoten B können
diese signalisierte TFC-Begrenzung für die Planung anderer Benutzergeräte in der
Zelle berücksichtigen,
was eine bessere RoT-Steuerung und daher vergrößerte Kapazität vorsieht.
Der Knoten B2 könnte
z.B. reservierte, ungenutzte Ressourcen anderen Benutzergeräten zuweisen,
falls das Endgerät
die konservative Strategie annehmen würde. 15 zeigt
das beispielhafte Soft-Handover-Szenario von 14 nach
einer Ausführungsform
der Erfindung nach Anwendung eines RoT-Steuerungsverfahrens. Daher ist
in diesem Aspekt die Steuerung des RoT durch Benutzergerätsignalisierung
und durch Knoten-B-Signalisierung ähnlich.
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Von
einem prozeduralen Standpunkt kann das Verfahren nach dieser veranschaulichten
Ausführungsform
wie folgt beschrieben werden. Die Knoten B der aktiven Menge können einem
Benutzergerät
in SHO eine maximale Datenrate (TFC) auf der Basis z.B. der Aufwärtsverbindungsrauschanstiegssituation
in ihren Zellen und planungs-bezogener Steuerungssignalisierung
von dem Benutzergerät
zuweisen. Die maximale zugewiesene TFC (TFCS-Zeiger) wird dem Benutzergerät signalisiert.
Das Benutzergerät
kann eine "angenommene maximale
TFC" auf der Basis
der signalisierten maximalen zugewiesenen Daten raten von den Knoten
B der aktiven Menge bestimmen, z.B. die niedrigste zuweisbare Datenrate
(TFC) und kann die bestimmte "angenommene
maximale TFC" den
Knoten B der aktiven Menge signalisieren. Als Nächstes können die Knoten B der aktiven
Menge andere Benutzergeräte
in ihren Zellen unter Berücksichtigung
der signalisierten "angenommenen
maximalen TFC" planen.
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Die
beispielhafte Prozedur kann auch verwendet werden, wenn es nur eine
Planungseinheit in einem Soft-Handover-Szenario gibt. Da die nicht-planenden
Knoten B keine Kenntnis von der dem Benutzergerät zugewiesenen maximalen Datenrate
haben, können
die E-DCH-Übertragungen
einen unerwartete Aufwärtsverbindungsrauschanstieg
in jenen Zellen verursachen. Daher können die Knoten B dann, wenn
ein Benutzergerät
die maximale von der Planungseinheit zugewiesene Datenrate an die
Knoten B signalisiert, diesen Wert für eine präzisere Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung
in ihren Zellen beachten.
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Um
die Signalisierungslast und daher die von der Signalisierung der "angenommenen maximalen TFC" verursachten Aufwärtsverbindungsinterferenz
zu reduzieren, kann eine Variation dieses Verfahrens sein, dass
das Benutzergerät
die "angenommene
maximale TFC" den
Knoten B der aktiven Menge nur dann signalisiert, wenn die Differenz
in der Ratenbeschränkungen
zwischen den Knoten B groß ist,
z.B. einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
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Das
Benutzergerät
kann die "angenommene
maximale TFC" entweder
unter Verwendung von Physische-Schicht-Signalisierung oder durch
RRC-Signalisierung signalisieren.
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Unter
Verwendung von Physische-Schicht-Signalisierung kann die "angenommene maximale
TFC" z.B. durch
Wiederverwendung des verbesserten dedizierten physischen Steuerungskanals
(E-DPCCH) signalisiert werden, der dem dedizierten physischen Datenkanal
zugeordnet ist, auf dem der E-DCH übertragen wird.
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Eine
verbesserte Rahmenstruktur des E-DPCCH nach einer Ausführungsform
der Erfindung könnte basiert
werden auf der Rahmenstruktur des Rel99/4/5-DPCCH, die in 16 gezeigt
wird.
