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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet
drahtloser Kommunikationen, und insbesondere darauf, eine entfernte
Nachrichtenstation (RCS) in die Lage zu versetzen, mehrere Nachrichtenstationen
(CSs) für
einen einzelnen Informationsfluss zu verbinden.
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Beschreibung
verwandter Technik
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Drahtlose
Kommunikation ermöglicht
den Teilnehmern Anrufe an unterschiedlichen Orten zu platzieren
und zu empfangen. Die erhöhte
Sicherheit, Produktivität
und Bequemlichkeit der drahtlosen Kommunikation hat zu einem explosiven
Wachstum innerhalb der meisten drahtlosen Netwerke geführt. Die
Erfüllung
der Anforderungen dieses explosiven Wachstums kann schwierig und
teuer sein. Das drahtlose System wird gut im Voraus der Entwicklung geplant
und wird nachher periodisch aktualisiert und erweitert, entsprechend
den Anforderungen der Teilnehmer.
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Zusätzlich zum
explosiven Wachstum der reinen Teilnehmerzahlen, steigen ebenso
die Bandbreitenanforderungen der individuellen Teilnehmer. Z.B.
könnten
einige Teilnehmer wünschen,
dass ihre Sprache und ihr Ton von einem Codec unter Anwendung der
höchst
möglichen
Bitrate zur Maximierung der Sprach- und Tonqualität verarbeitet
werden. Andere Teilnehmer könnten
riesige Bitratenanforderungen zum Übertragen/Empfangen von Daten
haben. In herkömmlichen
drahtlosen Systemen, wie in Time Division Multiple Access (TDMA)
Systemen, wird jeder Mobilstation (MS) ein einzelner Zeitschlitz
pro Rahmen zum Übertragen/Empfangen
aller Typen und aller Bitraten des Nachrichtenverkehrs zugeordnet
und sie kommuniziert nur mit einer Basisstation (BS).
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Diese
Kombination einzelner Zeitschlitze und einer Basisstation liefert
eine Bandbreite, die für viele
Benutzer inadäquat
sein könnte.
Sogar wenn ein drahtloses System einem Benutzer die Möglichkeit
liefern würde,
mehrere Zeitschlitze in einem einzigen Rahmen an eine Basisstation
zu übertragen, wären die
Hilfsmittel der einen Basisstation rapide erschöpft. Eine Option zur Behebung
dieser Bandbreitenbegrenzungen, die aus der Erschöpfung der
Hilfsmittel herrührt,
ist es, das drahtlose Netzwerk durch Aufteilen der überfüllten Zellen
in zwei oder mehr Zellen zu erweitern. Unglücklicher Weise ist dies eine teure
Alternative, die die Ausgabe zusätzlichen
Kapitals zum Kauf und der Installation geeigneter BS Ausstattung
erfordert. Daher besteht in der Zunft eine Anforderung nach einer
kosteneffizienteren Lösung
für das
Hilfsmittelerschöpfungsproblem
in überfüllten Zellen.
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WO
95/31878 bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Datenübertragung
in einem Telekommunikationssystem, in welchem Verfahren Daten über einen
Funkstrecke zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation als
Bursts in Zeitschlitzen übertragen
werden, die der Mobilstation über
sukzessive Rahmen zugeordnet sind. In der Erfindung teilt ein Teiler
ein Datensignal, dessen Geschwindigkeit höher ist als die maximale Transferrate
in einem Rahmen, vor der Übertragung über die
Funkstrecke zumindest in zwei Signale mit geringerer Geschwindigkeit
auf. Der Mobilstation werden in jedem sukzessiven Rahmen zumindest
zwei Zeitschlitze zur Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zugeordnet, so dass
jedes der Signale geringerer Geschwindigkeit über die Funkstrecke in seinem
Zeitschlitz übertragen
wird. Ein Kombinator verbindet die Signale geringerer Geschwindigkeit,
die über
die Funkstrecke empfangen wurden, zum ursprünglichen Signal.
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CHEN
A M ET AL: "RESORCE
MANAGEMENT FOR THIRD GENERATION CELLULAR COMMUNIKATION SYSTEMS – Hilfsmittelmanagement
für zellulare
Nachrichtensysteme der dritten Generation" IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE,
US, NEW YORK, IEEE, vol. CONF. 47, 4 May 1997 (1997-05-04), Seiten
1832–1836
beschreibt ein zellulares, drahtloses System, in dem jede Basisstation
ein kleines geographisches Gebiet abdeckt. Da die Zelle klein ist,
ist die Leistungsanforderung an die Ausstrahlung auch klein, und
es besteht eine bemerkenswerte Überlappung
des Sendebereichsgebiets. Jeder Basisstation ist ein Satz von Kanälen zugeordnet
und sie verwendet Rundstrahlantennen. Jede Basisstation j sendet
zu jeder Zeit rundum ein Basisstationsstatussignal (BSSS) mit einem
bestimmten Leistungsniveau Pj. das BSSS
enthält
Information über
die Anzahl verfügbarer
Hilfsmittel an jeder Station j. Das Signalniveau Pj dient
als Referenz für
ein Mobile, um festzulegen, ob der Kanal ausgeliehen und mit welchem
Leistungsniveau auf ihm übertragen
werden kann.
