DE602005004170T2

DE602005004170T2 - Verfahren zur steuerung der sendeleistung eines mobilen endgeräts in einem zellularen funksystem und endgerät zur durchführung besagten verfahrens

Info

Publication number: DE602005004170T2
Application number: DE602005004170T
Authority: DE
Inventors: David Choukroun; Christophe Gruet; Eric Georgeaux; Sarah Boumendil
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: DE602005004170D1; WO2006029756A1; EP1792416B1; EP1792416A1; ATE382992T1; US20080214225A1; FR2875077B1; FR2875077A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf zellulare Funkkommunikationssysteme und insbesondere auf die interzellulare Übergabe einer Funkverbindung zwischen einem Endgerät und einem Anschaltenetz.
In solchen zellularen Systemen ist ein Verfahren vorgesehen, damit ein mobiles Endgerät den Funkkanal wechseln kann, wobei die laufende Verbindung aufrechterhalten wird. Ein solches Kanalübergabeverfahren wird üblicherweise als „Handover" bezeichnet.
Man unterscheidet zwischen dem interzellularen Handover, der bei einer Bewegung des Endgeräts auftritt, der dazu führt, die Zelle innerhalb des Anschaltenetzes zu wechseln, und dem intrazellularen Handover, bei dem der neue Kanal zur gleichen Zelle gehört wie der alte.
Andererseits unterscheidet man zwischen „Soft Handover" (SHO), bei dem über einen bestimmten Zeitraum mehrere Funkverbindungen zwischen dem Endgerät und mehreren benachbarten Zellen gleichzeitig erstellt werden, wodurch die Kontinuität der Verbindung sowie der Mehrfachempfang in der Übergangsphase gewährleistet sind, und „Hard Handover" (HHO), bei dem die Verbindung über den ersten Kanal zu dem Zeitpunkt unterbrochen wird, an dem das Endgerät auf den zweiten Kanal umschaltet. Ein Sonderfall von SHO ist der „Softer Handover" (SerHO), bei dem die beim SHO vom Mehrfachempfang betroffenen Zellen durch eine gemeinsame Basisstation definiert werden. Solche Zellen entsprechen beispielsweise Sektoren einer Basisstation mit mehreren Sektoren.
Solche SHO- und SerHO-Verfahren sind insbesondere in UMTS-Netzen („Universal Mobile Telecommunications System") vorgesehen.
HHO-Mechanismen sind insbesondere in GSM („Global System vor Mobile communications") und UMTS-Netzen vorgesehen. Ein HHO kann auch zwischen einem Anschaltenetz vom Typ GSM und einem Anschaltenetz vom Typ UMTS oder umgekehrt erfolgen. Dies ist dann ein Handover zwischen zwei unterschiedlichen Zugangstechnologien oder ein „inter-RAT" („inter-Radio Access Technology").
Eine Zellenübergabe wird im Allgemeinen auf der Basis vorab definierter Kriterien in Bezug auf die Übertragungsqualität für die Funkverbindung zwischen dem Endgerät und dem Anschaltenetz initiiert. Um zu kontrollieren, dass eine Funkverbindung die erforderlichen Qualitätskriterien überprüft, werden verschiedene Maßnahmen in Bezug auf die Zelle der Funkverbindung, die Funkverbindung selbst oder in Bezug auf eine oder mehrere benachbarte Zellen durchgeführt. In GSM-Systemen, bzw. in UMTS-Systemen hat eine als BSC („Base Station Controller"), bzw. als RNC („Radio Network Controller") bezeichnete Steuereinheit die Aufgabe, den Handover einzuleiten, wenn die erforderlichen Kriterien erfüllt werden. Ein Handover kann auch in Abhängigkeit von netzwerktechnischen Kriterien, die vom Betreiber vorgegeben werden, eingeleitet werden. Beispielsweise können intrazellulare Handover im Rahmen der Neukonfiguration von Funkverbindungen eingeleitet werden, die dazu dienen, den Einsatz der in einer Zelle verfügbaren Ressourcen zu optimieren. inter-RAT-Handover können zudem ausgeführt werden, um einen bestimmten Verbindungstyp an einen bestimmten Funknetz-Typ (z. B. eine Telefonieverbindung an ein GSM-Netz) und einen bestimmten anderen Verbindungstyp an einen anderen Anschaltenetztyp (z. B. Datenkommunikation an ein UMTS-Netz) zu leiten.
Ein qualitativ hochwertiger Mobilfunkservice basiert insbesondere auf der Leistungsfähigkeit des Handover-Verfahrens, das für den Verbindungsteilnehmer transparent sein muss. Der schwierigste der genannten Handover ist HHO, im dessen Verlauf die zwischen dem Endgerät und dem Netz hergestellte Verbindung plötzlich unterbrochen wird.
Um die Dauer der Verbindungsunterbrechung während eines HHO zu begrenzen, startet das Endgerät beim Empfang eines Handover-Befehls im Allgemeinen einen Zeitzähler und versucht, die Verbindung über den zweiten Funkkanal fortzusetzen. Falls die Verbindung nach Ablauf des Zeitzählers nicht über den zweiten Funkkanal fortgesetzt werden konnte, versucht das Endgerät, zu dem oder den vorher gültigen Funkkanal bzw. Funkkanälen zurückzukehren.
Das Problem, das dann auftritt, ist die Leistung, mit der das Endgerät versucht, über die Funkschnittstelle zu senden, wenn sie auf den oder die vorherigen Kanäle zurückschaltet. Im Allgemeinen wird die Sendeleistung von Endgeräten vom Netz mit Hilfe einer Rückkopplungsschleife gesteuert. Der vom Endgerät empfangene Signalpegel und/oder die Qualität dieses Signals werden vom Netz ausgewertet, das entsprechende Befehle zur Steigerung oder Verringerung der Sendeleistung überträgt. In der HHO-Phase, in der das Endgerät nicht mehr über den oder die vorherigen Kanäle sendet, ist die Rückkopplungsschleife unterbrochen, und wenn das Endgerät zurückkehrt, weil der HHO fehlgeschlagen ist, weiß es nicht mehr, mit welcher Leistung es senden soll.
