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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Controller, ein Benutzergerät und Verfahren
in einem Funknetz, das eine Anzahl von Zellen einschließt, wobei
in diesem Netz ein Benutzergerät
in Kommunikation mit wenigstens einer Zelle ist, die einen aktiven
Satz definiert.
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BESCHREIBUNG
DES VERWANDTEN SACHSTANDES
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Zellulare
Kommunikationssysteme umfassen herkömmlicherweise eine Vielzahl
von Basisstationen, die in einem Muster angeordnet sind, so dass eine
Vielzahl von überlappenden
Zellen definiert werden, die eine Funkkommunikationsunterstützung in einem
geographischen Gebiet bereitstellen. Eine entfernte Sender/Empfänger-Einheit,
wie beispielsweise ein Benutzergerät, kommuniziert mit der Basisstation der
entsprechenden Zelle, in der sich das Benutzergerät befindet.
Diese Kommunikation tritt typischerweise durch einen Kanal auf,
der durch das System der Verbindung zugewiesen wird. Wenn das Benutzergerät mobil
ist oder wenn die Basisstation nicht-stationär ist (z. B. ein umlaufender
Satellit ist), kann das Benutzergerät zwischen angrenzenden Fällen als Folge
der relativen Bewegung zwischen dem Benutzergerät und der Basisstation hin-
und hergehen.
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Ohne
irgendeine Intervention durch das System würde dieser Übergang schließlich die
Verbindung beenden, weil die Empfangssignalstärke, die den Signalen zugeordnet
ist, auf einen Pegel abfallen würde,
bei dem entweder die Basisstation oder die entfernte Station die Übertragungen
der anderen, um eine dazugehörige
Information zu dekodieren, nicht in einer richtigen Weise empfangen
kann. Ein Übergang
zwischen Zellen kann zusätzlich
eine signifikante Verschlechterung der Signalqualität verursachen.
Diese Signalqualitätsverschlechterung
wird typischerweise an dem Benutzergerät durch ein Qualitätsmaß gemessen,
beispielsweise die Bitfehlerrate (BER). Eine Signalqualitätsverschlechterung
und ein Abschluss der Kommunikation als Folge einer unangemessenen
Signalstärke
stellen Aspekte des Zellenübergangsproblems
in mobilen zellularen Kommunikationen dar.
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Eine
Lösung
für diese
Aspekte des Zellenübergangsproblems
wird normalerweise als „Handover" bezeichnet. Diese
herkömmliche
Technik führt einen „hands
off" einer sich
im Prozess befindlichen Kommunikation mit einem Benutzergerät von einer Basisstation
einer ersten Zelle an eine andere Basisstation in einer anderen
Zelle durch Dieser Hand-Over Prozess hält die Kontinuität der Verbindung
aufrecht und verhindert die Beendigung des Anrufs, wenn sich das
Benutzergerät
von einer Zelle an eine andere bewegt. Der Hand-Over Prozess kann unter
Verwendung einer Anzahl von systemabhängigen Verfahren erreicht werden.
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In
einem CDMA (Code Division Multiple Access) System kann ein Benutzergerät eine Verbindung
mit mehr als einer Basisstation zu einer Zeit in einem Prozess beibehalten,
der als Soft Hand-Over bekannt
ist. Bei einem Soft Hand-Over hält
das Benutzergerät
eine gleichzeitige Verbindung mit mehr als einer Basisstation aufrecht,
um so einen Diversity-Effekt hervorzurufen, der die Qualität der Verbindung
verbessert. Dieser Diversity-Effekt wird durch eine Kommunikation
mit verschiedenen Basisstationen über verschiedene Luft-Schnittstellen-Pfade
erreicht, die unterschiedliche Schwund-Eigenschaften aufweisen.
Die Kombination von Signalen über
die verschiedenen Luft-Schnittstellen-Pfade kann die Qualität der Verbindung
verbessern und kann Übertragungsleistungsanforderungen
zwischen der Basisstation und dem Benutzergerät verringern.
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Ein
Soft Hand-Over in einem CDMA (Code Division Multiple Access) System,
wie beispielsweise IS-95, beinhaltet herkömmlicherweise Messungen von
bekannten Pilotsignalen, die von Basisstationen in dem System übertragen
werden. Ein Benutzergerät
misst die Qualität
von empfangenen Pilotsignalen, um zu bestimmen, welche Basisstation
geeignet ist, um dieses Benutzergerät zu bedienen. Wenn das Benutzergerät eine Basisstation
wählt,
die zu einer bevorzugten Signalqualitätsmessung gehört, demoduliert
das Benutzergerät
den übertragenen
Paging-Kanal (Ausrufungs-Kanal) von dieser Basisstation und empfängt dann
Systemparameterinformation von der Basisstation.
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Die
Systemparameterinformation, die von der Basisstation empfangen wird,
umfasst eine Liste von Nachbarzellen, die von der Basisstation an
das Benutzergerät
auf dem Paging-Kanal in verschiedenen Nachrichten, wie der Nachbarlisten-Nachricht (Neighbour
List Message), der erweiterten Nachbarlistennachricht (Extended
Neighbour List Message), oder der allgemeinen Nachbarlistennachricht
(General Neighbour List Message) übertragen wird.
