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Dokumentenidentifikation DE602005000379T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001641143
Titel Verfahren und Anordnung zur Sendeleistungsregelung in einem drahtlosen Netzwerk
Anmelder Lucent Technologies Inc., Murray Hill, N.J., US
Erfinder Leonard, Eric David, Morris, NJ 07960, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 602005000379
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 22.09.2005
EP-Aktenzeichen 052559218
EP-Offenlegungsdatum 29.03.2006
EP date of grant 27.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse H04B 7/005(2006.01)A, F, I, 20060309, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Mobilfunktelefonie, und insbesondere das Steuern des Leistungsverbrauchs in der Mobilfunktelefonie.

Allgemeiner Stand der Technik

Dieser Abschnitt dient dazu, den Leser in verschiedene Aspekte des Stands der Technik einzuführen, die in Zusammenhang mit verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung stehen können, welche im Folgenden beschrieben und/oder beansprucht werden. Es wird angenommen, dass die Erörterung dazu beiträgt, den Leser mit Hintergrundinformation zu versorgen, um ein besseres Verständnis der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung zu unterstützen. Deshalb versteht es sich, dass diese Ausführungen unter diesem Gesichtspunkt zu verstehen sind, und nicht als Zugeständnisse an den Stand der Technik.

Mobiltelefone sind in der heutigen Gesellschaft weit verbreitet. Die ersten Mobiltelefondienste erschienen in den USA Mitte der 1940er Jahre. Zu dieser Zeit waren die Kosten jedes Mobiltelefons recht hoch, weshalb der Markt für Mobiltelefone klein blieb. Um den begrenzten Mobiltelefonmarkt zu bedienen, benutzten Mobilfunkdienste in einem städtischen Großraum einen einzelnen Turm oder eine „Basisstation". Jedes Mobiltelefon kommunizierte mit der Basisstation über eine einzelne dedizierte Funkfrequenz (FF).

Indem sich die Technologie verbesserte, wurden Mobiltelefone kleiner und weniger kostspielig, weshalb sie eine weitere Verbreitung erfahren konnten. Da jedes Mobiltelefon über eine eigene Frequenz mit der Basisstation kommunizierte, nahm die Zahl der Frequenzen zu, die zur Unterstützung der wachsenden Zahl von Telefonen benötigt wurde. Die im FF-Spektrum verfügbare Zahl von Frequenzen ist jedoch begrenzt, sowohl in physikalischer Weise als auch durch Aufsichtsbehörden, wie z.B. die Federal Communications Commission. Um diese Probleme zu lösen, wurde im Jahr 1970 der Advanced Mobile Phone Service (AMPS) eingeführt, und AMPS wurde zu Amerikas Mobilfunkstandard. Das AMPS-System löste das Problem der begrenzten Anzahl verfügbarer Frequenzen, indem mehrere Niedrigleistungsbasisstationen über einen städtischen Großraum verteilt wurden, wo Mobilfunkgespräche „weitergegeben" wurden, während sich das Mobiltelefon durch den städtischen Großraum bewegte. Auf diese Weise bildet jede Basisstation eine „Zelle", und das Mobiltelefon des Kunden kommuniziert mit verschiedenen Basisstationen, während das Gespräch des Kunden von einer Zelle zur nächsten weitergegeben wird.

Im Allgemeinen können Weitergaben als entweder „hart" oder „weich" klassifiziert werden. Bei einer harten Weitergabe wird die Verbindung zwischen dem Mobiltelefon und seiner aktuellen Zelle abgebrochen, bevor eine Verbindung mit einer neuen Zelle hergestellt wird. Umgekehrt beinhaltet eine weiche Weitergabe das Herstellen einer Verbindung zu einer neuen Zelle, bevor die Verbindung zu der aktuellen Zelle unterbrochen wird, so dass das Mobiltelefon mit wenigstens zwei Basisstationen gleichzeitig verbunden sein kann.

Es existieren viele verschiedene Typen von Mobilfunkzugriffsystemen, wobei jedes Mobilfunkzugriffsystem einen oder mehrere Typen von Weitergaben implementieren kann. Der grundlegende Unterschied zwischen den verfügbaren Mobilfunkzugriffsystemen ist ihre Benutzung von zwei gemeinsamen Ressourcen, Frequenz und Zeit. Das Frequenzmultiplexverfahren (FDMA) teilt die Frequenz, und teilt jedem Mobiltelefon einen Abschnitt des Frequenzspektrums für die gesamte verfügbare Zeit zu. Das Zeitmultiplexverfahren (TDMA) teilt die Zeit, so dass jedes Mobiltelefon einen Abschnitt des verfügbaren Frequenzspektrums für einen Teil der verfügbaren Zeit erhält. Das Codemultiplexverfahren (CDMA) erlaubt es jedem Mobiltelefon, über die gesamte Zeit hinweg über das gesamte Frequenzspektrum zu senden. Es werden eindeutige Spreizcodes benutzt, um die Niedrigfrequenz- oder „Basisband"-Daten (z.B. die Sprachinformation) zu spreizen, bevor die Daten zur nachfolgenden Datenübertragung in FF umgewandelt werden. Da jeder Code eindeutig ist, können mehrere Nutzer jederzeit die gesamte verfügbare Frequenzbandbreite gemeinsam nutzen.

Wie man verstehen wird, erlaubt es FDMA, dass das gesamte Frequenzspektrum einem einzigen Mobiltelefon zugeteilt wird. Auf diese Weise kann ein jeweiliger Kommunikationskanal (Frequenz oder Zeit) nicht von benachbarten Zellen wieder verwendet werden. Bei FDMA wird das Mobiltelefon deshalb angewiesen, die Kommunikation mit einer Zelle abzubrechen, bevor die Verbindung zu einer anderen Zelle aufgenommen wird – d.h., eine harte Weitergabe durchzuführen. Anders als FDMA weist CDMA eine „weiche" Möglichkeit auf, da Frequenz und Zeit gemeinsam genutzt werden können. Das heißt, es liegt keine harte Begrenzung dafür vor, wie viele Nutzer an dem System zugelassen werden. Entsprechend kann das Mobiltelefon bei CDMA gleichzeitig mit mehreren Basisstationen kommunizieren, um eine weiche Weitergabe durchzuführen. In dieser Hinsicht weist CDMA üblicherweise den Vorteil auf, dass mehr Systemkapazität vorliegt als bei anderen Multiplexverfahren.