Dieses Problem tritt insbesondere in Systemen wie z. B. UMTS auf, in denen die Leistungssteuerung besonders schnell und dynamisch erfolgt. Sendet das Endgerät erneut mit einer unzureichenden Leistung, besteht die Gefahr einer endgültigen Unterbrechung der Verbindung, die vom Nutzer wie eine Serviceunterbrechung wahrgenommen wird. Sendet das Endgerät erneut mit einer zu hohen Leistung, verursacht es eine unerwünschte Interferenz mit den laufenden Verbindungen anderer Nutzer.
Im Dokument WO03/094541 wird ein Verfahren beschrieben, in dem die während des Handovers verlorene Rückkopplungsschleife nach der erneuten Synchronisierung wiederhergestellt wird. Das Netz berechnet die Änderungen in der Funkausbreitung, um den optimalen Arbeitspunkt der Rückkopplungsschleife für die Leistung möglichst schnell zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, das Auftreten dieses Problems zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, indem ein einfaches Verfahren vorgeschlagen wird, mit dem das zellulare Funkkommunikationssystem die ursprüngliche Funkverbindung nach einem fehlgeschlagenen HHO schnell und effizient wiederherstellen kann.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung der Sendeleistung eines mobilen Endgeräts mit einer Verbindung in einem zellularen Funksystem vorgeschlagen, wobei das Endgerät von einer Basisstation des zellularen Systems, mit dem eine Funkverbindung hergestellt wurde, die erste dedizierte auf- und absteigende Kanäle umfasst, Befehle zur Regelung der Leistung erhält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– als Reaktion auf den Empfang eines Befehls zum Kanalwechsel im Endgerät, Speicherung eines ersten, von der genannten Basisstation erfassten Leistungspegels sowie einer Referenzleistung, mit der das Endgerät zum Zeitpunkt des Empfangs des genannten Befehls auf dem ersten aufsteigenden Kanal gesendet hat, und Versuch, die Verbindung auf neuen dedizierten, aufsteigenden und absteigenden Kanälen fortzusetzen, wobei das Endgerät aufhört, auf dem ersten, aufsteigenden Kanal zu senden;
– wenn die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlschlägt, Schätzung eines zweiten Leistungspegels, der von der genannten Basisstation erfasst wird, und erneuter Sendebeginn des Endgeräts auf dem ersten, dedizierten, aufsteigenden Kanal mit einem Leistungspegel, der in Abhängigkeit von der gespeicherten Referenzleistung und einer zwischen dem genannten ersten und zweiten Leistungspegel beobachteten Abweichung festgelegt wird.

Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf die verschiedenen HHO-Typen.
In einem zellularen System wird im Allgemeinen eine Schleife zur Leistungssteuerung zwischen dem Endgerät und dem Anschaltenetz erstellt, damit das Endgerät seine Sendeleistung an die Konfiguration der Zelle, über die es mit dem Anschaltenetz verbunden ist, anpassen kann. Während eines Handovers wird diese Leistungssteuerungsschleife, die die Übereinstimmung zwischen der Sendeleistung des Endgeräts, der Verbindungsqualität und der Ausbreitungsdämpfung oder „Pathloss" gewährleistet, unterbrochen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht dem Endgerät auf vorteilhafte Weise, nach einem fehlgeschlagenen HHO eine neue Sendeleistung festzulegen, um die Folgen dieser Unterbrechung der Leistungssteuerungsschleife einzuschränken.
Sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, ermittelt das Endgerät die neue Leistung, mit der es seine erste Meldung auf dem ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal überträgt, um die Verbindung mit dem Anschaltenetz wiederherzustellen. Diese Berechnung berücksichtigt einerseits den Leistungspegel, mit dem das Endgerät zum Zeitpunkt des Empfangs des HHO-Befehls gesendet hat, und andererseits die Abweichung zwischen dem von der Basisstation zum Zeitpunkt des Empfangs des HHO-Befehls erfassten Leistungspegel und demjenigen zu dem Zeitpunkt, an dem das Endgerät nach dem fehlgeschlagenen HHO zu seinem ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal zurückgekehrt ist. Das Endgerät ist dann in der Lage, erneut mit einer an die neue Konfiguration, in der es sich nach dem fehlgeschlagenen Handover befindet, angepassten Leistung zu senden. Die auf diese Weise berechnete Sendeleistung kann entsprechend angepasst werden, da sie die Änderungen berücksichtigt, die während des Handover-Versuchs aufgetreten sein können.
Wenn ein Terminal ein Signal mit zu geringer Leistung sendet, empfängt das Anschaltenetz das Sendesignal nicht. Wenn das Endgerät, das versucht, über den ersten aufsteigenden Kanal erneut eine Verbindung mit dem Anschaltenetz herzustellen, das Signal mit zu geringer Leistung sendet, verlängert sich die Unterbrechungsdauer der Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Anschaltenetz und die Verbindung kann endgültig verloren gehen.
Somit verhindert eine Berechnung der Sendeleistung gemäß einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung, dass das Endgerät mit einer zu geringen Sendeleistung sendet und begünstigt auf diese Weise die Wiederherstellung der Verbindung mit dem Anschaltenetz über den ersten Funkkanal.
Wenn ein Endgerät im umgekehrten Fall in einer gegebenen Zelle mit einer zu hohen Leistung sendet, hat es einen negativen Einfluss auf die Kapazität und die Qualität der laufenden Verbindungen in der Zelle, indem es unnötige Interferenzen mit den anderen Funkverbindungen verursacht. Eine solche Leistungsberechnung ermöglicht außerdem, das Senden mit einer zu hohen Leistung in der ersten Zelle zu vermeiden.