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Auf
den Empfang von irgendeiner von diesen Nachrichten hin speichert
das Benutzergerät
die Liste von Nachbarzellen als seinen Nachbarsatz. Das Benutzergerät misst
dann die Empfangssignalqualität
des Pilotsignals von jeder Basisstation in dem Nachbarsatz. Diejenigen
Basisstationen mit Pilotsignalen, die Signalqualitäten über bestimmte
Schwellen aufweisen, werden dann in einem Kandidatensatz gespeichert.
Pilotsignale von Basisstationen in dem Kandidatensatz werden dann
durch das Benutzergerät
häufiger
als die Basisstationen in dem Nachbarsatz gemessen.
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Während eines
tatsächlichen
Anrufes von dem Benutzergerät
werden die einzelnen oder die Vielzahl von Basisstationen in dem
Kandidatensatz, der die beste Signalqualität aufweist, in einem aktiven
Satz gespeichert. Die Basisstationen, die gegenwärtig in dem aktiven Satz angezeigt
werden, werden die Soft Hand-Over Zweige für die Kommunikation. Wenn die
Signalqualität
von den Basisstationen in den Zweigen des Soft Hand-Overs unter
eine bestimmte Schwelle für
eine gegebene Zeitperiode abfallen, werden sie von dem aktiven Satz
weggenommen.
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Ferner
werden Basisstationen in dem Kandidatensatz zu dem aktiven Satz
hinzugefügt,
wenn deren zugehörige
Pilotsignalqualität
eine bestimmte Schwelle erreicht. Ein Benutzerpfad wird dann zu
der Basisstation, die neu zu dem aktiven Satz hinzugefügt wird,
aufgebaut. Dieser Soft Hand-Over Prozess tritt kontinuierlich auf,
während
ein Benutzergerät
auf einem Anruf ist. Eine bedienende Basisstation kann danach die
Nachbarliste nach dem Benutzergerät, das auf dem Verkehrskanal
arbeitet, durchsehen, indem sie eine Nachbarlisten-Aktualisierungsnachricht (Neighbour
List Update Message) oder eine erweiterte Nachbarlisten-Aktualisierungsnachricht
(Extended Neighbour List Update Message) sendet.
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Die
voranstehend beschriebene herkömmliche
Soft Hand-Over Technik ist jedoch unzulänglich, weil für sich bewegende
Benutzergeräte
einige Zellen besser geeignete Hand-Over Zweig Kandidaten als andere
sind. Wenn sich ein Benutzergerät
weg von einer oder mehreren Basisstationen bewegt, kann die Signalqualität von diesen
Basisstationen noch ausreichend sein, um zu bewirken, dass sie zu dem
aktiven Satz hinzugefügt
werden. Somit wird ein Hand-Over Zweig in diesem Fall nur aufgebaut
werden, um in einer kurzen Zeit wieder freigegeben zu werden, da
sich das Benutzergerät
weg von der Basisstation bewegt. Deshalb wird jedes Mal, wenn ein Hand-Over
Zweig hinzugefügt
oder entfernt wird, zusätzliche
Signalisierung benötigt,
die einen unnötigen Signalisierungs-Zusatz
(Overhead) in dem System verursacht.
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Zusätzlich erfordert
eine Entfernung oder Hinzufügung
eines Hand-Over Zweigs die mühsame Zuordnung
und Freigabe von Systemressourcen.
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Dies
ist teilweise in der WO 00/38466 durch Modifizieren des Kandidatensatzes
gelöst
worden. Eine Benutzergeräte-Orts-
und Geschwindigkeits-Information wird verwendet, um die gewichtete
Wahrscheinlichkeit, dass das Benutzergerät gerade in benachbarten Zellen
ankommt, abzuschätzen. „Bias-Werte" werden dann für die Messungen
für die Zellen
erzeugt, für
die es wahrscheinlicher ist, dass das Benutzergerät dort eintritt
oder sich darin befindet. Somit werden die Messungen modifiziert
und somit wird auch die Auswahl darüber, welche Zellen in dem Kandidatensatz
enthalten sind, modifiziert. Ein Nachteil damit ist, dass lange
Nachrichten, die die benachbarten Zellen enthalten, gesendet werden müssen, was
den Verkehr in der Zelle belegt. Ferner erfordert dies viele Berechnungen
in dem Benutzergerät
zusätzlich
zu vielen Messungen.
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In
der WO 02/37733 werden Messungen nur auf dem Kandidatensatz durchgeführt (der
als überwachter
Satz (Monitored Set) in der Anmeldung bezeichnet wird). Somit ist
der Nachbarsatz gleich zu dem Kandidatensatz. Jeder aktive Satz
gehört
zu einem vordefinierten entsprechenden Kandidatensatz. Dies verringert
die Anzahl von benachbarten Zellen, die gesendet werden, und der
Messungen, die durchgeführt
werden. Ein Nachteil damit ist eine geringe Flexibilität, insbesondere
dann, wenn irgendetwas in dem Netz passiert. Ein anderer Nachteil
ist ein Risiko, dass wichtige Zellen verfehlt werden, insbesondere
dann, wenn das Benutzergerät
sich schnell bewegt.
