WO2002039758A2

WO2002039758A2 - Verfahren zur beobachtung von nachbarfunkzellen in einem funk-kommunikationssystem

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Publication number: WO2002039758A2
Application number: PCT/DE2001/004240
Authority: WO
Inventors: Volker Breuer; Jörg Schniedenharn; Frank Wegner
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2003-05-10
Also published as: AU2002221559A1; CN1488228A; EP1334632A2; CN1237830C; WO2002039758A3

Abstract

Erfindungsgemäß wird von einer ersten Basisstation eines ersten Funk-Kommunikationssystems zumindest ein Parameter eines Zeitintervalls zur Beobachtung von Aussendungen einer zweiten Basisstation eines zweiten Funk-Kommunikationssystems zu einer Teilnehmerstation signalisiert wird, von der Teilnehmerstation in dem signalisierten Zeitintervall zumindest ein bestimmtes Ereignis in den Aussendungen der zweiten Basisstation ermittelt wird, und von der Teilnehmerstation eine Anpassung zumindest eines der Parameter des Zeitintervalls zu der ersten Basisstation signalisiert wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Beobachtung von Nachbarfunkzellen in einem Funk-Ko munikationsSystem

In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Funkstation (Ba- sisstation bzw. Teilnehmerstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Mobilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA-Übertragungsverfahren (CDMA Code Division Multiple Access, TD/CDMA Time Division CDMA) der Funkschnitt- stelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommu- nication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.

In bekannten Mobilfunksystemen besteht die Möglichkeit, daß eine Basisstation bzw. in dem UMTS-System der RRC (Radio Ressource Controller) des der Basisstation zugeordneten RNC (Radio Network Controller) eine oder mehrere Teilnehmerstationen (UE - User Equip ent) auffordert, Messungen durchzuführen. Wichtige Messungen sind beispielsweise Pegelmessungen von benachbarten Funkzellen bzw. Basisstationen, um gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt eine Verbindungsweitergabe (engl. Handover) in diese Funkzelle einzuleiten. Andere Anwendungen für derartige Messungen sind beispielsweise Positionsbestim- mungen oder Pagingfunktionen. Prinzipiell sind natürlich auch Messungen innerhalb der eigenen bestehenden Verbindung möglich.

Zukünftig werden immer mehr Mobilfunksysteme, Navigationsy- steme und andere Funkanwendungen nebeneinander existieren, und entsprechende Funktionalitäten zur Nutzung dieser Systeme auch gemeinsam in einer Teilnehmerstation verwirklicht wer- den. Dieses bedingt, daß beispielsweise von einem Funksystem aus Parameter zumindest eines weiteren Funksystems gemessen werden müssen, um entweder ein Handover zu diesen System durchzuführen oder um eine Anwendung, wie beispielsweise Na- vigation mittels dem bekannten GPS (Global Positioning Service) des anderen Systems zu nutzen.

Dabei kann es vorkommen, daß ein aktueller Dienst eines Funksystems eingestellt, unterbrochen oder umkonfiguriert werden muß, da beispielsweise keine komplette zweite Empfängerund/oder Senderstruktur für das andere Funksystem parallel nutzbar ist, oder aufgrund von Interferenzproblemen, beispielsweise durch gleichzeitiges Senden und Empfangen in demselben Teilnehmerendgerät verursacht, diese Durchführung technisch aufwendig bzw. nicht realisierbar ist.

Gegebenenfalls muß das Einstellen bzw. Umkonfigurieren eines Dienstes auch für eine Vielzahl dicht benachbarter, beispielsweise innerhalb einer Funkzelle, Teilnehmerstationen durchgeführt werden, um die verursachten Interferenzen zu verringern. In diesen Fall wird eine Umkonfigurationssignali- sierung von der Basisstatioή zu den entsprechenden Teilnehmerstationen gesendet.