Die praktische Begrenzung der Anzahl von Mobiltelefonen, die ein CDMA-System unterstützen kann, beruht auf der Menge an Interferenz oder Rauschen, die in dem System vorliegt. Insbesondere nimmt die Systemkapazität ab, wenn das Rauschen zunimmt. Da alle Mobiltelefone auf derselben Freguenz senden, umfasst das Decodieren eines einzelnen Mobiltelefonsignals ein Unterscheiden dieses bestimmten Signals von allen empfangenen Mobiltelefonsignalen. Mit anderen Worten, unerwünschte Mobiltelefonsignale sind in Bezug auf das gewünschte Mobiltelefonsignal schlichtes Rauschen. Das Unterscheiden zwischen erwünschten und unerwünschten Signalen wird deshalb zunehmend schwierig, wenn mehr Mobiltelefone dem System hinzugefügt werden, da das Systemrauschen zunimmt. Die Menge der Interferenz, die von Telefonübertragungen erzeugt wird, kann reduziert werden, indem die Übertragungsleistung der Telefone niedrig gehalten wird. Umgekehrt sollte die Übertragungsleistung jedes Telefons hoch genug gehalten werden, damit die Basisstation das Signal des Telefons fehlerfrei empfangen kann. Das heißt, die Übertragungsleistung des Telefons sollte gesteuert werden, um ein gewünschtes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erzielen.

Leistungssteuerungsverfahren werden von CDMA und anderen Spreizspektrumssystemen auch aus anderen Gründen genutzt. Da Telefone in dem CDMA-System dieselben Frequenzen benutzen, weisen CDMA-Systeme ein „Nähenangst"-Problem auf. Das heißt, Telefone, die sich in der Nähe der Basisstation befinden, können Telefone überlagern, die sich weiter von der Basisstation entfernt befinden, wenn die Übertragungsleistung der Telefone nicht korrekt gesteuert wird. Angenommen beispielsweise, dass zwei Telefone dieselbe Leistungsmenge übertragen, aber ein Telefon wesentlich näher an der Basisstation angeordnet ist als das andere. In einem CDMA-System oder jedem anderen System, in dem diese zwei Telefone dieselben Frequenzen benutzen, kann das Telefon, das sich näher an der Basisstation befindet, das Telefon überlagern, das weiter von der Basisstation entfernt angeordnet ist. Deshalb ist ein Verfahren zum Steuern der Übertragungsleistung von Mobiltelefonen wünschenswert.

US-A-5 333 175 offenbart ein tragbares TDM/TDMA-Funkkommunikationssystem. Das System steuert in dynamischer Weise die Uplink-Leistung, die von einer tragbaren Einheit übertragen wird, indem ein Empfangssignalstärkeindikator (RSSI), ein Qualitätsmesswert (QM) und ein Wortfehlerindikator (WEI) überwacht werden. Ein RSSI-Schwellenwert wird anhand des WEI angepasst. Der RSSI-Schwellenwert und ein QM-Schwellenwert werden benutzt, um zu bestimmen, ob zusätzliche Uplink-Leistung benötigt wird.

Offenbarung der Erfindung

Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch 1 aufgeführt, auf den der Leser hiermit verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit den oben erörterten Problemen, indem die Stärke eines eintreffenden Signals bestimmt und mit einem ersten Schwellenwert verglichen wird. Wenn die Stärke des eintreffenden Signals diesen ersten Schwellenwert nicht erreicht, wird der Schwellenwert des Signal-Rausch-Verhältnisses der Basisstation nicht erhöht. Deshalb bleibt der SNR-Schwellenwert der Basisstation im Allgemeinen auf einem niedrigeren Niveau, was dazu führt, dass der Leistungspegel des Mobiltelefons niedriger bleibt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines Funknetzdienstes bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines ersten Schwellenwerts an eine Leistungssteuerung einer inneren Schleife von einer Leistungssteuerung einer äußeren Schleife; Bestimmen der Stärke eines empfangenen Signals; und, wenn die Stärke des empfangenen Signals größer ist als ein zweiter Schwellenwert, Anpassen des ersten Schwellenwerts abhängig davon, ob das empfangene Signal einen Fehler enthält.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Basisstation zur Benutzung in einem Funkkommunikationssystem bereitgestellt. Die Basisstation weist auf: eine Leistungssteuerung einer inneren Schleife; und eine Leistungssteuerung einer äußeren Schleife, wobei die Leistungssteuerung der äußeren Schleife dazu konfiguriert ist, einen ersten Schwellenwert an die Leistungssteuerung der ersten Schleife bereitzustellen, zu bestimmen, ob die Stärke eines Signals, das von der Basisstation empfangen wird, größer ist als ein zweiter Schwellenwert, und, wenn die Stärke des empfangenen Signals größer ist als ein zweiter Schwellenwert, den ersten Schwellenwert abhängig davon anzupassen, ob das empfangene Signal einen Fehler enthält.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines Mobilfunkdienstes bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Bestimmen der Stärke eines eintreffenden Signals von einem Mobilfunkgerät; Vergleichen der Stärke des eintreffenden Signals mit einem ersten Schwellenwert; wenn die Stärke des eintreffenden Signals den ersten Schwellenwert übersteigt, Bestimmen, ob das eintreffende Signal einen Fehler enthält; wenn das eintreffende Signal einen Fehler enthält, Erhöhen des Signal-Rausch-Schwellenwerts; und wenn das eintreffende Signal keinen Fehler enthält, Senken des Signal-Rausch-Schwellenwerts.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein dinghaftes Medium bereitgestellt, das aufweist: Code zum Bestimmen der Stärke eines eintreffenden Signals von einem Mobilfunkgerät; Code zum Vergleichen der Stärke des eintreffenden Signals mit einem ersten Schwellenwert; Code zum Bestimmen, ob das eintreffende Signal einen Fehler enthält, wenn die Stärke des eintreffenden Signals den ersten Schwellenwert übersteigt; Code zum Erhöhen des Signal-Rausch-Schwellenwerts, wenn das eintreffende Signal einen Fehler enthält; und Code zum Senken des Signal-Rausch-Schwellenwerts, wenn das eintreffende Signal keinen Fehler enthält.