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In
dem Artikel „Predictive
Channel Reservation for Mobile cellular Networks Based on GPS Measurements" aus Personal Wireless
Communication, 1999 IEEE International Conference on Jaipur India
17–19
Febr. 1999; Piscataway, NJ, USA, IEEE, US; M-H Chiu et al, Seiten
441–445
ist es bereits bekannt ein Vorhersagekanal-Reservierungsverfahren durch
Verwendung des GPS-Systems, d. h. unter Verwendung der Position
und Richtung der Bewegung des Benutzergeräts, zu erzeugen. Diese Parameter
werden verwendet, um den zukünftigen
Pfad der Mobilstation und auch die zukünftige Zelle, an die sich die
Mobilstation hin bewegt, zu berechnen.
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In
Systemen unter Verwendung von FDMA (Frequency Division Multiple
Access) oder TDMA (Time Division Multiple Access), wie beispielsweise GSM
(Global System for Mobile Communications), kann man auch sagen,
dass verschiedene Sätze
verwendet werden, sogar dann, wenn die Terminologie nicht verwendet
wird. Was jedoch als aktiver Satz bezeichnet werden kann enthält dann
nur eine Zelle, da nur ein Hard Hand-Over verwendet wird. Ferner
gibt es keinen Unterschied zwischen einem Nachbarsatz und einem
Kandidatensatz. In der
EP 0 986
279 ist eine Erfindung gezeigt, bei der die Nachbarzellenliste,
die von dem System gesendet wird, aus zwei Teilen besteht: Zunächst aus
einem ersten Teil mit Information über Zellen in einer höheren Zellenhierarchie, d.
h. größeren Zellen.
Darm ein zweiter Teil mit Information über Zellen in einer niedrigeren
Zellenhierarchie, d. h. kleineren Zellen Der zweite Teil wird in
Abhängigkeit
davon modifiziert, wo das Benutzergerät positioniert ist. Ferner
wird in dieser Anmeldung jeder „aktive Satz" (d. h. eine beginnende
Zelle) mit einem vordefinierten entsprechenden „Kandidatensatz" assoziiert, was
die gleichen Nachteile ergibt.
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In
der
US 6131030 ist gezeigt,
wie eine Zellen-Hand-Over Information, wie beispielsweise Nachbarzellenlisten,
in verschiedenen Teilen des Systems transferiert werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der
Zweck der Erfindung besteht darin eine Lösung zu finden, die die Hand-Over
bezogene Signalisierung in einem Funktelekommunikationssystem verringert,
das mit irgendeinem Benutzergerät
verwendet werden kann, ohne an Flexibilität zu verlieren.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Controller, wie z. B. ein Funknetzcontroller, ein Basisstationscontroller
oder ähnliches,
ausgelegt, um Information zu empfangen, die sich auf den gesamten
Geschwindigkeitsvektor oder einen Teil davon bezieht, einschließlich der
Position, der Geschwindigkeit und der Richtung von dem Benutzergerät, zu empfangen.
Der Controller ist angeordnet bzw. ausgelegt, um eine gefilterte
Nachbarzellenliste zu erzeugen, indem eine Nachbarzellenliste gefiltert
wird, die zu einem aktiven Satz gehört, den das Benutzergerät gerade
verwendet. Diese Filterung wird in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
des Geschwindigkeitsvektors durchgeführt und die Geschwindigkeit
wird durch Verwendung des Doppler-Effekts des sich bewegenden Benutzergeräts bestimmt.
Der Controller ist ausgelegt, um die gefilterte Nachbarzellenliste
an das Benutzergerät
zu übertragen,
wodurch eine Messung der Pilotsignalstärke für Zellen in der gefilterten
Nachbarzellenliste ermöglicht
wird.
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Ein
Vorteil bei der Erfindung ist, dass die Nachricht, die der Controller
mit der gefilterten Nachbarzellenliste sendet, kürzer ist als dies der Fall
sein würde
ohne eine Filterung. Dies belegt die Funkschnittstelle weniger.
Ferner muss das Benutzergerät die
Pilotsignalstärke
nicht für
so viele Zellen, sondern nur für
die wichtigsten Zellen messen und kann dadurch die Messungen häufiger durchführen. Ferner wird
eine größere Flexibilität erreicht,
da die gefilterte Zellenliste auch zwischen Hand-Overs aktualisiert werden
kann.
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Die
Erfindung wird nun mit näheren
Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1a und
b ein Funknetzsystem mit verschiedenen Zellensätzen, die angezeigt werden;
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2 Zellen
auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen;
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3a und
b ein Funknetzsystem mit verschiedenen Zellensätzen, die angezeigt werden,
z. B. einen gefilterten Nachbarsatz gemäß der Erfindung;
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4a die
Arbeitsteilung zwischen einem SRNC und einem DRNC, wenn ein Anruf
zwischen einem Benutzergerät
(UE) und einer Basisstation (BS) aufgebaut werden ist;
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4b die
Arbeitsteilung zwischen einem SRNC und einem DRNC, wenn das Benutzergerät an eine
andere Basisstation übergeben
worden ist (Hand-Over).