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Im
integrierten Kanalhilfsmittelzuweisungsschema wird, wenn ein Mobile
eine Verbindung anfordert, an Stelle einer Verbindung eine Anzahl
von gleichzeitigen Verbindungen an mehrere Basisstationen aufgebaut
werden. Jede Verbindung an eine Basisstation wird als ein "schmal" Bandkanal konfiguriert,
wobei der Begriff "schmal" Bandkanal entweder eine
feste Frequenzbandbreite (FDM), einen speziellen Zeitschlitz innerhalb
eines Rahmens (TDM), oder einen besonderen Code (CDM) repräsentieren
kann, abhängig
von der verwendeten Multiplextechnik. Für den Rest des Papiers werden
wir den "schmal" Bandkanal als eine
Basisbandbreiteneinheit (BBU) zitieren und die beiden Begriffe austauschbar
verwenden. Z.B. ist in TDM Cj=Sjτj,
wobei Sj die Verbindungsgeschwindigkeit
ist (in b/s) und τj die Zeitdauer eines Zeitschlitzes für eine Zelle
j ist. Wenn die Bandbreite einer Zelle r b/s ist, erfordert der
Anruf [Cj·r/Sj]BBUs.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Anpassung eines Informationsflusses hoher
Datenrate entsprechend den beigefügten, unabhängigen Ansprüchen 1 und
19 zur Verfügung
gestellt, und ein drahtloses Netzwerksystem entsprechende dem beigefügten, unabhängigen Anspruch 23.
Bevorzugte Ausführungen
werden in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ABBILDUNGEN
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Man
könnte
ein vollständigeres
Verständnis des
Verfahrens und des Systems der vorliegenden Erfindung durch Bezug
auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den
beiliegenden Abbildungen erlangen, in denen:
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1 zehn
Zellen innerhalb eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks des Typs
darstellt, mit dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft in die Praxis
umgesetzt werden könnte;
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2 ein
exemplarisches Verfahren zum Bewirken des Service einer entfernten
Nachrichtenstation in Flussdiagrammform darstellt, durch mehrfache
Sendebereichseinheiten im Einklang mit einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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3A einen
Teil des drahtlosen Netzwerks darstellt, in dem eine MS von mehreren
Zellen im Einklang mit einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
bedient wird;
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3B Diagramme
mit Frequenz, Zeit und Zeitschlitzinformation für jede Zelle der 3a im Einklang
mit der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ein
lokales drahtloses Netzwerk darstellt, in dem eine MS von mehreren
Funkköpfen
im Einklang mit noch einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
bedient werden könnte;
und
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5 ein
exemplarisches Verfahren in Flussdiagrammform zur Zuordnung von
Hilfsmitteln mehrerer Basisstationen an einen Benutzer darstellt, der
Service im Einklang mit immer noch einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung anfordert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ABBILDUNGEN
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Z.B.
wäre es,
da bis jetzt nicht erkannt, vorteilhaft, wenn eine MS einen Informationsfluss
mit hoher Datenrate aufrechterhalten könnte, ohne sich auf die erschöpften Hilfsmittel
einer am besten dienenden BS zu verlassen. Es wäre tatsächlich vorteilhaft, wenn die
MS mit mehreren bedienenden BSs gleichzeitig in Kommunikation befindlich
wäre, so
dass die gesamte Informationsflussbandbreite zu und von der MS erhöht werden
könnte.
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Ein
drahtloser Benutzer, der versucht ein RCS (z.B. eine MS) zu verwenden,
um sie in einen Informationsfluss mit hoher Datenrate zu binden, wird
von einem drahtlosen Netzwerk angepasst, sogar wenn die am besten
dienende CS (z.B. eine BS, ein Funkkopf, etc.) stark überfüllt wird.
Wenn ein Benutzer fordert, eine neue Kommunikation zu initiieren,
oder die Bandbreite einer augenblicklichen Kommunikation zu erhöhen (speziell,
wenn der Informationsfluss ein Informationsfluss hoher Datenrate
wird oder werden würde),
stellt das drahtlose Netzwerk fest, ob der augenblickliche oder
die am besten dienende CS die geforderte Bandbreite erfüllen kann. Wenn
ja, wird diese CS angewiesen, den anfordernden Benutzer zu bedienen.
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Wenn
nicht, sucht das drahtlose Netzwerk nach anderen Kandidatinnen CSs,
die nicht so überfüllt sind
und kann dann den anfordernden Benutzer bedienen. Wenn andere Kandidatinnen
CSs identifiziert werden, dann weist das drahtlose Netzwerk eine oder
mehrere CSs an, den anfordernden Benutzer zu bedienen. Der Informationsfluss
zwischen der RCS des Benutzers und den CSs des drahtlosen Netzwerkes
wird zwischen den mehrfachen CSs zugeteilt. Falls keine geeignete
Kandidatin CSs identifiziert wird, versucht das drahtlose Netzwerk
andere Benutzer an andere CSs zu transferieren, um Bandbreitenhilfsmittel
für den
anfordernden Benutzer zu kreieren. Falls die nicht erfolgreich ist,
könnte
die Anforderung abgewiesen werden.