Kurze Beschreibung der Figuren

1 offenbart ein beispielhaftes Mobilfunksystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2A zeigt eine beispielhafte Vorwärtsverbindung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2B zeigt eine beispielhafte Rückwärtsverbindung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Verwalten der Leistungsübertragung in einem Funkkommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen im Folgenden beschrieben werden. Im Bemühen, eine knappe Beschreibung dieser Ausführungsformen zu liefern, werden nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in der Beschreibung beschrieben. Man wird verstehen, dass bei der Entwicklung einer solchen tatsächlichen Implementierung wie bei jedem anderen Ingenieurs- oder Entwurfsprojekt, zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele des Entwicklers zu erreichen, wie z.B. die Einhaltung systembezogener und geschäftsbezogener Einschränkungen, die sich von einer Implementierung zur anderen unterscheiden können. Außerdem wird man verstehen, dass ein Entwicklungsunterfangen dieser Art komplex und zeitaufwändig sein kann, jedoch trotzdem für Durchschnittsfachleute, die Nutzen aus dieser Offenbarung ziehen, hinsichtlich Auslegung, Fabrikation und Herstellung ein Routineunternehmen wäre.

Wie oben erwähnt, kann die Steuerung der Übertragungsleistung bei Spreizspektrumssystemen, wie z.B. CDMA, den Systembetrieb verbessern. Da Spreizspektrumssysteme es erlauben, dass mehrere Mobiltelefone mit mehreren Basisstationen zugleich kommunizieren, können spezifische Probleme der Leistungssteuerung auftreten. Ein bestimmtes Problem der Leistungssteuerung, das vom Stand der Technik nicht erkannt wird, tritt während der Weitergabe auf. Während einer weichen Weitergabe können bestimmte Schwellenwerte, die benutzt werden, um den Übertragungsleistungspegel jedes Telefons zu bestimmen, relativ hoch werden, und dazu führen, dass das Mobiltelefon zu viel Leistung überträgt. Insbesondere wenn eine Basisstation versucht, ein Signal zu decodieren, das von einem bestimmten Mobiltelefon übertragen wurde, erscheinen die Signale, die sie von anderen Mobiltelefonen empfängt, als Rauschen. Deshalb weist jede Basisstation üblicherweise eine Leistungssteuerung der inneren Schleife, und eine Leistungssteuerung der äußeren Schleife auf, die versuchen, die Übertragungsleistung jedes Mobiltelefon auf einen minimalen Leistungspegel zu steuern, d.h. einen Leistungspegel, bei dem das Signal, das von jedem Telefon übertragen wird, die Basisstation mit einer akzeptablen Frame-Fehlerhäufigkeit erreicht. Indem die Übertragungsleistung der Telefone niedrig gehalten wird, erzeugen die empfangenen Signale weniger Rauschen, wodurch die Kanalkapazität erhöht wird, und die Signaldecodierung erleichtert wird.

Die Leistungssteuerung der inneren Schleife misst die empfangene Pilotenergie des Signals von einem jeweiligen Telefon, und vergleicht sie mit einem Signal-Rausch-Verhältnis-(SNR)-Schwellenwert. Wenn die empfangene Leistung über dem SNR-Schwellenwert liegt, ist die Übertragungsleistung des Telefons zu hoch, weshalb die Basisstation ein „abwärts"-Kommando an das Telefon sendet, um die Übertragungsleistung des Telefons zu senken. Wenn umgekehrt die empfangene Leistung unter dem SNR-Schwellenwert liegt, ist die Übertragungsleistung des Telefons zu niedrig, weshalb die Basisstation ein „aufwärts"-Kommando sendet, um die Übertragungsleistung des Telefons zu erhöhen. Mit anderen Worten, die Leistungssteuerung der inneren Schleife versucht, die empfangene Leistung nahe dem SNR-Schwellenwert zu halten, indem sie die Übertragungsleistung des Telefons steuert.

Die Leistungssteuerung der äußeren Schleife passt den SNR-Schwellenwert an, der von der Leistungssteuerung der inneren Schleife benutzt wird, um zu versuchen, eine gewünschte Frame-Fehlerhäufigkeit für das empfangene Signal zu erzielen. Da die Frame-Fehlerhäufigkeit eine Funktion der Leistung in dem empfangenen Signal ist, erhöht die Leistungssteuerung der äußeren Schleife diesen SNR-Schwellenwert, wenn ein Frame-Fehler empfangen wird, und senkt diesen SNR-Schwellenwert, wenn ein fehlerfreier Frame empfangen wird. Das heißt, wenn Frame-Fehler auftreten, erhöht die Leistungssteuerung der äußeren Schleife den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife, was dazu führt, dass die Leistungssteuerung der inneren Schleife versucht, die Übertragungsleistung des Telefons zu erhöhen, um die Frame-Fehlerhäufigkeit zu verbessern, während dann, wenn keine Frame-Fehler auftreten, die Leistungssteuerung der äußeren Schleife den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife senkt, was dazu führt, dass die Leistungssteuerung der inneren Schleife versucht, die Übertragungsleistung des Telefons zu senken, um das Rauschen auf einem Minimum zu halten.

Gelegentlich tritt ein Problem bei diesem Leistungssteuerungsverfahren auf, beispielsweise während einer weichen Weitergabe. In diesem Beispiel wird angenommen, dass eine erste Basisstation ein stärkeres Signal empfängt als eine zweite Basisstation, und dass beide Basisstationen gleiche SNR-Schwellenwerte aufweisen. Da die erste Basisstation ein stärkeres Signal empfängt, steuert sie das Telefon und sendet sowohl „abwärts"-Signale als auch „aufwärts"-Signale an das Telefon, um seine Übertragungsleistung anzupassen. Da die zweite Basisstation ein schwächeres Signal empfängt, und deshalb eine größere Frame-Fehlerhäufigkeit erfährt, sendet sie üblicherweise vor allem „aufwärts"-Signale an das Telefon, in einem Versuch, die Übertragungsleistung des Telefons zu erhöhen, um die Frame-Fehlerhäufigkeit zu senken. Allerdings ignorieren Telefone Basisstationen, die „aufwärts"-Signale senden, zugunsten von Basisstationen, die keine Leistungserhöhung fordern. Da das Telefon seine Leistung nicht ausreichend erhöht, erhöht die zweite Basisstation den SNR-Schwellenwert ihrer Leistungssteuerung der inneren Schleife im Bemühen, seine Frame-Fehlerhäufigkeit zu senken, und erhöht den SNR-Schwellenwert relativ schnell, z.B. in Schritten von 1 dB, im Bemühen, seine Frame-Fehlerhäufigkeit so schnell wie möglich zu senken.