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1a ist
ein mobiles System gezeigt, welches ein Kernnetz 1 und
ein Funkzugriffsnetz (RAN) 2 einschließt. Das RAN 2 ist
der Teil des Netzes, der verantwortlich ist für die Funkübertragung und die Steuerung
der Funkverbindung. Das RAN 2 umfasst eine Anzahl von Funknetzcontrollern
(RNC) 3, 4.
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Der
RNC kann andere Namen in anderen mobilen Systemen aufweisen, wie
beispielsweise Basisstationscontroller.
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Der
RNC 3, 4 steuert Funkressourcen und die Funkverbindungsseigenschaft
innerhalb eines Satzes von Zellen 9, 10, 14, 18.
Eine Zelle 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 deckt
ein geographisches Gebiet ab. Jede Zelle wird durch eine einzigartige
Identität
identifiziert, die in der Zelle ausgesendet wird. Die Funkabdeckung
in einer Zelle wird durch ein Gerät in einer Basisstation (BS) 25, 26, 27, 28,
die auch als Knoten B bezeichnet wird, bereit gestellt. Eine Basisstation 25, 26, 27, 28 kann die
Funkübertragung
und den Empfang innerhalb von einer oder mehreren Zellen behandeln.
Zur Vereinfachung wird diese Beschreibung dies so beschreiben, als
ob eine Basisstation pro Zelle vorhanden ist. Es sei jedoch darauf
hingewiesen, dass somit „eine
Basisstation" in
diesem Kontext als äquivalent auch
zu „einem
Teil einer Basisstation, die eine bestimmte Zelle steuert" angesehen wird.
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In 1a sind
nur zwei RNCs 3, 4, die mit vier BSs 25, 26, 27, 28 kommunizieren,
zur Klarheit gezeichnet. Die anderen Zellen werden natürlich in einer ähnlichen
Weise behandelt. Ein Funknetz-Untersystem
(RNS) umfasst einen RNC 3 mit dessen zugehörigen BSs 25, 26 und
Zellen 14, 18. Ferner sind die Zellen, so wie
dies üblich
ist, einfach als Sechsecke gezeichnet. In der Praxis haben verschiedene
Zellen überlappende
geographische Gebiete, siehe 2. Ferner
weisen diese Gebiete als Folge der umliegenden Umgebung auch nicht
diese schöne regelmäßige Form
auf. Diese Unregelmäßigkeiten sind
ein Grund für
die vorliegende Erfindung.
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Es
kann mehr als eine Zelle vorhanden sein, die das gleiche geographische
Gebiet abdeckt. Ein Beispiel ist in 2 gezeigt,
wo eine hierarchische Zellenstruktur verwendet wird. Die Mikrozellen 41, 42, 43 sind
normalerweise kleine Zellen, die Gebiete mit einem Radius von einigen
wenigen hundert Metern abdecken. Makrozellen 44, die auch
Regenschirm-Zellen genannt werden, decken normalerweise einen Radius
von 1 km oder mehr ab. Pikozellen 45, 46 decken
normalerweise Gebiete innerhalb von Gebäuden mit einem Zellenradius
von einigen wenigen Dutzend Metern ab. Es können auch große Satellitenzellen
vorhanden sein (nicht gezeigt), die von Satelliten gesteuert werden.
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In
der 1a ist auch ein Benutzergerät (UE) 29 gezeigt,
das z. B. ein Mobilterminal sein kann, mit dem ein Benutzer auf
Dienste zugreifen kann, die von dem Kernnetz 1 angeboten
werden. In 1a kommuniziert das UE 29 gleichzeitig
mit zwei BSs 25, 27, die somit einen aktiven Satz 30 von
Zellen 9, 14 bedienen. Um die 1a etwas
deutlicher zu machen sind getrennt in 1b mit
schraffierten Markierungen auch verschiedene Zellensätze gezeigt.
Der aktive Satz 30 ist dort mit horizontalen Linien gezeigt.
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Die
Zellen 5, 6, 8, 10, 13, 15, 18, 19,
die nahe zu dem aktiven Satz 30 sind – geographisch nahe oder nahe
in einer funk-bezogenen Weise – werden als
der Nachbarsatz 31 definiert, wobei dies in 1b mit
Linien, die nach links angewinkelt sind, markiert wird. Die Zellen
in dem Nachbarsatz 31 sind potentielle Wahlmöglichkeiten
für den
aktiven Satz 30.
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Normalerweise
wird ein Nachbarsatz in dem RNC für jede Zelle vordefiniert.
Was jedoch interessant ist, ist ein Nachbarsatz für den gegenwärtigen aktiven
Satz. Um einen Nachbarsatz für
eine aktiven Satz zu erhalten ist es jedoch leicht die Nachbarsatz-Information
für die
Zellen, die in dem aktiven Satz enthalten sind, hinzuzufügen. Eine äquivalente – aber komplexere
und speicheraufwendige – Alternative
würde darin
bestehen ein Nachbarsatz für sämtliche
vorstellbaren aktiven Sätze
vorher zu definieren.