Bekannte Ansätze nach dem Stand der Technik basieren darauf, daß die Basistation einen entsprechenden Meßauftrag zu den Teilnehmerstation (en) sendet, und dabei eine Dienstepause oder eine entsprechende Konfiguration des bestehenden Dienstes vornimmt. Diese Konfiguration besteht beispielsweise aus Zeit, Code, Frequenz, Modulation, Sendeleitung, Punkturie- rung, usw.. Hierbei sind gegebenenfalls auch Änderungen während eines Zeitschlitzes möglich. Beliebige Kombinationen und zeitlich verteilte Muster sind auch möglich.

Eine entsprechende Anwendung dieses Verfahrens ist in dem oben beschriebenen UMTS-Mobilfunksyste vorgesehen. In den kontinuierlich von einer versorgenden Basisstation gesendeten Rahmen des FDD-Modus (Frequency Division Duplex) werden Übertragungslücken, sogenannte Gaps, eingefügt, in denen der Empfänger der Teilnehmerstation die Möglichkeit erhält, ein oder mehrere benachbarte Funksysteme zu beobachten. Diese benach- barten Funksysteme können beispielsweise Funkzellen bzw. Basisstationen eines den TDD-Modus unterstützenden UMTS-Mobilfunksystems oder des bekannten GSM-Mobilfunksystems sein. Gegebenenfalls kann die Generierung von Übertragungslücken auch die Sendeeinrichtung angeregt werden. Die Generierung von Übertragungslücken in dem an sich kontinuierlichen Datenstrom erfolgt mittels des sogenannten Compressed Mode. Dabei werden eigentlich in der Übertragungslücke zu sendenden Daten vor und nach der Übertragungslücke mit einer höheren Datenrate übertragen. Dieses erfolgt durch eine Änderung des Spreizfak- tors sowie durch eine kurzzeitige Erhöhung der Sendeleistung, um keine nachteilige Erhöhung der Fehlerrate zu verursachen. Der Compressed Mode erhöht durch die höhere Sendeleistung jedoch nachteilig die Interferenz in der jeweiligen Funkzelle, die zu einer Verringerung der Kapazität des Systems führen kann.

Während der Übertragungslücke versucht die Teilnehmerstation zunächst, sich auf die Rahmenstruktur des benachbarten Funksystem zu synchronisieren, da diese in der Regel nicht syn- chron zu dem aktuell versorgenden System ist. Hierzu wird beispielsweise der einen Rundsendekanal oder Synchronisationskanal tragende Zeitschlitz. Der Rundsendekanal ist beispielsweise in dem GSM-Mobilfunksystem der sogenannte BCCH (Broadcast Control Channel) , und in dem TDD-Modus des UMTS- Mobilfunksystems der den BCH (Broadcast Control Channel) tragende P-CCPCH (Primary Co mon Control Physical Channel) . Nachdem die Teilnehmerstation diesen Kanal ermittelt hat, wird in der Regel über mehrere Zeitrahmen der Inhalt dieses Kanals ausgewertet.

Da die zeitliche Position des zu beobachtenden Ereignisses, also beispielsweise des BCCH bzw. BCH, in der Regel dem aktu- U) (-0 t-o M P¹

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tion als auch von der Teilnehmerstation signalisiert werden. Als Zeitpunkt kann dabei entsprechend einer Ausgestaltung ein Startpunkt, beispielsweise durch Angabe eines bestimmten Zeitschlitzes, definiert werden. ^•

Einer weiteren Weiterbildung der Erfindung zufolge wird von einer Komponente des ersten Funk-Kommunikationssystems das Zeitintervall entsprechend des von der Teilnehmerstation signalisierten Parameters angepaßt wird, wobei die veränderten Parameter des Zeitintervalls wiederum zu der Teilnehmerstation signalisiert werden. Die Parameter des Zeitintervalls werden bei dem oben beschriebenen UMTS-Mobilfunksystem von einer zentralen Komponente, dem RNC (Radio Network Controller) , eingestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren dargestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild von zwei benachbarten Funk-Kom- munikationssystemen,

Fig. 2 eine beispielhafte Definition eines Zeitintervalls zur Beobachtung des benachbarten Funk-Kommunikati- onssyste s, und Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfah- rens .