Als nächstes wird angenommen, dass das Mobiltelefon sich der zweiten Basisstation nähert, so dass die Leistung des von der zweiten Basisstation empfangenen Signals zunimmt. An einem bestimmten Punkt kann die zweite Basisstation die Kontrolle über das Telefon übernehmen, aber nun sendet das Telefon aufgrund des erhöhten SNR-Schwellenwerts der zweiten Basisstation mit einem wesentlich höheren Leistungspegel. Auf diese Weise ist das Rauschen auf dem Kanal größer, und die Kanalkapazität wird reduziert. Obwohl die zweite Basisstation beginnt, mehr „abwärts"-Signale an das Telefon zu senden, und beginnt, den SNR-Schwellenwert seiner Leistungssteuerung der inneren Schleife zu senken, senkt sie den SNR-Schwellenwert wesentlich langsamer, z.B. in Schritten von 0,01 dB, als sie den SNR-Schwellenwert erhöht hat. Deshalb sendet das Telefon während dieser Zeit mit einem wesentlich höheren Leistungspegel als notwendig, um eine akzeptable Frame-Fehlerhäufigkeit an der zweiten Basisstation zu erzielen, was zu einer gesenkten Akkumulatorlebensdauer für das Telefon, und zu einer gesenkten Kapazität für die zweite Basisstation führt.

Um dieses Problem zu beheben, veranlassen die vorliegenden Verfahren, die unten beschrieben werden sollen, die Leistungssteuerung der äußeren Schleife dazu, Signale zu ignorieren, die unterhalb eines bestimmten ersten Schwellenwerts empfangen werden. Mit anderen Worten, die Leistungssteuerung der äußeren Schleife passt den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife nicht an, bis das eintreffende Signal einen bestimmten ersten Schwellenwert erreicht. Auf diese Weise steigt der SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife nicht so steil an wie oben beschrieben, und deshalb wird auch die Übertragungsleistung der Telefone nicht so steil nach oben getrieben. Beispiele dieser vorliegenden Verfahren sollen im Folgenden im Kontext eines beispielhaften Mobilfunksystems beschrieben werden, wobei es sich versteht, dass diese Verfahren auf andere Arten von Systemen angewandt werden können, sowohl gemäß dem Verständnis eines Fachmanns gegenwärtig absehbare als auch gegenwärtig noch nicht absehbare.

1 zeigt ein beispielhaftes Mobilfunksystem 10, das benutzt werden kann, um die Probleme der Leistungssteuerung zu erläutern. Anders als traditionelle Festnetztelefone, die eine Kabelverbindung zwischen den Telefonen benutzen, überträgt das Mobilfunksystem 10 Sprachkommunikation mit Hilfe von Funkfrequenz-(FF)-Signalen über die Luft. Das System 10 weist eine oder mehrere Basisstationen 12A–B auf. Im Allgemeinen bezeichnen die Basisstationen 12A–B Antennen 14A–B sowie Mobilfunk-Kommunikationsausrüstung 15A–B, die an die Antennen 14A–B gekoppelt ist. Die Antennen 14A–B übertragen und empfangen FF-Signale. Die Basisstationen 12A–B sind üblicherweise stationäre Basisstationen, können jedoch in einigen Ausführungsformen auf Lastwagen angeordnete tragbare Basisstationen sein, die beispielsweise in Notfallsituationen benutzt werden. Jede Basisstation 12A–B ist üblicherweise in einem unterschiedlichen geographischen Gebiet angeordnet. Die jeweilige Beabstandung der Basisstationen 12A–B kann von verschiedenen Faktoren wie der Geographie des Mobilfunksystems 10, der Anzahl von Telefonen in einem bestimmten Gebiet innerhalb des Systems 10, und dem Typ des benutzten Zugriffsystems (z.B. CDMA) abhängen. Beispielsweise weisen CDMA-Basisstationen 12A–B üblicherweise einen Abstand zwischen 0,5 und 30 Meilen auf.

Die Kommunikationsausrüstung 15A–B weist elektrische Kommunikationsvorrichtungen auf, die dazu in der Lage sind, FF-Signale zu senden und zu empfangen, und Gespräche gemäß einem bestimmten Zugriffsstandard zu verarbeiten, wie z.B. CDMA. Entsprechend kann die Kommunikationsausrüstung 15A–B Funksendeempfänger-Ausrüstung aufweisen, die gelegentlich als Basissendeempfängerstation (Base Transceiver Station – BTS) bezeichnet wird. Basissendeempfängerstationen dieser Art können in Innenräumen oder im Freien angeordnet sein. Eine beispielhafte Implementierung der Kommunikationsausrüstung 15A–B ist das Flexent® Modular Cell 4.0, hergestellt von Lucent Technologies.

Die Kommunikationsausrüstung 15A–B weist üblicherweise Signalprozessoren 16A–B auf, um neben anderen Funktionen die Kommunikation und die Leistungssteuerung zu erleichtern. Zu den Signalprozessoren 16A–B können z.B. allgemein einsetzbare Prozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), und/oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) gehören, und die Signalprozessoren 16A–B können Code ausführen, um ihre Funktionen auszuführen. Beispielsweise können die Signalprozessoren 16A–B an Speichermedien 17A–B gekoppelt sein, die den ausführbaren Code speichern. Zu den Speichermedien 17A–B können z.B. Festplatten, Schreib/Lesespeicher (RAM), Lesespeicher (ROM), ein Flashspeicher, und elektrisch programmierbare Lesespeicher (EPROM) gehören, und die Speichermedien 17A–B können fest angeordnet sein, oder über Disketten, Internet-Downloads, Reflash usw. aktualisierbar sein. In einem Ausführungsbeispiel können die integrierten Schaltkreise zur Signalverarbeitung 16A–B unter Benutzung des MPC 755, hergestellt von Freescale Semiconductor, implementiert sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel können sowohl die integrierten Schaltkreise zur Signalverarbeitung 16A–B und das Speichermedium 17A–B unter Benutzung des MSC8101 implementiert sein, hergestellt von Freescale Semiconductor.