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Eine
Zellenliste für
den Nachbarsatz 31 – der dem
gegenwärtig
aktiven Satz entspricht – wird
von dem RNC 3 an das UE 29 gesendet. Das UE 29 misst dann
Pilotsignale für
die Zellen in dem Nachbarsatz 31. Die Zellen 18, 19 mit
den stärksten
Pilottönen werden
in einem Kandidatensatz 32 gespeichert und häufiger gemessen.
Der Kandidatensatz 32 ist in 1b mit
den Linien markiert, die nach rechts angewinkelt sind. Da der Kandidatensatz 32 ein
Untersatz des Nachbarsatzes 31 ist, erscheinen sie somit
als Schachbrettmuster. Die benachbarten Zellen, 7, 11, 12, 16, 17, 20, 21, 22, 23 und
andere, die nicht gezeigt sind, werden dann als ein Restsatz 33 angesehen.
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Die 1a und
b zeigt nur Zellen auf der gleichen hierarchischen Ebene, aber natürlich können die
Zellensätze
Zellen aus unterschiedlichen hierarchischen Ebenen einschließen, d.
h. z. B. sowohl Mikrozellen als auch Makrozellen.
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Gemäss der Erfindung
sollte die Zellenliste für
den Nachbarsatz 31 gefiltert werden, bevor sie an das UE 29 gesendet
wird. Die Filterung sollte durchgeführt werden unter Berücksichtigung,
wo das UE ist und/oder wo es wahrscheinlich ist, dass das UE in der
Zukunft sein wird. Eine gute Vorgehensweise dies zu tun besteht
darin den Geschwindigkeitsvektor des UE 29 zu studieren.
Der Geschwindigkeitsvektor umfasst die gegenwärtige Position des UE 29 und dessen
Geschwindigkeit und Richtung. Die Geschwindigkeit und Richtung kann
natürlich
Null sein, wenn sich das UE 29 gerade nicht bewegt. Die
verschiedenen Teile des Geschwindigkeitsvektors könnten mit
unterschiedlicher Genauigkeit gegeben werden. Es könnte z.
B. ausreichend sein zu wissen, dass das UE innerhalb eines bestimmten
Gebiets ist, ohne dessen exakte Position zu kennen.
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Ein
neuer gefilterter Nachbarsatz könnte
jedes Mal gebildet werden, wenn ein Hand-Over vorhanden ist. Jedoch
sollte er vorzugsweise öfters
gebildet werden. Eine Alternative besteht darin ihn zu bestimmten
Zeitintervallen zu aktualisieren. Eine andere Alternative besteht
darin ihn zu aktualisieren, wenn sich der Geschwindigkeitsvektor
des UE mit einem bestimmten Betrag geändert hat. Eine weitere Alternative
besteht darin ihn öfter
zu aktualisieren, je schneller sich das UE bewegt, etc.
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Um
zu wissen, welche Zellen herauszufiltern sind und welche nicht,
kann es für
den RNC vorteilhaft sein eine gewisse Extrainformation auf den Zellen
zu haben, z. B. welche Zellen nahe zu einander sind – nahe geographisch
und/oder in einer funk-bezogenen Weise.
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Es
ist auch möglich
bestimmte Gebiete von Zellen zu definieren. In einem Netz mit Zellen
auf verschiedenen hierarchischen Ebenen kann es vorteilhaft für den RNC
sein eine Information darüber
zu haben, um welchen Typ einer bestimmten Zelle es sich handelt – wobei
Typ in der Bedeutung auf einen bestimmten hierarchischen Niveau
ist.
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Ferner
kann es in einem Netz mit Zellen, die unterschiedliche Funkzugriffstechnologien
(RAT) auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen verwenden, dass
der RNC eine Information darüber
hat, um welchen Typ einer bestimmten Zelle es sich handelt – wobei
Typ in der Bedeutung einer Verwendung einer bestimmten RAT ist.
Wenn ferner der Betreiber des Netzes mit dem Betreiber mit einem
anderen Netz zusammen arbeitet und somit benachbarte Zellen vorhanden
sein können,
die zu verschiedenen Netzen gehören,
dann kann es für
den RNC vorteilhaft sein, eine Information darüber zu haben, zu welchem Netz eine
Zelle gehört.
Auch andere Information kann für
die Filterung verwendet werden. Wie die Information verwendet werden
kann, wird nachstehend beschrieben werden.
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Die 3a und
b ist die gleiche wie die 1a und
b. Jedoch sei als ein Beispiel erwähnt, dass das UE 29,
das in der Zelle 5 positioniert ist, weit weg von den Zellen 5 und 6 ist.
Somit besteht keine Notwendigkeit Messungen für die Nachbarzellen 5 und 6 durchzuführen. Somit
kann der RNC 3 den Nachbarsatz filtern und nur einen gefilterten
Nachbarsatz 32 ohne die Zellen 5 und 6 übertragen.