In der Fig. 1 sind beispielhaft Komponenten von zwei benachbarten Funk-Kommunikationssystemen dargestellt. Eine erste Basisstation NB1 (Node B) unterstützt einen FDD-Modus des UMTS-Mobilfunksystems und ist über eine Funknetzsteuerung

RNC1 (Radio Network Controller) mit einer Mobilvermittlungsstelle MSC (Mobile Switching Center) verbunden. Eine zweite Basisstation NB2 unterstützt beispielsweise einen TDD-Modus des UMTS-Mobilfunksystems und ist direkt an ein Internet-ba- siertes Netz mit weiteren Komponenten des Mobilfunksystems verbunden. Die Basisstationen NB1 und NB2 versorgen jeweils eine Funkzelle ZI bzw. Z2 mit funktechnischen Ressourcen. Eine Teilnehmerstation UE (User Equipment) befindet sich beispielhaft in einem Überlappungsbereich der Funkzellen ZI, Z2 der beiden Basisstationen NB1, NB2 und steht aktuell mit der ersten Basisstation NBl in Verbindung. Regelmäßig oder durch bestimmte Ereignisse gesteuert beobachtet die Teilnehmerstation UE Aussendungen beispielsweise des Rundsendekanals BCH der zweiten Basisstation NB2 und wertet diese aus . Abhängig von diesen Auswertungen in der Teilnehmerstation UE sowie der ersten Basisstation NBl bzw. Funknetzsteuerung RNC1 wird bei- spielsweise eine Verbindungsübergabe (engl. Handover) von der ersten Basisstation NBl zu der zweiten Basisstation NB2 initiiert .

Die Übertragung in dem FDD-Modus des ersten Funk-Kommunikati- onssyste s erfolgt kontinuierlich, wobei ein physikalischer Übertragungskanal durch eine Frequenz und einen verbindungsindividuellen Spreizkode (CDMA-Kode) definiert wird. Soll die Teilnehmerstation UE, die in der Regel über nur eine Empfangseinrichtung verfügt, Aussendungen der zweiten Basis- Station NB2 auf einer anderen Frequenz empfangen, so muß die kontinuierliche Übertragung in Abwärtsrichtung von der ersten Basisstation NBl zu der Teilnehmerstation UE für ein bestimmtes Zeitintervall unterbrochen werden. Eine derartige Übertragungslücke entsteht beispielsweise durch den sogenannten Compressed Mode, d.h. eigentlich in der Übertragungslücke zu übertragende Daten werden vor und nach der Übertragungslücke mit einer höheren Datenrate übertragen, wofür der Spreizfaktor verändert und die Sendeleistung erhöht werden muß. In der Übertragungslücke stimmt die Teilnehmerstation UE den E pfän- ger auf die Frequenz der zweiten Basisstation NB2 ab und versucht, einen der Synchronisation auf die Zeitstruktur des zweiten Funk-Kommunikationssystems dienlichen Kanal, wie beispielsweise den Rundsendekanal BCH oder Synchronisationskanal SCH, zu detektieren und nachfolgend auszuwerten.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Fig . 2 j eweils Zeitrahmen FR der ersten NBl und zweiten Ba- sisstation NB2 dargestellt. Die erste Basisstation NBl unterstützt, wie bereits vorangehend beschrieben, eine Übertragung gemäß dem FDD-Modus des UMTS-Mobilfunksystems. Die Übertragung erfolgt dabei kontinuierlich in einem physikalischen Übertragungskanal, der durch einen teilnehmerspezifischen