Das System 10 weist Mobilfunkgeräte auf, wie z.B. die Mobilfunkgeräte 18A–D. Jedes Mobilfunkgerät 18A–D ist dazu in der Lage, als ein unabhängiger Sendeempfänger zu arbeiten. Die Mobilfunkgeräte 18A–D können beispielsweise Mobiltelefone sein, die z.B. in Häusern oder fahrenden Fahrzeugen angeordnet sind (z.B. die Geräte 18A, 188 und 18D), oder die Mobilfunkgeräte können Mobilfunkschaltungen sein, die in einem Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten, oder einem Navigationssystem angeordnet sind (z.B. in dem tragbaren Computer 18C). Wenn in dem System 10 Telefongespräche stattfinden, kommunizieren die Mobilfunkgeräte 18A–D mit den Basisstationen 12A–B. Die Kommunikation zwischen jedem Mobilfunkgerät 18A–D und jeder Basisstation 12A–B erfolgt hauptsächlich über FF-Kommunikation über die zwischengeschaltete Luftschnittstelle zwischen den Antennen der jeweiligen Mobilfunkgeräte 18A–D und Basisstationen 12A–B. Jeder Kommunikationsweg weist zwei Kanäle oder Verbindungen auf – Vorwärtsverbindungen 19A–E und Rückwärtsverbindungen 20A–E. Wie in 1 angezeigt, bezeichnen die Vorwärtsverbindungen 19A–E die Datenübertragungen, die von den Basisstationen 12A–B an die Geräte 18A–D gehen. Ebenso bezeichnen die Rückwärtsverbindungen 20A–E die Datenübertragungen, die von den Mobilfunkgeräten 18A–D an die Basisstationen 12A–B gehen.

Wenn ein Gespräch von der Kommunikationsausrüstung 15A–B empfangen wird, wird das Gespräch an seinen gewünschten Zielort umgelenkt, wie z.B. an eines der anderen Mobilfunkgeräte 18A–D, oder ein traditionelles Festnetztelefon (in 1 nicht dargestellt). Entsprechend sind die Basisstationen 12A–B üblicherweise an eine Mobilfunkvermittlungsstelle (MSC) 21 gekoppelt, um eine Sprachpfadverbindung zwischen den Mobilfunkgeräten 18A–D und einem Festnetztelefon über ein Fernsprechnetz (PSTN) 22, oder zwischen zwei Mobilfunkgeräten 18A–D bereitzustellen. Die Verbindung zwischen den Basisstationen 12A–B und der MSC 21 kann z.B. eine T-1-Leitung oder eine Mikrowellenverbindung sein. In einigen Ausführungsformen kann die MSC 21 ein DMS Mobile Switching Center sein, hergestellt von Nortel Networks, eine FETEX-150 CDMA MSC, hergestellt von Fujitsu, oder eine 5ESS, hergestellt von Lucent Technologies.

Um die Gespräche aufrechtzuerhalten, während die Mobilfunkgeräte 18A–D sich in dem System 10 bewegen, wird Sprach- und Steuerinformation (wozu auch Leistungssteuerungsinformation gehört) zwischen den Mobilfunkgeräten 18A–D und den Basisstationen 12A–B über die Vorwärtsverbindungen 19A–E und die Rückwärtsverbindungen 20A–E übertragen. 2A und 2B zeigen jeweils beispielhafte Vorwärts- bzw. Rückwärtsverbindungen. Bezug nehmend auf 2A nimmt jede Vorwärtsverbindung 19A–E (übertragen von den Basisstationen 12A–B an die Mobilfunkgeräte 18A–D) eine vorbestimmte Bandbreite ein (z.B. ist die Bandbreite bei CDMA2000 1,25 MHz), und weist mehrere Logikkanäle auf, die durch eindeutige Codes separiert werden. Wie oben erläutert, werden diese eindeutigen Codes benutzt, um während der Verarbeitung von Gesprächen zwischen den Mobilfunkgeräten zu unterscheiden, da CDMA es jedem Mobilfunkgerät erlaubt, die gesamte Bandbreite der Frequenz und Zeit zu benutzen. Jede Vorwärtsverbindung 19A–E verwendet vier Kanäle, um Sprach- und Steuerungsinformation an die Mobilfunkgeräte 18A–D zu übertragen: einen Pilotkanal 56, einen Synchronisations-(„Sync")-Kanal 58, PCH-Kanäle 60, und Vorwärtsverkehrskanäle 62. Die Verkehrskanäle 62 weisen außerdem Verkehrsdaten und einen Leistungssteuerungs-Subkanal 63 auf, die im Folgenden genauer beschrieben werden sollen.

Die Basisstationen 12A–B übertragen den Pilotkanal 56, und die Übertragungsleistung der Mobilfunkgeräte 18A–D kann anfangs konfiguriert werden, indem der Pilotkanal 56 gemessen wird, wie im Folgenden in Bezug auf die Leistungssteuerung der äußeren Schleife erläutert werden soll. Die Basisstationen 12A–B übertragen außerdem ständig den Sync-Kanal 58, was es den Mobilfunkgeräten 18A–D ermöglicht, sich mit den Basisstationen 12A–B zu synchronisieren. Das Synchronisieren mit den Basisstationen 12A–B versorgt die Mobilfunkgeräte 18A–D mit der Systemzeit und der Identifikationsinformation von jeder Basisstation 12A–B. CDMA beispielsweise benutzt bis zu sieben PCH-Kanäle 60. Die PCH-Kanäle 60 übertragen Overhead-Information, wie z.B. Einrichtungsinformation für den Verkehrskanal 62, an die Mobilfunkgeräte 18A–D. Sobald der Verkehrskanal 62 aufgestellt ist, erfolgen Sprachübertragungen, und die Mobilfunkgeräte 18A–D ignorieren die PCH-Kanäle 60. Nach Abschluss des Telefongesprächs schalten sich die Mobilfunkgeräte 18A–D wieder in die PCH-Kanäle 60 ein, um Kommandos und Funkrufe zu empfangen.

Bezug nehmend auf 2B nimmt jede Rückwärtsverbindung 20A–E (übertragen von den Mobilfunkgeräten 18A–D an die Basisstationen 12A–B) üblicherweise dieselbe Bandbreite ein wie die Vorwärtsverbindungen 19A–E, und weist mehrere Logikkanäle auf, die durch eindeutige Codes separiert sind. Jede Rückwärtsverbindung 20A–E weist außerdem Zugriffskanäle 64 und Rückwärtsverkehrskanäle 66 auf, die Sprach- und Steuerungsinformation zurück an die Basisstationen 12A–B übertragen.