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Als
ein weiteres Beispiel sei erwähnt,
dass das UE 29 sich in Richtung auf die Zelle 19 hin
bewegt. Somit besteht keine Notwendigkeit Messungen für die Nachbarzelle 8 in
auch der entgegengesetzten Richtung durchzuführen. Somit kann der RNC 3 den Nachbarsatz
filtern und nur einen gefilterten Nachbarsatz 32 ohne die
Zellen 5, 6 und 8 senden. Der besagte
gefilterte Nachbarsatz 32 wird mit vertikalen Linien in
der 3a und b an Stelle des ungefilterten Nachbarsatzes 31 in 1a und
b markiert. Das UE 29 führt
nun nur Messungen auf dem gefilterten Nachbarsatz 34 durch.
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Wie
viele Zellen aus dem Nachbarsatz herauszufiltern sind – und somit
aus der Messung ausgeschlossen werden sollen – ist natürlich eine Frage, die berücksichtigt
werden muss. Die Vorteile einer Herausfilterung von vielen Zellen
sind, dass die Übertragungen
an das UE kürzer
sein werden und dass das UE nicht zu viele Messungen ausführen muss. Der
Nachteil ist, dass dann, wenn zu viele Zellen herausgefiltert werden,
es möglich
ist, gute Hand-Over-Kandidaten auszulassen, so dass möglicherweise
die Qualität
eines Anrufs abnimmt.
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In 3a und
b könnte
es möglich
sein auch die Zelle 10 herauszufiltern, aber wenn die angrenzende
Zelle 13 herausgefiltert wird, weil sich das UE in fast
die entgegensetzte Richtung bewegt, dann kann ein Problem vorhanden
sein, wenn sich das UE plötzlich
umdreht und in die entgegengesetzte Richtung geht. Da die Zelle 13 sehr
nahe ist, ist sie wahrscheinlich kurz davor in den Kandidatensatz
eingebaut zu werden. Der Grund, warum sie nicht bereits in dem Kandidatensatz
enthalten ist, ist wahrscheinlich, dass das Pilotsignal von der
Zelle 19 wegen irgendwelchen Gründen stärker als dasjenige von der Zelle 13 ist,
was passieren kann, selbst wenn die Zelle 13 geographisch
näher ist.
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Gemäss einer
Ausführungsform
kann die Filterung in Abhängigkeit
von der Position des UE durchgeführt
werden, wie in 3a und b gezeigt. Eine Abstandsschwelle
kann eingestellt werden und Zellen, die weiter weg liegen, können herausgefiltert werden.
Eine Alternative besteht darin Zellen herauszufiltern, die nicht
innerhalb eines spezifizierten Gebiets liegen. Eine weitere Alternative
besteht darin eine Ebenenschwelle für die Pilotsignalstärke einzustellen
und die Zellen herauszufiltern, die eine Pilotsignalstärke aufweisen,
die unter der Ebenenschwelle ist. Die letzte Alternative erfordert
jedoch, dass eine frühere
Messung für
die Pilotsignalstärke
durchgeführt
worden ist. Ein Nachteil mit der letzten Alternative ist, dass die
frühere
Messung unter Umständen
nicht ausreichend aktuell ist und dass eine Gefahr besteht, dass
dies bewirken kann, dass interessante Zellen unnötig ausgeschlossen werden.
Die Vorteile können
größer sein,
wenn sie mit der geographisch nahen Alternative kombiniert wird.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird auch die Richtung des UE berücksichtigt, wie in 3a und
b. In dem letzteren, einem extremen Fall, werden nur die Zelle oder
Zellen, die in der entgegengesetzten Richtung der Richtung liegen,
in der sich das UE gerade bewegt, weggefiltert. In dem anderen extremen
Fall werden nur die Zelle oder die Zellen, die in der gleichen Richtung
wie diejenige liegen, in der sich das UE gerade bewegt, in dem gefilterten
Nachbarsatz gehalten. Natürlich
sind alle Varianten dazwischen möglich.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird dies kombiniert, indem die Geschwindigkeit des UE berücksichtigt
wird. Wenn sich das UE schnell bewegt, kann es vorteilhaft sein
mehr Zellen in dem gefilterten Nachbarsatz zu halten, weil eine
größere Wahrscheinlichkeit
besteht, dass sie in einer kurzen Zeit erreicht werden. Wenn andererseits
das UE sich langsam oder überhaupt
nicht bewegt, kann es vorteilhaft sein weniger Zellen in dem gefilterten
Nachbarsatz zu haben.
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Gemäss einer
weiteren Ausführungsform, wenn
Zellen auf unterschiedlichen hierarchischen Ebenen vorhanden sind,
wie in 2, kann die Filterung unterschiedlich auf unterschiedlichen
hierarchischen Ebenen in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des UE durchgeführt werden. Wenn sich das UE schnell
bewegt, dann werden größere Zellen,
wie beispielsweise Makrozellen, wichtiger als kleinere Zellen, wie
Mikrozellen und Pikozellen. Da das UE nur für eine kurze Weile in den kleineren
Zellen bleibt, ist es dann wenig nützlich ein Hand-Over auf diese durchzuführen. Somit
ist es auch nicht sehr nützlich die
Pilotsignale der kleineren Zellen zu messen. Je schneller sich das
UE bewegt, desto mehr sollten die größeren Zellen bevorzugt werden
und somit desto mehr kleinere Zellen sollten herausgefiltert werden. Wenn
sich andererseits das UE langsam bewegt oder still ist, kann es
vorteilhafter sein Mikrozellen und Pikozellen zu verwenden. Eine
vereinfachte Version könnte
sein eine Geschwindigkeitsschwelle bereitzustellen. Über der
Geschwindigkeitsschwelle werden z. B. Mikrozellen und Pikozellen
herausgefiltert, aber Makrozellen erhalten. Unter der Geschwindigkeitsschwelle
werden z. B. Makrozellen herausgefiltert, aber Mikrozellen und Pikozellen
gehalten.