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Dieser
Ansatz könnte
während
einer Übergabe
eines Benutzers mit einer hohen Datenrate erfolgreich angewendet
werden, um den Übergang
der RCS an eine stark überfüllte Zelle
zu erleichtern. In noch einer anderen Anordnung überträgt eine MS ein Paket an jede
der drei unterschiedlichen Zellen in drei verschiedenen Zeitschlitzen
(z.B. in einem einzigen Rahmen), um eine hinreichende Bandbreite
zur Anpassung um eine hohe Datenrate zusammenzufügen. In noch einer anderen
Anordnung ist eine MS in Kommunikation mit einem lokalen drahtlosen
Netzwerk, das von einem lokalen Kontroller gesteuert wird (z.B.
ein HUB). Das HUB könnte
mehreren Funkköpfe
des lokalen drahtlosen Netzwerkes befehlen, einen Benutzer mit einer
hohen Datenrate zu bedienen.
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Ein
wichtiger technischer Vorteil ist, dass sie Benutzern mit einer
hohen Datenrate ermöglicht,
in überfüllten Sendebereichsbereichen
bedient zu werden.
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Ein
weiterer technischer Vorteil ist, dass sie höhere Performance für Benutzer
mit einer hohen Datenrate durch Hinzufügen von mehr Flexibilität zur Funkhilfsmittelzuordnung
liefert.
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Noch
ein weiterer technischer Vorteil ist die Fähigkeit die Wahrscheinlichkeit
der Bedienung eines Benutzers mit einer hohen Datenrate zu verbessern,
wenn mehr als ein Funkkopf oder BS benutzt werden kann.
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Noch
ein weiterer wichtiger technischer Vorteil ist die Fähigkeit Übergabesituationen,
die Benutzer mit einer hohen Datenrate einschließen, optimal zu handhaben.
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Die
oben beschriebenen und andere Eigenschaften werden hier später im Detail
mit Bezug auf die darstellenden Beispiele erklärt, die in den beiliegenden
Abbildungen gezeigt werden. Die Fachleute werden es begrüßen, dass
die beschriebenen Ausführungen
zum Zwecke der Illustration und des Verständnisses zur Verfügung gestellt
werden und dass hier zahlreiche äquivalenter
Ausführungen
betrachtet werden.
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Eine
bevorzugte Ausführung
der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile werden am besten durch
Bezug auf die Abbildungen 1 – 5 verstanden,
wobei gleiche Ziffern für ähnliche
oder entsprechende Teile der verschiedenen Darstellungen verwendet
werden.
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Unter
Bezugnahme nunmehr auf die 1, werden
zehn Zellen innerhalb eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks eines
Typs allgemein bei 100 dargestellt, mit dem die vorliegende
Erfindung vorteilhaft praktiziert werden könnte. Ein willkürliches
geografisches Gebiet könnte
in eine Vielzahl von benachbarten Sendebereichseinheiten aufgeteilt
werden, nämlich
Zellen A–J,
mit 100 gemeinschaftlich als ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk
bezeichnet. Während
das drahtlose Kommunikationsnetzwerk (im weiteren "drahtloses Netzwerk") 100 der 1 illustrativ
nur 10 Zellen enthaltend gezeigt wird, sollte klar sein, dass in
der Praxis die Anzahl der Zellen signifikant größer sein kann. Es sollte auch
klar sein, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf viele
Systeme anwendbar sind, wie ein Personal Digital Cellular System – Persönliches
digitales Zellularsystem – (PDC);
das Global System for Mobile Communications – Globale System für mobile
Kommunikation (GPS)-; American Digital Cellular (ADC) Systems – Amerikanische
digitale Zellularsysteme- z.B. gemäß dem IS-95 Standard; Systeme
der nächsten
Generation (z.B. der dritten), wie Breitband Code Division Multiple
Access- (WCDMA) oder Breitband IS-95– (z.B. IS-95+) Implementierungen;
Satellitenkommunikationssysteme; etc.
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Assoziiert
mit und lokalisiert innerhalb einer Zelle A–J ist eine CS (z.B., eine
BS, ein Funkkopf, etc.). Es sollte bemerkt werden, dass ungerichtete CSs
nur exemplarisch sind und dass drahtlose Netzwerke, die z.B. sektorgerichtete
oder gerichtete CSs anwenden, in gleicher Weise von den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung profitieren. Eine Vielzahl von RCSs (z.B.,
einer MS, einem Computer mit einem drahtlosen Link, etc.) könnten auch
innerhalb bestimmter Zellen A–J
gefunden werden. Ein drahtloser Netzwerkkontroller (WNC) 105 (z.B.,
ein mobiles Serviceschaltzentrum (MSC), ein HUB eines lokalen drahtlosen
Netzwerkes, etc.) des drahtlosen Netzwerkes 100 wird innerhalb
der Zelle J dargestellt, wobei der WCN 105 innerhalb jeder
der Zellen A–J
oder gänzlich
außerhalb
der Zellen A–J
lokalisiert sein könnte.