Die Berücksichtigung des neuen Leistungspegels, der von der Basisstation nach dem fehlgeschlagenen HHO erfasst wird, bei der Berechnung der neuen Sendeleistung kann sich als äußerst vorteilhaft erweisen, insbesondere wenn sich das Endgerät mit großer Geschwindigkeit bewegt. In diesem Fall können die Ausbreitungsverluste zwischen dem Endgerät und der Basisstation der ersten Zelle, mit der es verbunden ist, erhebliche Abweichungen zwischen dem Zeitpunkt, an dem das Endgerät den erforderlichen HHO startet, und dem Zeitpunkt, an dem es versucht, die Verbindung über den ersten dedizierten Kanal wiederherzustellen, zur Folge haben. Es ist nämlich festzustellen, dass innerhalb von 500 ms, in denen sich ein Endgerät mit 100 km/h mehrere zehn Meter bewegt, erhebliche Pathloss-Abweichungen auftreten können.
In einem zellularen System empfängt ein mobiles Endgerät, das im Abdeckungsbereich einer Basisstation angeordnet ist, im Allgemeinen das von der Basisstation auf einem gemeinsamen, absteigenden Kanal gesendete Signal.
Auf diese Weise kann das mobile Endgerät den ersten und/oder zweiten Leistungspegel, der von der Basisstation erfasst wurde, ausgehend von der Leistung dieses über den gemeinsamen, absteigenden Kanal gesendeten Signals ermitteln.
Das mobile Endgerät kann außerdem den ersten und/oder zweiten Leistungspegel, der vor der Basisstation erfasst wurde, ermitteln, indem es eine von der Basisstation in einem definierten Frequenzband über einen gegebenen Zeitraum auf dem gemeinsamen, absteigenden Kanal empfangene Energie berechnet.
Das Endgerät kann sich in einem SHO und/oder SerHO befinden, wenn es den HHO-Befehl empfängt. In einer solchen Konfiguration wurden zum Zeitpunkt des Empfangs des Befehls zum Kanalwechsel mehrere Funkverbindungen zwischen dem mobilen Endgerät und einer oder mehreren Basisstationen erstellt. Im Allgemeinen wird ein Peil- oder Pilotsignal von der oder den Basisstationen in den verschiedenen Zellen, die von den jeweiligen gemeinsamen, absteigenden Kanälen betroffen sind, gesendet. Die Endgeräte, die dieses Peilsignal empfangen, ermitteln den von der Basisstation empfangenen Leistungspegel.
In diesem Fall kann das Endgerät den ersten Leistungspegel, der vor dem HHO-Versuch zu speichern ist, anhand einer Kombination des gesamten oder eines Teils des Leistungspegels ermitteln, der von den genannten Basisstationen gespeichert wurde. Wenn die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlschlägt, kann das Endgerät den zweiten Leistungspegel auch schätzen, indem es die von den Basisstationen erfassten Leistungspegel ganz oder teilweise kombiniert, sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist.
Auf diese Weise kann das Endgerät seine neue Sendeleistung festlegen, indem es vorteilhafterweise verschiedene Leistungspegel für das von jeder Basisstation, mit der mindestens eine Funkverbindung besteht, empfangene Signal berücksichtigt.
Das mobile Endgerät kann einen Sendeleistungspegel festlegen, sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, und zwar als Summe der festgestellten Abweichung zwischen dem ersten und dem zweiten Leistungspegel, der gespeicherten Referenzleistung und einem Wert für die Leistungsverschiebung, der positiv oder gleich Null ist. Der Wert für die Leistungsverschiebung kann ausgehend von den von der Basisstation empfangenen Signalisierungsinformationen ermittelt werden.
Er kann außerdem einen Konfigurationsparameter oder andere, von der Basisstation empfangene Informationen berücksichtigen, wie beispielsweise Informationen zum Interferenzpegel in Bezug auf die Verbindung mit der Basisstation.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung der Sendeleistung eines mobilen Endgeräts vorgeschlagen, die Verarbeitungsmittel umfasst, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt sind.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mobiles Funkkommunikations-Endgerät vorgeschlagen, das Folgendes umfasst:

– Mittel zur Verbindung mit mindestens einer Basisstation eines zellularen Funksystems über eine Funkverbindung, die die ersten dedizierten, aufsteigenden und absteigenden Kanäle umfasst, wobei die Verbindungsmittel Mittel zur Regelung der Sendeleistung im ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal in Abhängigkeit von Befehlen zur Leistungsregelung umfassen, die von der genannten Basisstation übermittelt werden;
– Mittel zur Speicherung eines ersten Leistungspegels, der von der genannten Basisstation gespeichert wird, als Reaktion auf den Empfang eines Befehls zum Kanalwechsel im Endgerät, sowie einer Referenzleistung, mit der das Endgerät zum Zeitpunkt des Empfangs des genannten Befehls im ersten aufsteigenden Kanal gesendet hat, und Versuch zur Fortsetzung der Verbindung über die neuen dedizierten, aufsteigenden und absteigenden Kanäle, wobei das Endgerät aufhört, über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal zu senden;
– Mittel zur Schätzung eines zweiten, von der genannten Basisstation erfassten Leistungspegels, im Fall der fehlgeschlagenen Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle, sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, und erneuerter Sendebeginn über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal mit einem Leistungspegel, der in Abhängigkeit von der gespeicherten Referenzleistung und einer Abweichung festgelegt wird, die zwischen dem genannten ersten und zweiten Leistungspegel beobachtet wurde.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung werden beim Durchlesen der nachstehenden Beschreibung und ihrer Ausführungsvarianten deutlich, die im Folgenden in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt.