Die Mobilfunkgeräte 18A–D benutzen die Zugriffskanäle 64, wenn sie nicht dem Verkehrskanal 66 zugeteilt sind (d.h. wenn kein Gespräch erfolgt). Genauer ausgedrückt, benutzen die Mobilfunkgeräte 18A–D die Zugriffskanäle, um Folgendes zu tun: sich in dem System 10 anzumelden, Telefongespräche einzuleiten, auf Funkrufe von den Basisstationen 12A–B zu reagieren, und Overhead-Nachrichten an die Basisstationen 12A–B zu übertragen. Der Rückwärtsverkehrskanal 66 andererseits wird benutzt, wenn ein Gespräch erfolgt. Während eines Telefongesprächs überträgt der Rückwärtsverkehrskanal 66 Sprach- und Steuerinformation an die Basisstationen 12A–B. Es ist zu beachten, dass der Vorwärtsverkehrskanal 62 und der Rückwärtsverkehrskanal 66 üblicherweise weiter in „Frames" unterteilt sind. Beispielhafte Frame-Längen liegen zwischen 2,5 Millisekunden und 80 Millisekunden.

Zu den Leistungssteuerungsstrategien für die Rückwärtsverbindungen 20A–E, die von dem System 10 implementiert werden, gehören die Leistungssteuerung mit einer offenen Schleife und die Leistungssteuerung mit einer geschlossenen Schleife. Wie unten erörtert, wird eine Leistungssteuerung mit offener Schleife benutzt, bevor ein Gespräch verbunden wird, und es wird eine Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife benutzt, während ein Gespräch verbunden ist.

Während der Leistungssteuerung mit offener Schleife schätzt das Mobilfunkgerät 18A seine Übertragungsleistung, indem es die Stärke der Signale des Pilotkanals 56 misst, die von den Basisstationen 12A–B eintreffen. Während sich das Mobilfunkgerät 18A in dem System 10 bewegt, nimmt die Stärke des Pilotkanals 56 zu oder ab, und das Mobilfunkgerät 18A passt seine Übertragungsleistung entsprechend an. Es ist zu beachten, dass diese Schätzung auf Messsignalen an der Vorwärtsverbindung 19A beruht und davon ausgeht, dass die Signalabschwächung an der Rückwärtsverbindung 20A derjenigen der Vorwärtsverbindung 19A entspricht. Dieser Typ des Offenschleifenverfahrens kann ausreichen, wenn das Mobilfunkgerät 18A kein Telefongespräch führt. Während eines Telefongesprächs wird jedoch üblicherweise eine Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife implementiert, wenn Sprachinformation über die Rückwärtsverbindung 20A übermittelt wird.

Bei der Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife sendet die Basisstation 12A über die Vorwärtsverbindung 19A Kommandos an das Mobilfunkgerät 18A, um die Übertragungsleistung des Mobilfunkgeräts 18A zu erhöhen oder zu senken. Die Basisstation 12A bestimmt diese Kommandos anhand der Qualität des Signals, das von dem Mobilfunkgerät 18A über die Rückwärtsverbindung 20A empfangen wurde. Die Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife umfasst eine Leistungssteuerung der inneren Schleife und eine Leistungssteuerung der äußeren Schleife. Wie genauer im Folgenden erläutert, können die Leistungssteuerung der inneren Schleife und die Leistungssteuerung der äußeren Schleife, die von der Basisstation 12A bereitgestellt werden, durch jede geeignete Kombination von Hardware und/oder Software implementiert werden.

Anstatt ein Leistungssteuerungsverfahren mit geschlossener Schleife bereitzustellen, das eine Leistungssteuerung der inneren Schleife und eine Leistungssteuerung der äußeren Schleife aufweist, bestimmt die vorliegende Erfindung die Leistung eines Signals, das von einem Mobilfunkgerät empfangen wurde, durch ein geeignetes Verfahren, um zu bestimmen, ob es über einem Schwellenwert der empfangenen Leistung liegt. Bis die Leistung des empfangenen Signals diesen ersten Schwellenwert erreicht, arbeitet das Leistungssteuerungsverfahren mit geschlossener Schleife nicht auf Basis des empfangenen Signals. Mit anderen Worten, bis das empfangene Signal ausreichend stark ist, überwacht das Leistungssteuerungsverfahren mit geschlossener Schleife keine Frame-Fehler des Signals, ändert nicht den Schwellenwert des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) der Leistungssteuerung der äußeren Schleife, oder versucht nicht, die Übertragungsleistung des Mobilfunkgeräts zu erhöhen.

Ein Beispiel des vorliegenden Leistungssteuerungsverfahrens mit geschlossener Schleife ist in 3 gezeigt, und ist allgemein durch Bezugszeichen 300 bezeichnet. Das Verfahren 300 kann von den Basisstationen 12A und 12B verwendet werden, um die Übertragungsleistung eines jeden der Mobilfunkgeräte 18A–D zu verwalten. Dieses Verfahren kann sich als besonders nützlich erweisen, wenn eines oder mehrere der Mobilfunkgeräte 18A–D mit mehreren Basisstationen 12A und 12B zugleich kommunizieren, wie in der zuvor beschriebenen Situation einer weichen Weitergabe. Insbesondere nimmt das vorliegende Verfahren eine „Voruntersuchung" der von den Mobilfunkgeräten empfangenen Signale vor, um zu bestimmen, ob eine weitere Verarbeitung stattfinden sollte, und begrenzt so allgemein die Tendenz der Leistungssteuerung der Basisstationen, den SNR-Schwellenwert aufgrund schwacher Signale zu erhöhen.

Während sich die Mobilfunkgeräte 18A–D durch das System 10 bewegen, können ihre Signalstärken schwanken, und wenn die Signale von den Mobilfunkgeräten 18A–D von den Basisstationen 12A und 12B empfangen werden, bestimmen die Basisstationen die Stärke der empfangenen Signale (Block 302). Die Stärke jedes empfangenen Signals wird mit einem ersten Schwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob das Signal ausreichend stark ist, um eine weitere Verarbeitung zu rechtfertigen (Block 304). Wenn die Stärke des empfangenen Signals nicht diesen ersten Schwellenwert erreicht, passt die Leistungssteuerung der äußeren Schleife den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife nicht an, und die Basisstationen 12A–B warten lediglich auf das nächste empfangene Signal. Wenn die Stärke des empfangenen Signals jedoch den ersten Schwellenwert erreicht, wird das Signal gemäß dem Rest des vorliegenden Verfahrens zur Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife verarbeitet.