Der WCN 105 ist über
Kommunikationsverbindungen (z.B., Kupfer- oder optische Kabel) mit
jeder der dargestellten CSs verbunden und mit dem festen öffentlichen
Telefonwahlnetz – Publik
Switched Telefon Network (PSTN) – (nicht gezeigt), dem Internet
(nicht gezeigt), oder einem ähnlichen
festen Netwerk, das eine integrierte digitale Servicenetzwerkeinrichtung-Integrated
Services Digital Network (ISDN)-enthalten könnte.
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Jede
der Zellen A–J
ist eine Vielzahl von Gesprächs-
oder Sprachkanälen
(z.B., ein Verkehrskanal (TCH)) und zumindest ein Rundrufkontrollkanal (BCCH)
zugeordnet. Die TCHs können
auch, beispielsweise und ohne Beschränkungen, Paketdatenkanäle zum Transport
von z.B. Sprache, Bildern, allgemeiner Daten/Information, Video,
etc. enthalten. Der Kontrollkanal wird dazu verwendet, die Arbeitweise
der RCSs zu steuern oder zu überwachen, über Information,
die zu diesen Einheiten übertragen wird
und von ihnen empfangen wird. Diese Information könnte Anrufe,
Funkrufsignale, Funkrufantwortsignale, Ortregistrierungssignale
und Sprachkanalzuordnungen enthalten.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst die Implementierung eines Verfahrens
und Systems zur Absicherung, dass die Informationsflüsse mit
hoher Datenrate möglich
sind, sogar für
RCSs innerhalb überfüllter Sendebereiche.
Ein Verfahren und ein System, die zumindest zum Teil in eine drahtlose
Netzwerklogik aufgenommen werden könnten, werden in den Prozess
des Bedienens von Anforderungen nach Kommunikationsbandbreite von
den RCSs in den drahtlosen Netzwerk 100 eingeführt. Der
Prozess könnte
das Bedienen einer Anforderung nach hoher Datenrate mit vielen CSs,
wenn notwendig oder anders wünschenswert,
zur Folge haben.
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Während das
drahtlose Netzwerk 100 zehn RCSs zeigt, die über das
Netzwerk verteilt sind, sollte es klar sein, dass die tatsächliche
Anzahl nicht nur größer sein
wird, sondern die Anzahl wird auch beständig variieren. Besonders innerhalb
eines gegebenen Sendebereichs (wie der Zelle A), variiert die Anzahl
der RCSs aus unzähligen
Gründen
beständig.
Z.B. ändert
sich die Durchschnittszahl der RCSs innerhalb einer bestimmten Zelle über kurze
Zeitperioden (z.B., Stunden) auf Grund der täglichen Zeitpläne (z.B.,
Geschäftsstunden
für Zentrumsbereiche, Hauptverkehrszeit
für Autobahnen,
etc.).
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Vorteilhafter
Weise ermöglicht
die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung Operatoren,
die Anforderungen mit hoher Bandbreite von Teilnehmern in einer
beschäftigten
Zelle durch Verwendung inaktiver Hilfsmittel in einer weniger beschäftigten
Zelle zu erfüllen.
Z.B. wird die Zelle A mit einer CS 110 und den RCSs 115, 120, 125 und 130 innerhalb
des Sendebereichs des drahtlosen Netzwerkes 100 gezeigt.
Die Zelle D wird mit einer CS 135 und augenblicklich keiner
RCS innerhalb des Sendebereichs der Zelle D dargestellt. Die Zelle
E wird mit einer CS 150 und den RCSs 155 und 160 innerhalb
des Sendebereichs der Zelle F gezeigt. Im Einklang mit den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung werden, wenn die RCS 120 signifikante
Hilfsmittel (Z.B. mehrere Zeitschlitze) von der Zelle A anfordert,
die die Zelle A nicht liefern kann (z.B. vernünftiger Weise oder in jedem
Fall), dann könnten
zusätzliche
Zeitschlitzlieferungen zwischen der RCS 120 und z.B. der
CS 135 oder CS 140, oder beiden hergestellt werden.
In ähnlicher
Weise könnten
dann, wenn RCS 115 signifikante Hilfsmittel von der Zelle
A anfordert, die die Zelle A nicht liefern kann, zusätzliche
Hilfsmittel über
drahtlose Verbindungen mit z.B. der CS 140 oder CS 150,
oder beiden, benutzt werden.