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Wie
weiß nun
der RNC, welchen Geschwindigkeitsvektor ein UE aufweist? Es gibt
mehrere Lösungen
dafür und
einige wenige werden erwähnt werden.
Gemäß einer
Ausführungsform
ist es für
die Position möglich,
die Global-Positioning-Technologie (GPS) zu verwenden. Es existiert
ein vom Netz unterstütztes
GPS (A-GPS), bei dem das Netz bestimmte Information an das UE sendet,
um so die Durchführung
der GPS Funktion in dem UE weniger kompliziert zu ermöglichen.
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Eine
andere Ausführungsform
zum Abschätzen
der Position besteht dann die Umlaufzeit (Round Trip Time; RTT)
zu messen, d. h. die Zeit, die für
ein Signal benötigt
wird sich von einer BS zu dem UE und zurück auszubreiten. Dies wird
den Abstand von der BS ergeben. Für den Fall einer Verwendung
nur einer BS pro Zelle wird dies somit einen Kreis ergeben, auf
dem das UE sein kann. Dies kann genug sein, 1 um z. B. Pikozellen
auszuschließen,
die weit von dem Kreis weg liegen. Um eine genauere Position zu
erhalten ist es möglich
die RTT relativ zu wenigstens zwei BSs zu messen, was einen Kreuzungspunkt
ergeben wird.
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Es
existiert eine andere Ausführungsform, um
die Position abzuschätzen,
wenn das UE Signale von zwei oder mehr BSs empfangt. Es ist dann
möglich,
dass das UE die beobachtete Zeitdifferenz einer Ankunft (OTDOA)
relativ zu den BSs misst, was ein Maß über die Differenz im Abstand
zu den BSs ergeben wird. Zwei BSs werden eine Kurve darüber ergeben,
wo das UE gefunden werden kann, aber drei oder mehr BSs werden eine
genauere Position hervorbringen.
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Eine
Version der OTDOA Ausführungsform besteht
dann OTDOA mit einer Freiperioden-Abwärtsstrecke
(Ideal Period Down Link) (OTDOA/IPDL) zu verwenden. Dies ist eine
Verbesserung der OTDOA, was bedeutet, dass stärkere Signale von BSs vorübergehend
abgeschaltet werden können,
um eine Messung auch auf schwächeren
Signalen zu ermöglichen.
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Um
die Geschwindigkeit und Richtung abzuschätzen ist die einfachste Vorgehensweise
wahrscheinlich die Position wiederholt zu messen und Schlussfolgerungen
aus den Änderungen
zu ziehen. Eine Alternative besteht darin z. B. den Doppler-Effekt
auf der Frequenz zu messen, die auftreten wird, weil sich das UE
bewegt. Dies wird jedoch die Geschwindigkeit relativ zu dem BS ergeben.
Somit könnte
es vorteilhafter sein, Messungen relativ zu zwei BSs durchzuführen. Eine
bessere Alternative besteht darin die Doppler-Spreizung zu verwenden, was
eine Abschätzung über die
Geschwindigkeit des UEs ergeben wird, sogar dann, wenn Messungen
nur relativ zu einer BS durchgeführt
werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
der Nachbarsatz auch unter Berücksichtigung davon,
welche Funkzugriffstechnologie (RAT) in den Nachbarzellen verwendet
wird, gefiltert werden. Neue UEs sind oft in der Lage eine Kommunikation unter
Verwendung von mehr als einer RAT durchzuführen, z. B. sowohl CDMA als
auch GSM. Um nicht kontinuierlich zwischen RATs hin und her zu schalten ist
es möglich
die Zellen, die in einer vordefinierten RAT kommunizieren, z. B.
CDMA, mit einer Priorität zu
behandeln und viele der anderen Zellen herauszufiltern, aber vorzugsweise
nicht alle. Eine Alternative besteht darin viele der Zellen wegzufiltern,
die nicht in der RAT kommunizieren, die das UE in dem Moment gerade
verwendet, so dass eine Art Hysterese in dem Wechsel der RAT verursacht
wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
bei der mehr als ein Netz vorhanden ist, aus dem gewählt werden
kann, können ähnliche
Lösungen
wie mit den RATs verwendet werden.
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Natürlich können all
diese Ausführungsformen
auch miteinander kombiniert werden.
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Ein
RNC kann unterschiedliche Rollen aufweisen. Dies wird in 4a und
b erläutert,
die einen Teil des Systems in 1a zeigt.
Zur Vereinfachung sei angenommen, dass der aktive Satz nur eine
Zelle einschließt.
Dies wird in einer ähnlichen
Weise auch mit aktiven Sätzen
funktionieren, die mehr als eine Zelle einschließen.