Bevor der Rest dieses Verfahrens beschrieben wird, ist zu beachten, dass die Stärke des empfangenen Signals in jeder geeigneten Weise bestimmt werden kann. Als ein erstes Beispiel kann die Leistung von jedem Frame, oder von Abschnitten jedes Frames, gemessen werden. In einem Beispiel können sowohl der Vorwärts- als auch der Rückwärtskanal 62 und 66 in Frames von zwanzig Millisekunden unterteilt werden. Jeder Frame kann weiter in sechzehn Leistungssteuergruppen (Power Control Groups – PCGs) unterteilt werden, die beispielsweise jeweils 1,25 Millisekunden dauern. Vor dem Überwachen des empfangenen Signals auf Frame-Fehler kann also die Leistungssteuerung der äußeren Schleife die empfangene Signalenergie von dem Mobilfunkgerät für jede PCG messen, um die Stärke von jedem Abschnitt des empfangenen Frames zu bestimmen. Außerdem kann die Frame-Energie einfach durch Summieren der Energien während einer der sechzehn PCGs gemessen oder berechnet werden. Die Signalstärke, wie auch immer sie gemessen wird, kann dann mit dem ersten Schwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, ob das Signal ausreichend stark ist, um eine weitere Verarbeitung zu rechtfertigen.

Als ein zweites Beispiel können Situationen vorliegen, in denen tatsächliche Messungen der Signalstärke entweder nicht erzielt werden oder nicht verfügbar sind. Beispielsweise können die PCG-Energien in einem ASIC berechnet werden, wo sie für die Leistungssteuerung der äußeren Schleife unverfügbar bleiben können. In diesem Fall kann die Stärke des empfangenen Signals geschätzt werden, indem die Häufigkeit berücksichtigt wird, mit der die jeweilige Basisstation 12A oder 12B das Mobilfunkgerät angewiesen hat, seine Übertragungsleistung zu erhöhen und/oder zu senken. Es versteht sich, dass die Leistungssteuerung der inneren Schleife eine Änderung der Übertragungsleistung des Mobilfunkgeräts viele Male pro Sekunde verlangen kann, z.B. 800 mal pro Sekunde. Während jeder dieser Gelegenheiten weist die Leistungssteuerung der inneren Schleife das Mobilfunkgerät, mit dem sie kommuniziert, entweder an, seine Übertragungsleistung zu erhöhen, seine Übertragungsleistung zu senken, oder seine Übertragungsleistung beizubehalten. Wenn die Leistungssteuerung der inneren Schleife über einen bestimmten Zeitraum hinweg das Mobilfunkgerät häufiger angewiesen hat, seine Übertragungsleistung zu erhöhen, als sie es angewiesen hat, seine Übertragungsleistung zu senken, ist es wahrscheinlich, dass die Übertragungsleistung des Mobilfunkgeräts nicht stark genug ist, um eine weitere Verarbeitung zu rechtfertigen. Wenn umgekehrt über einen bestimmten Zeitraum hinweg die Leistungssteuerung der inneren Schleife das Mobilfunkgerät häufiger angewiesen hat, seine Übertragungsleistung zu senken, als sie es angewiesen hat, seine Übertragungsleistung zu erhöhen, ist es wahrscheinlich, dass die Stärke des von dem Mobilfunkgerät empfangenen Signals ausreichend ist, um eine weitere Verarbeitung zu rechtfertigen. Entsprechend kann die Stärke des empfangenen Signals durch Überwachen dieser Aktivität bestimmt werden.

Als ein Beispiel kann das Verhältnis der Abwärts- und Aufwärts-Kommandos überwacht werden. Wenn das Verhältnis zwischen Abwärts-Kommandos und Aufwärts-Kommandos einen ersten Schwellenwert übersteigt, kann angenommen werden, dass die Stärke des empfangenen Signals ausreichend ist, um eine weitere Verarbeitung zu rechtfertigen. Wenn umgekehrt das Verhältnis zwischen Abwärts-Kommandos und Aufwärts-Kommandos den ersten Schwellenwert nicht erreicht, kann angenommen werden, dass die Stärke des empfangenen Signals nicht ausreichend ist, um eine weitere Verarbeitung zu rechtfertigen.

Natürlich versteht sich, dass die Benutzung des Verhältnisses zwischen Abwärts-Kommandos und Aufwärts-Kommandos nur ein Beispiel zum Implementieren dieses Verfahrens ist. Als ein anderes Beispiel könnte die Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife lediglich die Anzahl von Aufwärts-Kommandos oder die Anzahl der Abwärts-Kommandos berücksichtigen, die in einem bestimmten Zeitraum ausgegeben werden. Wenn im ersten Fall die Anzahl von Aufwärts-Kommandos, die in einem bestimmten Zeitraum ausgegeben werden, einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, zeigt dies an, dass die Stärke des Signals nicht für eine weitere Verarbeitung ausreicht, während dann, wenn die Anzahl von Aufwärts-Kommandos diesen ersten Schwellenwert nicht übersteigt, angezeigt wird, dass die Stärke des Signals für eine weitere Verarbeitung ausreicht. Wenn im letzteren Fall die Anzahl von Abwärts-Kommandos, die in einem bestimmten Zeitraum ausgegeben werden, einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, zeigt dies an, dass die Stärke des Signals für eine weitere Verarbeitung ausreicht, während dann, wenn die Anzahl von Abwärts-Kommandos diesen ersten Schwellenwert nicht übersteigt, angezeigt wird, dass die Stärke des Signals nicht für eine weitere Verarbeitung ausreicht.

Unabhängig von der Art und weise, wie die Stärke des empfangenen Signals bestimmt wird, überwacht die Leistungssteuerung der inneren Schleife das empfangene Signal auf Frame-Fehler, sobald die Stärke des empfangenen Signals den ersten Schwellenwert erreicht oder überschreitet (Block 306). In einem Beispiel kann das Mobilfunkgerät für die Frame-Daten vor ihrer Übertragung einen Wert oder eine Prüfsumme berechnen, und diesen Wert oder diese Prüfsumme in die übertragenen Daten integrieren. Die Basisstationen 12A und 12B führen dann eine ähnliche Berechnung für die empfangenen Daten aus. Wenn die übertragene Prüfsumme und die empfangene Prüfsumme einander entsprechen, ist während der Übertragung von dem Mobilfunkgerät 18A–D an die Basisstation 12A–B kein Frame-Fehler aufgetreten (Blöcke 308 und 310). Wenn kein Frame-Fehler aufgetreten ist, kann die Leistungssteuerung der äußeren Schleife den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife senken (Block 312). Anschließend kehrt die Leistungssteuerung der äußeren Schleife zurück, um die Stärke des nächsten empfangenen Signals zu überwachen (Block 302). Die Senkung des SNR-Schwellenwerts kann dazu führen, dass die Leistungssteuerung der inneren Schleife versucht, die Leistungsübertragung des Mobilfunkgeräts durch Übertragen von mehr „Abwärts"-Kommandos an das Mobilfunkgerät zu senken.