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Services
mit hohen Datentaten (z.B. die Fähigkeit
Multimediadaten zu handhaben) werden in zellulare Systeme der dritten
Generation eingeplant. Ein Benutzer mit einer hohen Datenrate erfordert
einen substantiellen Teil der Hilfsmittel einer einzelnen CS, beide
Funkhilfsmittel (z.B. Spektrum) und Hardwarehilfsmittel (z.B., die
Verwendung von Sender/Empfänger,
Computerleistung, etc.). Die Anzahl der Benutzer mit einer hohen
Datenrate pro CS muss wahrscheinlich klein sein (z.B., einer oder
zwei), und die Verbindungseffizienz muss daher auch gering sein.
Die Fähigkeit
Benutzern mit einer hohen Datenrate einen Service zu liefern wird
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung verbessert, wenn mehr als eine CS den
Verkehr zu und von einem einzelnen Benutzer teilen. Zellulare Systeme
der dritten Generation werden sowohl um Code Division Multiple Access
(CDMA) und TDMA Technologien herum entworfen. In einer speziellen
Ausführung
werden die Prinzipien der mehrfachen bedienenden CSs auf TDMA basierende
Systeme angewendet, da die Signale aus den involvierten CSs bevorzugt
orthogonal sind.
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Die
neuartigen Prinzipien der mehrfach bedienenden CSs (z.B., BSs, Funkköpfe, etc.)
im Einklang mit der vorliegenden Erfindung könnten Information über das
Aufteilen zwischen den mehrfach bedienenden CSs beinhalten. Die
vorliegende Erfindung sollte daher nicht mit der Makrovielfalt (d.h., weiches
Weiterreichen) verwechselt werden, wobei identische Information
an die Benutzer und von ihnen an die und von den verschiedenen CSs
gesendet wird. Die Fähigkeit
einen Benutzer über
eine einzelne Sendebereichsbedienungseinheit mit einer hohen Datenrate
zu beliefern (d.h., entferne die vorliegende Erfindung) ist sowohl
durch die Hardwareeigenschaften, als auch die Verfügbarkeit
von freien Funkkapazitäten
beschränkt.
Das Liefern von mehrfach bedienenden Sendebereichseinheiten könnte sowohl
die Synchronisation der bedienenden CSs, als auch das Entwerfen
von Protokollen zur Folge haben, die mehr als eine Sendebereichsbedienungseinheit
unterstützen.
Diese und andere Aspekte des Lieferns mehrfach bedienender Sendebereichseinheiten
für eine einzelne
RCS, um Bandbreite anzusammeln, werden von der vorliegenden Erfindung
adressiert.
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Nun
wird, mit Bezug auf die 2, ein exemplarisches Verfahren
in einer Flussdiagrammform zur Verwirklichung des Bedienens einer
entfernten Nachrichtenstation mit mehreren Senderbereichseinheiten im
Einklang mit einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung allgemein in 200 dargestellt.
In vielen dichten Zellularsystemen sind die RCSs in der Lage, mit (innerhalb
des Sendebereichs) mehr als einer CS die meiste Zeit zu kommunizieren.
Um die Verwendung der Funk- und
Hardwarehilfsmittel zu verbessern, ordnet die vorliegende Erfindung
einem einzelnen Benutzer in einer Ausführung mehrfach bedienende CSs
zu. Ein Benutzer einer RCS fordert eine Kommunikation an (Schritt 205).
Die Anforderung könnte
z.B. eine Anforderung sein, die einen Informationsfluss initiiert,
eine Anforderung, die die Bandbreitenforderungen eines existierenden
Informationsflusses erhöht, etc.
Das Netzwerk analysiert die Bandbreitenanforderungen, die aus der
Kommunikationsanforderung resultieren würden (Schritt 210).
Die Netzwerkkomponente oder -Komponenten könnten z.B. eine oder mehrere
CSs sein (z.B., eine augenblicklich bedienende CS, eine am besten
dienende CS, etc.), das WNC des Netzwerks, etc.
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Das
Netzwerk ordnet mehrere CSs zu, so viele wie zum Bedienen der Kommunikationsanforderung
durch das RCS notwendig sind (Schritt 215). Das Netzwerk
könnte
daher mehrere CSs zuordnen, wenn die für die Kommunikationsanforderung
geforderte Bandbreite die verfügbaren
Bandbreitenhilfsmittel der am besten bedienenden CS überschreitet und/oder,
wenn die Übertragungen
mit einer akzeptablen Signalqualität zwischen der anfordernden RCS
und der zweiten, dritten, etc. besten bedienenden CSs aufgebaut
werden könnten.
Mehrere zugeordnete CSs bedienen die RCS bei der angeforderten Kommunikation
(Schritt 220).