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Als
ein Beispiel sei in 4a angenommen, dass ein Anruf
zunächst
zwischen dem Kernnetz 1 und dem UE 29 über den
ersten RNC 3 und die erste BS 25 aufgebaut wird.
Dies bedeutet, dass der erste RNC 3 als ein bedienender
RNC (SRNC) arbeitet. In dieser Rolle ist der erste RNC 3 verantwortlich
für die Verbindung
mit dem UE, d. h. er hat die volle Steuerung über die Verbindung innerhalb
des RAN 2. Der SRNC 3 ist somit mit dem Kernnetz 1 verbunden. Das
RAN 2 entscheidet, welcher RNC 3, 4 die
Rolle des SRNC aufweisen wird, wenn die Verbindung zwischen dem
UE 29 und dem RAN 2 eingerichtet wird. Normalerweise
wird es der RNC 3 sein, der die Zelle steuert, wo die Verbindung
zu dem UE 29 anfänglich eingerichtet
wird, dem die SRNC Rolle für
diese spezifische Verbindung zu dem UE 29 zugewiesen wird.
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In
4b ist
das UE
29 an die zweite BS
28 übergeben worden (Hand-Over),
die von dem zweiten RNC
4 bedient wird. Der erste RNC
3 weist
jedoch noch die Rolle als SRNC auf. Der zweite RNC
4 nimmt
eine Rolle als Drift-RNC (DRNC) an. In dieser Rolle unterstützt der
zweite RNC
4 den SRNC
3 mit Funkressourcen für eine Verbindung
mit dem UE
29, so lange wie das UE
29 Funkressourcen
in einer Zelle oder in Zellen, die von dem DRNC
4 gesteuert werden,
benötigt.
Die Konzepte des SRNC und DRNC sind auch näher in der voranstehend erwähnten
US 6131030 beschrieben,
wo ebenfalls ein Beispiel beschrieben ist, wie Hand-Over-Information zwischen
unterschiedlichen RNCs zu transferieren ist. Es sei darauf hingewiesen,
dass auch die Alternative existiert einen neuen SRNC zu definieren,
wenn ein Hand-Over
ausgeführt
wird, und zwar entweder jedes Mal oder dann, wenn sich das UE um
einen bestimmten Abstand weg von dem ursprünglichen SRNC bewegt hat.
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Die
Erfindung kann in vielerlei Vorgehensweisen in dem SRNC und DRNC
implementiert werden. Eine Ausführungsform
besteht darin, dass der SRNC den DRNC auffordert seine vollständige Zellenliste
für den
Nachbarsatz für
den fraglichen aktiven Satz an den SRNC zu übertragen. Extrainformation,
wie beispielsweise der Zellentyp, wie voranstehend beispielhaft
diskutiert, sollte ebenfalls übertragen
werden. Der SRNC wird auch über
den gesamten oder über
Teile des Geschwindigkeitsvektors, z. B. in einer der voranstehend
beschriebenen Weise, informiert, wenn der SRNC gerade mit dem UE
kommuniziert. Der SRNC filtert dann die Nachbarzellenliste in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeitsvektorinformation und überträgt einen gefilterten Nachbarsatz
an das UE.
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Eine
andere Ausführungsform
besteht darin, dass der SRNC die Geschwindigkeitsvektorinformation
nimmt, die er von dem UE empfangen hat, und die Geschwindigkeitsvektorinformation
an den DRNC überträgt. Eine
Alternative besteht darin, dass der SRNC eine verarbeitete Version
der besagten Geschwindigkeitsvektorinformation überträgt. Ein Beispiel der letzteren
könnte
sein, dass der SRNC bemerkt hat, dass sich das UE schneller als
eine Schwellengeschwindigkeit bewegt. Somit weiß der SRNC, dass er nur an
den Makrozellen interessiert ist. Anstelle die vollständige Geschwindigkeitsvektorinformation
an den DRNC zur Verarbeitung zu senden kann der SRNC einfach eine
Aufforderung für Makrozellen
in dem Nachbarsatz für
den gegenwärtigen
aktiven Satz senden. Diese Aufforderung nach Makrozellen lässt sich
als Geschwindigkeitsvektor-bezogene Information betrachten. In der
gleichen Weise könnte
der SRNC z. B. anfordern, dass die Zellen in einem spezifischen
Gebiet übertragen
werden.
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Der
DRNC kann dann verarbeitete oder nicht-verarbeitete Geschwindigkeitsvektorinformation
verwenden, um den Nachbarsatz für
den fraglichen aktiven Satz zu filtern und dann den gefilterten Nachbarsatz
an das UE zu übertragen – entweder
direkt oder vorzugsweise über
den SRNC.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung genauso gut
in sämtlichen
Typen von Netzen arbeitet, die in irgendeiner Weise unterschiedliche
Sätze von
Zellen verwenden, wobei vernachlässigt
wird, wie die Sätze
und andere Teile des Netzes genannt werden Zum Beispiel können auch die
Namen über
die Technologien zum Ermitteln der Position, Geschwindigkeit und
Richtung in anderen Systemen unterschiedlich benannt werden, was
natürlich
von keinerlei Wichtigkeit ist.