Die Erfindung wird zudem mit Hilfe der nachstehenden Beschreibung leichter verständlich, die in Bezug auf die beiliegenden Abbildungen erfolgt, wobei:
1 ist ein Schaltplan einer gemischten, zellularen UMTS/GSM-Funkverbindung, die für die Umsetzung der Erfindung geeignet ist; und
2 stellt die wichtigsten Schritte einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung dar.
Die Erfindung wird im Folgenden für eine Anwendung in Systemen der dritten Generation vom Typ UMTS, und insbesondere für den Fall eines Hard Handover (HHO) zwischen verschiedenen Zugangstechnologien beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den folgenden Abschnitten beschriebenen Merkmale der Erfindung einfach auf andere Arten zellularer Systeme sowie auf andere Handover-Typen übertragen werden können. Das UMTS-System ist in den vom „3rd Generation Partnership Project" (3GPP) veröffentlichten Spezifikationen standardisiert.
Die Handover-Szenarien in einem UMTS-System sind in der technischen Spezifikation 3GPP TS 25.832, „Manifestations of Handover and SRNS Relocation (Release 4)", Version 4.0.0, veröffentlicht im März 2001, beschrieben. Die Messkapazitäten eines UMTS-Endgeräts sind in der technischen Spezifikation 3G TS 25.215, „Physical layer – Measurements (FDD) (Release 5)", Version 5.0.0, veröffentlicht im März 2002, beschrieben.
Ein UMTS-Endgerät ist in der Lage, verschiedene Messungen in Bezug auf jede benachbarte Zelle zu liefern, und zwar insbesondere ausgehend von einem gemeinsamen, physischen Einrichtungskanal von der Basisstation der Zelle, dem so genannten CPICH („Common Pilot Channel"). Auf diese Weise kann das Endgerät den Leistungspegel eines empfangenen Signals in einer Zelle anhand ihres CPICH-Kanals messen. Diese Messung wird als CPICH_RSCP („Received Signal Code Power") bezeichnet. Es kann ebenfalls die Energie des von der Zelle empfangenen Chips im Verhältnis zur Rauschleistung messen. Diese Messung wird als CPICH_Ec/N₀ bezeichnet.
Diese Messungen werden im Allgemeinen in den Verfahren für Zellenauswahl und Handover eingesetzt. Ein Endgerät, das mit einer Zelle oder einer Einheit von Zellen im SHO (aktive Einheit oder „Active Set") verbunden ist, misst dann das Verhältnis CPICH_Ec/N₀ und/oder CPICH_RSCP für eine bestimmte Anzahl benachbarter Zellen (überwachte Einheit oder „Monitored Set"), die ihm von der Infrastruktur bezeichnet werden. Anhand solcher Messungen können die Steuerverfahren für die Verbindungen innerhalb des Anschaltenetzes zu einem gegebenen Zeitpunkt das Qualitätsniveau für jede Zelle einschätzen und damit die Zellen auswählen, die für das Endgerät am besten eingesetzt werden können.
In 1 ist ein Kernnetz 1 dargestellt, das einerseits mit einem Funk-Anschaltenetz 11 vom Typ UTRAN („UMTS Terrestrian Radio Access Network") und andererseits mit einem Funk-Anschaltenetz vom Typ GSM 12 zusammenarbeitet. Das Kernnetz umfasst miteinander verbundene Vermittlungsstellen, die als MSC („Mobile Switching Center") bezeichnete Funkvermittlungsstellen 3 der zweiten und dritten Generation und/oder als SGSN („Serving GPRS Support Node") bezeichnete Paketvermittlungsstellen der zweiten und dritten Generation umfassen.
Das UMTS-Anschaltenetz 11 umfasst Funknetz-Controller (RNC, „Radio Network Controller"), die jeweils mit als „Node B" bezeichneten Basisstationen 5 verbunden sind. Das Anschaltenetz 12 umfasst Basisstations-Controller 6 (BSC, „Base Station Controller"), die von ihrer Funktion her mit den RNC vergleichbar sind und jeweils mit einer als BTS („Base Transceiver Station") bezeichneten Basisstation 7 verbunden sind.
In dem in 1 dargestellten Beispiel ist ein mobiles UMTS/GSM-Endgerät 10 über eine bidirektionale Funkverbindung 8 zwischen einem mobilen Endgerät 10 und dem Node B 5 verbunden. Die Funkverbindung umfasst dedizierte, aufsteigende und absteigende Verkehrskanäle.
In dem betreffenden Beispiel wird die Erfindung in einem Fall eingesetzt, in dem das mobile Endgerät 10 über die Basisstation 5 einen inter-RAT HHO-Befehl 13 empfängt, der einen Kanalwechsel von dem UMTS-Anschaltenetz 11 auf das GSM-Anschaltenetz 12 vorgibt.
Beim Empfang dieses Befehls 13 führt das Endgerät eine bestimmte Anzahl an Schritten aus, die in den folgenden Abschnitten in Bezug auf 2 erläutert werden. Insbesondere startet das Endgerät einen Zeitzähler T0. Anschließend versucht es über die in dem Befehl angegebenen Kanäle eine Verbindung zum GSM-Anschaltenetz 12 herzustellen, indem es nicht mehr über den dedizierten, aufsteigenden Kanal sendet (ein Fall von HHO).
Wenn das Endgerät nach Ablauf des Zeitzählers T0 die Verbindung über die neuen Funkkanäle mit dem Funkanschaltenetz 1 aus einem beliebigen Grund nicht herstellen konnte, liegt ein fehlgeschlagener HHO vor. In diesem Fall versucht das Endgerät, auf die ursprünglichen dedizierten Kanäle zurückzuschalten, um die Verbindung wiederherzustellen. Es verschickt zudem eine Meldung, die das Anschaltenetz über den fehlgeschlagenen Hard Handover („Handover Failure") informiert.
In einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird die Leistung, mit der das Endgerät erneut sendet, so berechnet, dass sie den neuen Bedingungen entspricht, die für das Endgerät in Bezug auf die ursprüngliche Basisstation 5 nach dem fehlgeschlagenen HHO gelten.
In 2 sind die verschiedenen Schritte dargestellt, mit denen diese neue Sendeleistung festgelegt werden kann.
Das Endgerät 10, das über die ursprüngliche Funkverbindung mit dem Anschaltenetz 11 verbunden ist, empfängt die Meldung mit dem HHO-Befehl 13. Beim Empfang dieser Meldung (Schritt 21) aktiviert das Endgerät 10 den Zeitzähler T0, dessen Dauer üblicherweise einige Hundert Millisekunden beträgt, und speichert Informationen in Bezug auf die ursprüngliche Zelle, darunter:

– die Leistung, mit der es zum Empfangszeitpunkt des Befehls 13 über den dedizierten, aufsteigenden Kanal gesendet hat. Diese Leistung wird auf bekannte Weise über Leistungssteuerschleifen im UMTS-Netz geregelt;
– einen ersten Leistungspegel, der in der Zelle des Anschaltenetzes 11 gespeichert wurde, die von der Basisstation 5 gesteuert wird. Dieser Leistungspegel wird typischerweise in dem entsprechenden CPICH-Kanal gemessen, er kann jedoch auch in einem anderen gemeinsamen Kanal oder einem dedizierten Kanal gemessen werden;
– Informationen zur Synchronisierung der Verbindung mit der ursprünglichen Zelle, beispielsweise in Form einer Verschiebung zwischen einem Rasterzähler, der im Endgerät aktualisiert wird, und einem Referenz-Rasterzähler, der von der Zelle übertragen wird.

Anschließend hört das Endgerät auf, über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal zu senden und versucht, die Verbindung mit dem Anschaltenetz 12 über die bezeichneten neuen Kanäle aufrecht zu erhalten. Wenn der Zeitzähler T0 abgelaufen ist 23, ohne dass eine Verbindung über diese neuen Kanäle hergestellt werden konnte, wird der HHO als fehlgeschlagen erfasst. Das Endgerät schaltet in diesem Fall auf die ersten Funkkanäle zurück. Zu diesem Zweck ermittelt es einen zweiten Leistungspegel, der von der von der Basisstation 5 gesteuerten Zelle erfasst wird (z. B. auf CPICH) und synchronisiert sich erneut mit Hilfe der gespeicherten Synchronisationsinformationen sowie aufgrund der Tatsache, dass es nicht aufgehört hat, seinen Rasterzähler regelmäßig zu aktualisieren.
Ausgehend von den zuvor gespeicherten Informationen und der Schätzung (24) des zweiten Leistungspegels legt das Endgerät die Sendeleistung fest (25), mit der es erneut über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal zu senden beginnt.
In einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung entspricht der von einer Zelle im Funkanschaltenetz 11 erfasste Leistungspegel der zuvor definierten und mit CPICH_RSCP bezeichneten Messung. Somit erhält man CPICH_RSCP_vorher, eine Messung der Empfangssignal-Leistung über CPICH von der Basisstation 5, die vor dem HHO-Versuch vorgenommen wurde, sowie CPICH_RSCP_danach, eine Messung der Empfangssignal-Leistung über CPICH von der Basisstation 5, die nach dem fehlgeschlagenen HHO vorgenommen wurde.
In diesem Fall wird für die Sendeleistung des Endgeräts auf dem dedizierten, aufsteigenden Kanal vorzugsweise die folgende, mit P_danach bezeichnete Gleichung überprüft, sobald der Handover-Versuch fehlgeschlagen ist: Pdanach = Pvorher – (CPICH_RSCPdanach – CPICH_RSCPvorher) + D (1)wobei P_vorher die gespeicherte Referenzleistung, mit der das Endgerät zum Empfangszeitpunkt des HHO-Befehls gesendet hat, und D die Verschiebung der vorab definierten Leistung ist. Die Verschiebung D hat einen positiven Wert, um die Wahrscheinlichkeit eines Verbindungsverlustes zu verringern. Dieser Wert kann jedoch auch gleich Null sein. Der Wert D wird entweder einmal grundsätzlich für das Endgerät definiert oder diesem vom Anschaltenetz 11 mitgeteilt, beispielsweise in den über die Funkschnittstelle übertragenen Systeminformationen, in der Signalisierung bei der Erstellung der Verbindung oder in der HHO-Befehlsmeldung. Er kann vom Betreiber des Anschaltenetzes 11 entweder insgesamt für das Netz oder für jede einzelne Zelle definiert werden. Dieser Wert D kann andererseits dynamisch in Abhängigkeit von verschiedenen Kriterien variieren, beispielsweise in Verbindung mit dem Status der Netzauslastung.
In einer anderen Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung entspricht der in der Zelle erfasst Leistungspegel einer vorab definierten und mit CPICH_Ec/N₀ bezeichneten Energiemessung. Mit CPICH_Ec/N_0vorher bezeichnet man daher die Energiemessung, die von der Basisstation auf dem Kanal CPICH vor dem HHO empfangen wird, und mit CPICH_Ec/N_0danach bezeichnet man die gleiche Energiemessung, die von der Basisstation auf dem Kanal CPICH nach dem fehlgeschlagenen HHO empfangen wird.