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Ein
Teil des drahtlosen Netzwerkes wird nun, mit Bezug auf die 3, allgemein in 300 dargestellt, in
dem eine MS von mehreren Zellen im Einklang mit einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung bedient wird. In dieser Ausführung entsprechen die
Sendebereichseinheiten A, D, F, etc., die im drahtlosen Netzwerk 100 (der 1)
gezeigt werden, den Zellen (z.B., Cj, j=1..4);
die CSs 110, 135, 140, etc. entsprechen
den BSs (nicht gezeigt); die RCSs 115, 120, 155,
etc. entsprechen der MS; und der WCN 105 entspricht einem
MSC (nicht gezeigt). Jede Zelle Cj arbeitet
mit einer zugeordneten Frequenz fk, k=1..4. Die MS ist in einen
Informationsfluss involviert, der drei Zeitschlitze erfordert, einen für jede der
drei Pakete (z.B. Pi, i=1..3).
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In
einem TDMA System wie in dem drahtlosen Netzwerkteil 300,
das im Einklang mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung arbeitet,
könnte
einem Benutzer mit einer hohen Datenrate mehrere Zeitscheiben zugeordnet
werden, um eine genügende Datenrate
zusammenzubringen. Die Tatsache, dass der Informationsfluss schon
in mehrere Zeitschlitze aufgeteilt ist, kann vorteilhaft genutzt
werden, wenn man mehrere bedienende Zellen an die MS im drahtlosen
Netzwerkteil 300 zuteilt. Im drahtlosen Netzwerkteil 300 wird
ein Benutzer mit drei Zeitschlitzen, der mit der MS assoziiert ist,
von drei Zellen bedient. Speziell sendet die MS das Paket P1 an
die Zelle C2, das Paket P2 an die Zelle 3 und das Paket P3 an die
Zelle C4. Der mit der MS assoziierte Benutzer ist daher in der Lage
an einem Informationsfluss mit einer hohen Datenrate teilzunehmen, sogar
wenn die Zelle, in der die MS lokalisiert ist, nämlich die Zelle C1 überfüllt ist.
Darüber
hinaus sind die Hilfsmittel, die zur Bedienung eines Informationsflusses
mit einer hohen Datenrate erforderlich sind, über drei Zellen verteilt, nämlich den
Zellen C2, C3 und C4. Es sollte bemerkt werden, dass die Prinzipien
mehrerer bedienender Sendebereiche im Einklang mit der vorliegenden
Erfindung auch während der Übergabe
von einer Sendebereichseinheit an einen andere Sendebereichseinheit
angewendet werden könnte.
Die Anwendung der Prinzipien de vorliegenden Erfindung während der Übergabe
ist dann vorteilhaft, wenn ein Benutzer mit einer hohen Datenrate
nicht in der Lage ist, alle geforderten Hilfsmittel auf einmal von
der Sendebereichseinheit aufzunehmen, zu der der Benutzer gerade übergeben
wird. Daher könnte
der Benutzer mit einer hohen Datenrate während der Übergangsperiode von mehr als
einer Sendebereichseinheit bedient werden, um die Lieferung des
Informationsflusses hoher Datenrate fortzusetzen.
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Nun
werden, mit Bezug auf die 3B, Kurven
mit Frequenz, Zeit und Zeitschlitzinformation für jede Zelle der 3A im
Einklang mit der vorliegenden Erfindung allgemein in 350 dargestellt.
Jede der Kurven 350 sind mit einer Frequenz fk (z.B., f2,
f2, f3 und f4) beschriftet, die einer Zelle Cj (z.B.,
C1, C2, C3 und C4) entspricht. Die Zeit t verstreicht entlang jeder Kurve 350 von
links nach rechts. Wie gezeigt wird, verhindert Überfüllung die Übertragung bei der Frequenz f1
zur Zelle C1. Jedoch überträgt der Benutzer mit
einer hohen Datenrate, der mit der MS assoziiert ist, das Paket
P1 mit der Frequenz f2 an die Zelle C2 in einem Zeitschlitz, das
Paket P2 mit einer Frequenz f3 an die Zelle C3 im nächsten Zeitschlitz
und das Paket P3 mit einer Frequenz f4 an die Zelle C4 in folgenden
Zeitschlitz. Es sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die Anwendung aufeinander folgender Zeitschlitze beschränkt ist.
Z.B. könnte
das Paket P3 zwei Zeitschlitze nach dem Paket P2 übertragen
werden. Um diese Ausführung
zu implementieren und um Zeitschlitze von verschiedenen BSs an eine
MS zu senden, sind die BSs vorzugsweise synchronisiert. Die könnte auf
Systemniveau erreicht werden. Darüber hinaus wird ein genauer
Zeitvorteil (TA) gegenüber
einigen BSs von der MS bevorzugt aufrechterhalten, was eine weitere Konfiguration
der MS erfordern könnte.
Zusätzlich nimmt
die traditionelle Protokollstruktur (z.B. im GSM Paketfunkservice
(GPRS)) eine einzige bedienende Zelle an. Die Zusammenführung der
an mehrere BSs gesendeten Daten und das Aufteilen der von mehreren
BSs zu sendenden Daten erfordert eine weitere Orchestrierung auf
Netzwerkniveau.
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Nun
wird, mit Bezug auf die 4, ein lokales, drahtloses Netzwerk,
in dem eine MS von mehreren Funkköpfen im Einklang mit einer
weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung bedient wird, allgemein in 400 dargestellt.