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Der
Aufwärtsverbindungs-DPCCH
verwendet eine Schlitzstruktur mit 15 Schlitzen über dem 10-ms-Funkrahmen. Jeder
Schlitz hat vier Felder, die für
Pilotbits, TFCI-Bits, TPC-(Transmission Power Control, Übertragungsleistungssteuerung)-Bits
und FBI-(Feedback Information, Rückinformations)-Bits
zu verwenden sind. Der Transportformatkombinationsindikator (TFCI)
informiert den Benutzer über
die spontane Transportformatkombination des DCH, die auf den gleichzeitig
gesendeten Aufwärtsverbindungs-DPCDH-(dedicated
physical data channel, dedizierter physischer Datenkanal)-Funkrahmen
abgebildet ist. Der TFCI trägt
das Transportformat desselben.
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Wenn
das Benutzergerät
die "angenommene
maximale TFC" an
die Knoten B der aktiven Menge signalisiert, braucht es keine Daten
auf dem E-DPDCH in demselben Rahmen zu geben. Da die Knoten B versuchen
würden,
den E-DPDCH-Rahmen zu decodieren, was zu Fehlern führen könnte, kann
es machbar sein, den Knoten B explizit anzuzeigen, dass auf dem
DCH keine Daten vorhanden sind.
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Als
eine Verbesserung nach dieser Ausführungsform der Erfindung kann
z.B. ein extra 1-Bit-Merker als ein Indikator für die Anwesenheit von Daten
auf dem E-DPDCH verwendet werden. Wenn der Merker gesetzt ist, informiert
er die Knoten B, dass der TFCI-Wert in dem jeweiligen Feld eines
jeden Schlitzes in der DPCCH-Struktur mit dem "angenommenen maximalen TFC" korrespondiert,
die das Benutzergerät
in Soft-Handover verwendet. Daher brauchen die Knoten B der aktiven
Menge nicht zu versuchen, den korrespondierenden E-DPDCH-Rahmen zu decodieren,
sondern brauchen nur den TFCI-Wert herauszuziehen und ihn als die "angenommene maximale
TFC" zu interpretieren.
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Falls
der Merker nicht gesetzt ist, kann die übliche Operation für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen
auf E-DCH durchgeführt
werden.
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Eine
andere Möglichkeit,
die Anwesenheit von Daten auf dem E-DPDCH ohne explizites Signalisieren mittels
eines Merkers anzuzeigen, kann sein, dass die Rahmenstruktur von 16 verwendet
wird, und dass die Signalisierung der "angenommenen maximalen TFC" direkt durch den
TFCI-Wert angezeigt wird. Wenn z.B. das führende Bit des TFCI-Werts auf
1 gesetzt ist, kann dies eine signalisierte "angenommene maximale TFC" anzeigen, d.h. keine
Daten auf dem E-DPDCH. Die dem Anfangsbit folgenden Bits definieren
dann den angenommenen TFC-Wert. Falls das führende Bit des TFCI-Werts Null
ist, dann zeigen die restlichen Bits die TFC an, die für die übertragenen
Aufwärtsverbindungsdaten
auf dem E-DPDCH
verwendet wird.
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Alternativ
kann das Benutzergerät
auch die Knoten B der aktiven Menge über die "angenommene maximale TFC" unter Verwendung
von RRC-Signalisierung informieren. Das Benutzergerät kann zuerst
die TFC-Begrenzung an die RRC-Einheit in der S-RNC signalisieren,
die dann den Wert an die Knoten B der aktiven Menge über Iub-/Iur-Signalisierung
weiterreichen würde.
Jedoch kann dieses Verfahren im Vergleich zu der Physische-Schicht-Signalisierung signifikant
längere
Signalisierungsverzögerungen
erfahren aufgrund der Iub-/Iur-Schnittstellenverzögerung und
der 80-ms-Verschränkungslänge, die
für RRC-Signalisierung
verwendet wird.