In diesem Fall überprüft die Sendeleistung des Endgeräts über den ersten dedizierten, aufsteigenden Funkkanal nach dem fehlgeschlagenen HHO vorzugsweise die folgende Gleichung: Pdanach = Pvorher – (CPICH_Ec/N0danach – CPICH_Ec/N0vorher) + D (2)
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Messungen CPICH_Ec/N₀ an absteigenden Signalen durchgeführt werden, während die Messungen, die zur Berücksichtigung in der Leistungsbilanz relevant sind, auf jeden Fall Messungen in der aufsteigenden Strecke sein müssen, da hier die Sendeleistung in den aufsteigenden Kanälen gesteuert werden soll. Der Begriff Pathloss, für den CPICH_RSCP in Bezug auf die Sendeleistung von Node B im Kanal CPICH (die Sendeleistung, die dem Endgerät bekannt ist und die im Allgemeinen zeitlich nicht variiert) steht, weist im Allgemeinen keine erhebliche Differenz zwischen der aufsteigenden Strecke und der absteigenden Strecke auf, dies kann jedoch bei dem durch Interferenzen erzeugten Rauschpegel anders sein, wobei es sich bei der Zugangstechnologie um CDMA handelt. Die Formel (2) ermöglicht jedoch bereits eine erhebliche Verbesserung, da sich die Interferenzsituation in der aufsteigenden Strecke während der Laufzeit des Zeitzählers T₀ nicht zwangsläufig erheblich verändert.
Es ist möglich, die Leistungen weiter zu verbessern, indem anstelle der Begriffe N_0vorher und N_0danach Interferenzmessungen in der aufsteigenden Strecke I_0vorher und I_0danach berücksichtigt werden, die die Basisstation 5 an das Endgerät 10 überträgt. Diese Interferenzmessungen werden vom Empfänger der Basisstation durchgeführt. Sie können in der Zelle übertragen werden, beispielsweise in den Systeminformationen, was dem Endgerät ermöglicht, diese vor dem HHO-Versuch und nach dem fehlgeschlagenen HHO zu empfangen und diese mit den Leistungsmessungen CPICH_RSCP_vorher und CPICH_RSCP_danach zu kombinieren, um seine neue Sendeleistung wie folgt zu berechnen: Pdanach = Pvorher – (CPICH_RSCPdanach/I0danach – CPICH_RSCPvorher/I0vorher) + D (3)
Die Interferenzmessung I_0vorher kann dem Endgerät ebenfalls in der Handover-Befehlsmeldung übermittelt werden.
Es ist möglich, dass ein HHO erforderlich ist, während das Endgerät sich in einer SHO oder SerHO-Situation befindet. Falls das Endgerät gerade einen SHO ausführt, werden mehrere Verbindungen mit mehreren verschiedenen Basisstationen hergestellt. Falls das Endgerät gerade einen SerHO ausführt, werden mehrere Verbindungen über verschiedene Zelle mit mehreren Basisstationen hergestellt.
In diesem Fall speichert das Endgerät, ehe es einen HHO versucht, den ersten Leistungspegel in Bezug auf jede Zelle der aktiven Einheit, mit der eine aktive Funkverbindung besteht. Sobald der HHO-Versuch fehlgeschlagen ist, versucht das Endgerät anschließend erneut, die zweiten Leistungspegel für die gleichen Zellen zu messen. Anschließend legt das Endgerät in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem auf diese Weise ermittelten ersten und zweiten Leistungspegel eine neue Sendeleistung fest.
Im folgenden Beispiel entspricht der von den Basisstationen erfasste Leistungspegel der zuvor definierten Energiemessung CPICH_Ec/N₀ _. Auf diese Weise wird ausgehend von den Messungen CPICH_Ec/N₀, die in verschiedenen CPICH, die den Zellen der aktiven Einheit entsprechen, durchgeführt werden, ein kombinierter Leistungspegel geliefert, der mit CPICH_Ec/N_0kombiniert bezeichnet wird.
Ein Wert für den kombinierten Leistungspegel CPICH_Ec/N_0kombiniert vor dem HHO und nach dem HHO wird im Folgenden in Abhängigkeit von verschiedenen Szenarien erläutert.
Falls das Endgerät gerade einen SHO (jedoch keinen SerHO) ausführt, wenn es einen HHO-Befehl erhält, legt es einen Wert CPICH_Ec/N_0kombiniert fest, und zwar vorzugsweise unter Berücksichtigung der von einer Anzahl p an Zellen der aktiven Einheit (die von verschiedenen Basisstationen gesteuert werden) erfassten Leistungspegel. Auf diese Weise kann ein Wert CPICH_Ec/N_0kombiniert vorteilhafterweise überprüfen: CPICH_Ec/N0kombiniert = Max (CPICH_Ec/N01, ..., CPICH_Ec/N0p) (4)wobei CPICH_Ec/N₀₁ bis CPICH_Ec/N_0p jeweils den von den p Basisstationen erfassten Leistungspegeln entsprechen.
Falls das Endgerät einen SerHO mit r > 1 Zellen, die von einer Basisstation verwaltet werden, ausführt, kann es den Wert CPICH_Ec/N_0kombiniert beim Empfang eines HHO-Befehls mit Hilfe der folgenden Gleichung schätzen:
wobei CPICH_Ec/N_0i einem von der Basisstation erfassten Leistungspegel entspricht, der r Funkverbindungen mit dem Endgerät für einen Soft Handover umfasst.
Falls das Endgerät einen SHO mit p > 1 Basisstationen ausführt, von denen mindestens eine mehrere Zellen der aktiven Einheit steuert, mit denen das Endgerät einen SerHO ausführt, kann der Wert CPICH_Ec/N_0kombiniert anhand der Gleichung (4) ermittelt werden, wobei der Term CPICH_Ec/N_0k für jede Basisstation k, die mehrere Zellen der aktiven Einheit steuert, vorab anhand einer Summe in der Form (5) ermittelt wird.
In einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird eine solche Kombination erstmals beim Empfang des HHO-Befehls ausgeführt und liefert einen ersten erfassten Leistungspegel, der als CPICH_Ec/N_{0kombiniert-vorher} bezeichnet wird, und anschließend nochmals, nach dem fehlgeschlagenen HHO einen zweiten erfassten Leistungspegel, der als CPICH_Ec/N0_{kombiniert-danach} bezeichnet wird.