In dieser Ausführung werden
die Synchronisation, TA und Protokollpunkte eliminiert. Das lokale,
drahtlose Netzwerk 400 ist in einem Gebäude 410 verteilt.
Das lokale, drahtlose Netzwerk 400 wird von einem lokalen,
drahtlosen Netzwerkkontroller (z.B. einem HUB) 415 gesteuert. Der
HUB 415 ist über
eine Serie von drahtlosen Verbindungen 420 mit mehreren
Funkköpfen 425 (z.B., Funkköpfe 425A–425H)
verbunden. Obwohl nur acht Funkköpfe 425 dargestellt
werden, könnte
ein lokales, drahtloses Netzwerk 400 mehr oder weniger Funkköpfe 425 enthalten.
Ein Benutzer 430 mit einer MS 435 hat mit einem
Funkkopf 425E über
eine drahtlose Verbindung 440 Kommunikation. Wenn die Hilfsmittel
des Funkkopfes 425E nicht genügen, um einen speziellen Informationsfluss
von der MS 435 zu bedienen, könnte der Informationsfluss
mit einem oder mehreren anderen Funkköpfen 425, wie den Funkköpfen 425C, 425F, 425G und 425H,
geteilt werden.
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Das
drahtlose Hausnetzwerk 400 arbeitet mit dem Prinzip kleiner
Funkköpfe,
die mit einem lokalen Funknetzwerkkontroller, dem HUB 415 verbunden sind.
Alle Funkköpfe
könnten
dieselbe BCCH Information gleichzeitig senden und daher als eine
Zelle gegenüber
den MSs 435 und 445 und anderen Zellen in dem
System (nicht gezeigt) agieren. Die TCH(s) werden andererseits nur
von einer Untermenge der Funkköpfe 425 übertragen,
die nahe bei der MS 435 sind. Es sollte bemerkt werden,
dass das Prinzip eines HUB mit verteilten Funkköpfen nicht auf Haussysteme
beschränkt
ist. Eine Anzahl von Mikrozellen, z.B., könnte auch von einem HUB kontrolliert
werden. Vorteilhafterweise sind die mit einem HUB verbundenen Mikrozellen
auch synchronisiert und agieren auch als eine Zelle (z.B., dieselbe
BCCH). Wenn der MS 435 sich innerhalb eines Gebäudes 410 bewegt, ändert das
System die Funkköpfe 425,
die die MS bedienen. Dasselbe Frequenz/Zeit-Schlitzpaar kann daher
verschiedenen Benutzern 430 und 450 an verschiedenen
Stellen im Gebäude 410 zugeordnet
werden.
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In
dieser Ausführung
entsprechen die Sendebereichseinheiten A, D, F, etc., gezeigt im
drahtlosen Netzwerk 100 (der 1), den
Sendebereichseinheiten der Radioköpfe 425 (nicht explizit
gezeichnet); die CSs 110, 135, 140, etc.
entsprechen den Funkköpfen 425;
die RCSs 115, 120, 155, etc. entsprechen
den MSs 435 und 45; und die WCN 105 entspricht
dem HUB 415. Daher wird, anstelle des Prinzips der mehrfach
bedienenden Zellen in einer obigen Ausführung, das Prinzip der mehrfach
bedienenden Funkköpfe
in dieser Ausführung
beschrieben. Falls ein einzelner Funkkopf 425E begrenzte Hardwareeigenschaften
hat (was der typische Fall ist, da die Funkköpfe 425 klein sind
und auf einer Terminalhardware basieren), könnten mehrere Funkköpfe 425 verwendet
werden, um einem einzigen Benutzer 430 Daten zu senden.
Daher wird der Synchronisationsfall eliminiert, da alle Funkköpfe 425 schon
synchronisiert sind. In ähnlicher
Weise wird der TA-Fall eliminiert, da die Ausbreitungsverzögerungen
vernachlässigbar
sind, weil die Entfernungen relativ gering sind. Darüber hinaus
wird der Protokollfall im HUB 415 behandelt, da er mit
Bezug auf den Rest des Netzwerks als eine Zelle agiert. Tatsächlich genügt es den
Protokollspeicher innerhalb des HUB 415 zu modifizieren,
um die Datenströme
an verschiedenen Funkköpfen 425 geeignet
zusammenzuführen
und zu teilen.
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Nun
wird, mit Bezug auf die 5, ein exemplarisches verfahren
in Flussdiagrammform für
das Zuordnen von Hilfsmitteln von mehreren Basisstationen an einen
Benutzer allgemein in 500 dargestellt, der Service im Einklang
mit noch einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung anfordert. Das Flussdiagramm 500 beginnt,
wenn ein neuer Benutzer Service anfordert (Schritt 505).
Alternativ könnte das
Flussdiagramm beginnen, wenn ein neuer Benutzer erhöhte Bandbreite
für einen
existierenden Informationsfluss anfordert. Nachdem der Service angefordert
wurde (im Schritt 505), bestimmt das drahtlose Netzwerk
(z.B. im WNC), ob genügend
Hilfsmittel im am besten bedienenden BS vorhanden sind (Schritt 510).