Spreizkode und eine Frequenz definiert ist. Der Übertragungskanal ist in Zeitrahmen FR mit jeweils 15 Zeitschlitzen S (engl. slot) unterteilt ist. Die zweite Basisstation NB2 unterstützt dahingegen eine Übertragung gemäß dem TDD-Modus des UMTS-Mobilfunksystems. Die Zeitrahmenstruktur entspricht dabei der des FDD-Modus, d.h. jeder Zeitrahmen FR ist in 15 Zeitschlitze unterteilt, jedoch erfolgt keine kontinuierliche Übertragung, sondern ein physikalischer Übertragungskanal ist durch eine Frequenz, einen Zeitschlitz S und einen Spreizkode definiert. Weiterhin erfolgt eine Übertragung sowohl in Aufwärtsrichtung (engl. Uplink) zu der Basisstation sowie in Abwärtsrichtung (engl. Downlink) zu der Teilnehmerstation UE in einem gemeinsamen Frequenzband. Die beiden Systeme sind dabei nicht miteinander synchronisiert, dieses ist durch einen Zeitversatz des Beginns der jeweiligen Zeitrahmen FR in der Fig. 2 dargestellt.

Zur Definition der Übertragungslücke wird der Teilnehmersta- tion UE von der aktuell versorgenden ersten Basisstation NBl ein Beginn und eine Länge der Übertragungslücke signalisiert. Dabei wird der Beginn des Zeitintervalls, welches der Übertragungslücke entspricht, durch die Signalisierung einer Zeitschlitznummer TGSN (Transmission Gap Starting Slot Num- ber) definiert. In dem Beispiel der Fig. 2 wird durch die An- g be TGSN=9 angezeigt, daß. der Teilnehmerstation .UE ab dem Zeitschlitz S9 eine Übertragungslücke zur Verfügung steht. Die Länge der Übertragungslücke wird durch eine weitere Signalisierung der Anzahl Zeitschlitze TGL (Transmission Gap Length) definiert. In dem Beispiel der Fig. 2 wird durch die Angabe TGL=11 der Teilnehmerstation UE signalisiert, daß 11 Zeitschlitze für die Übertragungslücke zur Verfügung stehen. (-0 CO rv> f I-¹ P-"

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lige Teilnehmerstation oder auch für mehrere Teilnehmerstationen erfolgen.

Ergänzend stellt sich das Monitoren von GSM und TDD aus dem UMTS FDD-Modus als wichtigste Anwendung heraus. Da zwischen zwei verschiedenen Systemen keine Synchronität besteht, können die Basisistationen nur schwer einen Zeitpunkt für die Messung vorgeben. Einige Systeme (zB. FDD, TDD, TD-SCDMA) be- sitzen allerdinges die gleiche Rahmenlänge oder ein entsprechende Vielfaches, was den Zeitpunkt der Messung bezogen auf ein Zeitsystem für lange Zeit ausreichend konstant hält. Somit kann die Teilnehmerstation nach erstmaliger Messung des anderen Systems bzw. eines kompletten Zeitrahmens des anderen Funksystems, durch die eine Lage des zu messenden Objekts (beispielsweise Funkkanals) bekannt ist, durch Anforderung eines gewünschten Beginns und Länge der Messung eine minimale Übertragungslücke vorgeben.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Beobachtung von Nachbarfunkzellen in einem Funk-Kommunikationssystem, bei dem von einer ersten Basisstation (NBl) eines ersten Funk-Kommunikationssystems zumindest ein Parameter (TGSN, TGL) eines Zeitintervalls zur Beobachtung von Aussendungen einer zweiten Basisstation (NB2) eines zweiten Funk-Kommunikationssystems zu einer Teilnehmerstation (UE) signalisiert wird, von der Teilnehmerstation (UE) in dem signalisierten Zeitintervall zumindest ein bestimmtes Ereignis (BCH) in den Aussendungen der zweiten Basisstation (NB2) ermittelt wird, und von der Teilnehmerstation (UE) eine Anpassung zumindest eines der Parameter (TGSN) des Zeitintervalls zu der ersten Basis- Station (NBl) signalisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Parameter ein Startpunkt (TGSN) und/oder eine Länge des Zeitintervalls (TGL) signalisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem als Startpunkt einen Zeitschlitz eines Zeitrahmens der ersten Basisstation (NBl) bezeichnet wird.

4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von einer Komponente (NBl, RNC1) des ersten Funk-Kommunikationssystems das Zeitintervall entsprechend des von der Teilnehmerstation (UE) signalisierten Parameters (TGSN) angepaßt wird.