Somit kann das Endgerät die Sendeleistung im ersten dedizierten, aufsteigenden Funkkanal nach dem fehlgeschlagenen HHO anhand der folgenden Gleichung ermitteln: Pdanach = Pvorher – (CPICH-Ec/N0kmbiniert-danach – CPICH-Ec/N0kombiniert-vorher) + D (6)
Es ist darauf hinzuweisen, dass es vorteilhaft ist, die neue Sendeleistung nach dem fehlgeschlagenen HHO schnell zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann das Endgerät, wenn der Wert CPICH_Ec/N_{0kombiniert-danach} ermittelt wurde, lediglich die Leistungspegel berücksichtigen, die es schnell erfassen kann. Somit kombiniert das Endgerät vorzugsweise die von den Zellen erfassten Leistungspegel, mit denen es sich nach dem fehlgeschlagenen HHO schnell wieder synchronisieren kann.
In einer anderen Ausführungsvariante kann das Endgerät, wenn es beim Empfang des HHO-Befehls einen SHO ausführt, versuchen mit einer Leistung zu senden, die für mindestens eine der Zellen der aktiven Einheit geeignet ist.
Zu diesem Zweck wird eine Abweichung Δ_i für den von einer Zelle i der aktiven Einheit vor und nach dem HHO erfassten Leistungspegel definiert. In dem im Folgenden beschriebenen Fall entspricht der erfasste Leistungspegel der Empfangsleistung eines Signals im Kanal CPICH, und überprüft: Δi = CPICH_RSCPvorher(i) – CPICH_RSCPdanach(i) (7)wobei CPICH_RSCP_vorher(i) die im Kanal CPICH in Bezug auf die Zelle i vor dem HHO gemessene RSCP_Leistung ist und CPICH_RSCP_danach(i) die RSCP-Messung in diesem CPICH-Kanal nach dem fehlgeschlagenen HHO bezeichnet. Mit Δ_i-positiv bezeichnet man die positiven Abweichungen Δ_i und mit Δ_i-negativ die negativen Abweichungen Δ_i.
Falls mindestens ein Δ_i positiv ist, kann das Endgerät seine Sendeleistung nach dem fehlgeschlagenen HHO wie folgt berechnen: Pdanach = PAnfang – Max(Δi-positiv) + D (8)
Falls kein Δ_i positiv ist, berechnet das Endgerät seine Sendeleistung nach dem fehlgeschlagenen HHO wie folgt: Pdanach = PAnfang – Min(|Δi|) + D (9)
Infolgedessen wird die Sendeleistung nach einem fehlgeschlagenen HHO gesteigert, wenn sämtliche Abweichungen Δ_i negativ sind. Falls mindestens eine der Abweichungen Δ_i positiv ist, kann die Sendeleistung im Vergleich zur Leistung vor dem HHO verringert werden. Auf diese Weise kann man die eingesetzte Leistung des Endgeräts auf dem dedizierten, aufsteigenden Kanal zum Anschaltenetz auf vorteilhafte Weise reduzieren.
Im Folgenden wird eine Variante für die Berechnung der Sendeleistung für den Fall vorgeschlagen, in dem das Endgerät einen SHO ausführt. Diese Variante hat zum Ziel, die Sendeleistung nach dem fehlgeschlagenen HHO für alle oder einen Teil der Funkverbindungen, die zu den Zellen der aktiven Einheit hergestellt wurden, möglichst gut anzupassen. Wie bei dem oben beschriebenen Verfahren, berechnet man die verschiedenen Δ_i in Bezug auf die verschiedenen Zellen der aktiven Einheit. Falls mindestens ein Δ_i negativ ist, kann man die Sendeleistung nach dem fehlgeschlagenen HHO wie folgt berechnen: Pdanach = Pvorher – Max(|Δi-negativ|) + D (10)
Andernfalls ermittelt das Endgerät die Sendeleistung wie folgt: Pdanach = PAnfang – Min(|Δi-negativ|) + D (11)
Infolgedessen wird die Leistung erhöht, sobald mindestens ein Δ_i negativ ist. Die Leistung kann nur verringert werden, wenn sämtliche Δ_i positiv sind.
Vorzugsweise ermittelt das Endgerät schnell eine neue Sendeleistung. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn der Wert CPICH_RSCP_danach nur für die Basisstationen ermittelt wird, mit denen sich das Endgerät nach dem fehlgeschlagenen Handover schnell synchronisieren kann.
Ein solches Verfahren kann in einem bereits bestehenden zellularen System leicht umgesetzt werden, um eine bessere Qualität der Mobilitätsverwaltung für die Endgeräte zu ermöglichen.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Sendeleistung eines mobilen Endgeräts (10) bei Verbindungen in einem zellularen Funksystem, wobei das Endgerät (10) Befehle zur Steuerung der Leistung von mindestens einer Basisstation des zellularen Systems erhält, mit der eine Funkverbindung (8) hergestellt wurde, die erste dedizierte, aufsteigende und absteigende Kanäle umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – als Reaktion auf den Empfang eines Befehls zum Kanalwechsel (13) durch das Endgerät, Speicherung (21) eines ersten von der genannten Basisstation erfassten Leistungspegels und einer Referenzleistung, mit der das Endgerät zum Zeitpunkt des Empfangs des genannten Befehls auf dem ersten aufsteigenden Kanal gesendet hat, und Versuch (22), die Verbindung über neue dedizierte, aufsteigende und absteigende Kanäle aufrecht zu erhalten, wobei das Endgerät nicht mehr auf dem ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal sendet; – wenn die Aufrechterhaltung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlschlägt (23), Schätzung (24) eines zweiten, von der genannten Basisstation erfassten Leistungspegels und erneuter Sendebeginn (26) durch das Endgerät (10) auf dem ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal mit einem festgelegten Leistungspegel (25) in Abhängigkeit von der gespeicherten Referenzleistung und einer Abweichung, die zwischen dem genannten ersten und zweiten Leistungspegel beobachtet wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dem zufolge das mobile Endgerät (10) den ersten und/oder den zweiten von der Basisstation erfassten Leistungspegel ausgehend von der Empfangsleistung eines Signals festlegt, das von der Basisstation auf einem gemeinsamen, absteigenden Kanal gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dem zufolge das mobile Endgerät den ersten und/oder zweiten von der Basisstation erfassten Leistungspegel festlegt, indem es eine über einen gegebenen Zeitraum von der Basisstation in einem definierten Frequenzband auf einem gemeinsamen, absteigenden Kanal empfangene Energie berechnet.
Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dem zufolge das Endgerät, da zum Empfangszeitpunkt des Befehls zum Kanalwechsel mehrere Funkverbindungen mit verschiedenen Zellen zwischen dem mobilen Endgerät und einer oder mehreren Basisstationen hergestellt wurden, den ersten Leistungspegel anhand einer Kombination aus zumindest einigen der von den genannten Basisstationen in Bezug auf die genannten Zellen erfassten Leistungspegeln festlegt, und dem zufolge das Endgerät, wenn die Verbindung über die neuen Kanäle fehlschlägt, den zweiten Leistungspegel schätzt, indem es mindestens die von den genannten Basisstationen in Bezug auf die genannten Zellen erfassten Leistungspegel kombiniert.
Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dem zufolge das Endgerät außerdem Informationen in Bezug auf eine Synchronisierung mit der Basisstation speichert, ehe es versucht, die Verbindung über die neuen, dedizierten Kanäle fortzusetzen, und dem zufolge sich das Endgerät, sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, auf der Grundlage der genannten, gespeicherten Synchronisierungsinformationen mit der Basisstation synchronisiert, um den zweiten Leistungspegel zu schätzen.
Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dem zufolge das mobile Endgerät den Sendeleistungspegel, sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, als Differenz zwischen der gespeicherten Referenzleistung und der beobachteten Abweichung zwischen dem ersten und dem zweiten Leistungspegel, zuzüglich eines Werts für die Leistungsverschiebung, der positiv oder gleich Null ist, festlegt.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dem zufolge das Endgerät den Wert für die Leistungsverschiebung in Abhängigkeit von den von der Basisstation empfangenen Informationen festlegt.
Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dem zufolge das Endgerät einen Zeitzähler aktiviert, ehe es versucht, die Verbindung über die neuen Kanäle fortzusetzen, und dem zufolge die Fortsetzung der Verbindung fehlschlägt, wenn das Endgerät nach Ablauf des genannten Zeitzählers (23) keine Verbindung über die neuen Kanäle herstellen konnte.
Vorrichtung zur Steuerung der Sendeleistung eines mobilen Endgeräts (10), die Verarbeitungsmittel zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
Mobiles Endgerät zur Funkkommunikation (10), das Folgendes umfasst: – Mittel zur Kommunikation mit mindestens einer Basisstation eines zellularen Funksystems über eine Funkverbindung, die erste dedizierte, aufsteigende und absteigende Kanäle umfasst, wobei die Kommunikationsmittel Mittel zur Steuerung der Sendeleistung über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal in Abhängigkeit von Befehlen zur Leistungssteuerung umfassen, die von der genannten Basisstation empfangen werden; – Mittel zur Speicherung eines ersten, von der Basisstation erfassten Leistungspegels sowie einer Referenzleistung, mit der das Endgerät zum Zeitpunkt des Empfangs des genannten Befehls über den ersten aufsteigenden Kanal gesendet hat, als Reaktion auf den Empfang eines Befehls zum Kanalwechsel im Endgerät, und Versuch zur Fortsetzung der Verbindung über neue, dedizierte, aufsteigende und absteigende Kanäle, wobei das Endgerät nicht mehr über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal sendet; – Mittel zur Schätzung eines zweiten, von der genannten Basisstation erfassten Leistungspegels im Fall einer fehlgeschlagenen Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle, und erneuter Sendebeginn über den ersten dedizierten, aufsteigenden Kanal mit einem Leistungspegel, der in Abhängigkeit von der gespeicherten Referenzleistung und einer beobachteten Abweichung zwischen dem genannten ersten und zweiten Leistungspegel festgelegt wird.
Mobiles Endgerät gemäß Anspruch 10, das außerdem Mittel umfasst, um den ersten und/oder zweiten, von der Basisstation erfassten Leistungspegel ausgehend von der Empfangsleistung eines Signals festzulegen, das von der Basisstation auf einem gemeinsamen, absteigenden Kanal gesendet wird.
Mobiles Endgerät gemäß Anspruch 10 oder 11, das außerdem Folgendes umfasst: – Mittel zur Festlegung des ersten Leistungspegels durch die Kombination zumindest einiger Leistungspegel, die von den genannten Basisstationen erfasst wurden, wobei mehrere Funkverbindungen zwischen dem mobilen Endgerät und einer oder mehreren Basisstationen hergestellt werden; und – Mittel zur Schätzung des ersten Leistungspegels, wenn die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, durch Kombination zumindest bestimmter Leistungspegel, die von den genannten Basisstationen erfasst wurden.
Mobiles Endgerät gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, das außerdem Mittel zur Festlegung des Sendeleistungspegels umfasst, sobald die Fortsetzung der Verbindung über die neuen Kanäle fehlgeschlagen ist, und zwar als Differenz zwischen der gespeicherten Referenzleistung und der zwischen dem ersten und dem zweiten Leistungspegel beobachteten Abweichung, zuzüglich eines Werts für die Leistungsverschiebung, der positiv oder gleich Null ist.