Es sollte bemerkt werden, dass das Flussdiagramm 500 an
eine Ausführung
gerichtet ist, die (i) Sendebereiche enthält, die Zellen sind und (ii) CSs,
die BSs sind; jedoch sind andere Verfahren für andere Ausführungen
analog, wie einem Fachmann nach dem Lesen und Verstehen der Prinzipien
der vorliegenden Erfindung klar werden wird.
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Falls
genügend
Hilfsmittel in der am besten bedienenden BS (im Schritt 510)
vorhanden sind, werden diese Hilfsmittel dem neuen Benutzer in der am
besten bedienenden BS (Schritt 515) zugeordnet. Falls andererseits
nicht genügend
Hilfsmittel in der am besten bedienenden BS vorhanden sind (im Schritt 510),
bestimmt das drahtlose Netzwerk, ob eine alternative BS, oder alternative
BSs mit freien Hilfsmitteln verfügbar
sind (Schritt 520). Falls ja, werden diese freien Hilfsmittel
dem neuen Benutzer aus einer geeigneten Untermenge der verfügbaren BS(s) zugeordnet
(Schritt 525). Die geeignete Untermenge der verfügbaren BS(s)
mit freien Hilfsmitteln könnte unter
Verwendung unzähliger
Kriterien bestimmt werden. Z.B., benachbarte BS(s) könnten ausgewählt werden,
wobei diese BS(s) die höchste
Signalqualität besitzen
(z.B., höchstes
Träger
zu Interferenz (C/I)-Verhältnis,
etc. Darüber
hinaus könnte
eine gewichtete oder ungewichtete Kombination solcher Kriterien
angewendet werden.
-
Wenn
jedoch das drahtlose Netzwerk nicht in der Lage ist, alternative
BS(s) zu bestimmen, die mit freien Hilfsmitteln verfügbar sind
(im Schritt 520), könnte
das drahtlose Netzwerk dagegen versuchen, festzustellen, ob anderen
Benutzern mehrere Zellen zugeordnet sein könnten, um Hilfsmittel frei
zu machen (Schritt 530). Wenn ja, ordnet das drahtlose Netzwerk
Hilfsmittel anderen Benutzern von ihren alternativen BS(s) zu und
verwendet die frei gemachten Hilfsmittel für die neuen Benutzer (Schritt 535). Falls
das drahtlose Netzwerk nicht in der Lage ist, mehrere Zellen anderen
Benutzern zuzuordnen, um Hilfsmittel frei zu machen (im Schritt 530),
dann wird dem neuen Benutzer der angeforderte Service verweigert
(Schritt 540). Auf diese Weise versucht das Netzwerk Benutzer
mit hohen Datenraten unterzubringen, die von einer BS Service anfordern,
deren Hilfsmittel überfüllt sind.
-
In
einer alternativen Ausführung
wird die Zuweisung/Zuordnung von mehreren CSs durch Analyse vorweggenommen,
die vom drahtlosen Netzwerk durchgeführt wird. Z.B., könnte ein
Verfahren der Zuordnung von Funkhilfsmitteln für bestimmte Datenbenutzer mit
einem ersten Schritt der Auswahl eines Benutzers beginnen, der zusätzliche
Funkhilfsmittel benötigt.
-
Dieser
Bedarf könnte
z.B. durch die Benutzeranmeldung oder durch die aktuell empfangene
Performance durch die Datenanwendung identifiziert werden. Z.B.,
eine Datenanwendung, die Verzögerungen
nahe dem maximal akzeptierbaren Grenzwert empfängt (was abhängig vom
Servicetyp sein könnte).
-
In
einem zweiten Schritt wählt
das drahtlose Netzwerk geeignete, nicht am besten bedienende Sendebereichseinheiten
für jeden
Benutzer aus. Diese könnten
z.B. durch die empfangene Signalstärke im Vergleich zur Signalstärke in der
optimalen Sendebereichseinheit und einem gegebenen Grenzwert ermittelt
werden. In einem dritten Schritt werden Paketübertragungen von mehr als einem
Sendebereich aus geplant. Daher werden Funkhilfsmittel in der optimalen
Sendebereichseinheit zugeordnet und, falls notwendig, auch in einer
oder mehreren suboptimalen Sendebereichseinheiten.
-
Obwohl
bevorzugte Ausführung(en)
des Verfahrens und des Systems der vorliegenden Erfindung in den
beiliegenden Abbildungen dargestellt wurden und in der vorhergehenden
detaillierten Beschreibung beschrieben wurden, wird es klar sein,
dass die vorliegende Erfindung nicht durch die veröffentlichte(n)
Ausführung(en)
limitiert ist, sondern zahllose Umordnungen, Modifikationen und
Substitutionen durchführen
kann, ohne von der Zielsetzung der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie durch die folgenden Ansprüche
dargelegt und definiert wird.