Wenn jedoch das Ergebnis der Prüfsummenberechnung und des Vergleichs anzeigt, dass ein Frame-Fehler aufgetreten ist, kann die Leistungssteuerung der äußeren Schleife versuchen, den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife zu erhöhen (Block 316). Anschließend bestimmt die Leistungssteuerung der äußeren Schleife die Leistung des nächsten empfangenen Signals (Block 302). Der erhöhte SNR-Schwellenwert kann dazu führen, dass die Leistungssteuerung der inneren Schleife versucht, die Leistungsübertragung des Mobilfunkgeräts durch Übertragen von mehr „Aufwärts"-Kommandos an das Mobilfunkgerät zu erhöhen.

Da die Stärke jedes empfangenen Signals vor der weiteren Verarbeitung bestimmt und mit einem ersten Schwellenwert verglichen wird, erhöht die Leistungssteuerung der äußeren Schleife den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife nicht so häufig, und die Leistungssteuerung der inneren Schleife versucht nicht so häufig, die Übertragungsleistung der Mobilfunkgeräte 18A–D zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Stärke der Signale, die an den Basisstationen 12A und 12B von den Mobilfunkgeräten 18A–D empfangen werden, im Wesentlichen auf einem niedrigeren Pegel gehalten, und erzeugt so weniger Rauschen auf dem Kanal, und erhöht die Kapazität der Basisstationen 12A und 12B. Als weiteren Vorteil senden die Mobilfunkgeräte 18A–D im Wesentlichen mit einem niedrigeren Leistungspegel, wodurch sich die Lebensdauer der Akkumulatoren der Mobilfunkgeräte 18A–D erhöht.

Es ist zu beachten, dass der Wert des Schwellenwerts der zuerst empfangenen Leistung eine Rolle für die Gesamteffizienz des vorliegenden Verfahrens spielt. Das heißt, wenn der erste Schwellenwert zu niedrig eingestellt wird, kann das Verfahren weniger effektiv sein, da die Basisstation, die ein schwächeres Signal von dem Mobilfunkgerät empfängt, versuchen kann, den SNR-Schwellenwert, und also die Übertragungsleistung des Mobilfunkgeräts, mit einer Rate zu erhöhen, die sich derjenigen üblicher Verfahren annähert. Wenn umgekehrt der erste Schwellenwert zu hoch eingestellt wird, kann die Basisstation nicht früh genug die Kontrolle über das Mobilfunkgerät übernehmen, und senkt so im Effekt die Kapazität der Basisstation, und möglicherweise die Kapazität des Systems 10.

Angesichts dieser Gefahr können geeignete Verfahren zum Festlegen oder Anpassen des ersten Schwellenwerts vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Hersteller der Basisstationen 12A und 12B den ersten Schwellenwert auf einer Höhe einstellen, welche die Spezifikationen des Systems 10 erfüllt. Diese Spezifikationen können beispielsweise Kapazitäts- und/oder Leistungsspezifikationen sein, die von dem Kunden bereitgestellt werden, oder von dem Hersteller angesichts des Aufbaus des Systems 10 für geeignet befunden werden. Natürlich können bei Änderung der Anforderungen des Kunden und/oder des Systems der Hersteller oder ein anderer qualifizierter Wartungstechniker den ersten Schwellenwert in jeder geeigneten Weise ändern, wie z.B. durch eine programmierbare Nutzerschnittstelle, oder durch eine Software-Aktualisierung. Alternativ kann die Höhe des durch den Kunden einstellbar sein, beispielsweise durch eine programmierbare Nutzerschnittstelle.

Als eine andere Alternative kann die Höhe des ersten Schwellenwerts eine Funktion des SNR der Leistungssteuerung der inneren Schleife sein. Die Höhe des ersten Schwellenwerts kann beispielsweise mit einer festgelegten oder variablen Abweichung von dem SNR-Schwellenwert eingestellt sein. Um dieses Verfahren zu verstehen, ist beispielsweise zu berücksichtigen, dass jedes Mal dann, wenn die Stärke eines empfangenen Signals bestimmt wird, eine Bestimmung stattfindet, ob das Signal eine ausreichende Stärke aufweist, damit die Basisstation das Mobilfunkgerät steuern kann. Mit anderen Worten, wenn die Stärke des Signals ausreichend nah an dem SNR-Schwellenwert liegt, ist das Signal wahrscheinlich stark genug, damit die Basisstation das Mobilfunkgerät steuern kann. Wenn also das empfangene Signal den ersten Schwellenwert übersteigt, aber einen Frame-Fehler erzeugt, ist es für die Leistungssteuerung der äußeren Schleife vernünftig, den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife zu erhöhen, und so auch den ersten Schwellenwert zu erhöhen. Ebenso ist es, wenn die Stärke des empfangenen Signals unter dem ersten Schwellenwert, und deshalb weit unter dem SNR-Schwellenwert liegt, für die Leistungssteuerung der äußeren Schleife vernünftig, den SNR-Schwellenwert unverändert zu lassen, da die Basisstation das Mobilfunkgerät wahrscheinlich nicht steuert.

In einem Beispiel kann die Höhe des ersten Schwellenwerts mit einer festgelegten Abweichung, z.B. einer bestimmten Anzahl von Dezibel, unter der Höhe des SNR-Schwellenwerts eingestellt sein, z.B. 1 bis 3 Dezibel niedriger. Als ein anderes Beispiel kann die Abweichung des ersten Schwellenwerts im Verhältnis zu dem SNR-Schwellenwert variabel sein, derart, dass die Abweichung kleiner ist, wenn der SNR-Schwellenwert relativ niedrig eingestellt ist, und derart, dass die Abweichung zunimmt, indem der SNR-Schwellenwert auf eine relativ große Höhe ansteigt.

Man wird verstehen, dass die vorliegenden Verfahren oben in beispielhafter Weise beschrieben wurden, und dass diese Verfahren auch auf andere Situationen anwendbar sein können. In der Tat können sich die vorliegenden Verfahren in anderen Situationen als dem weichen Weitergabemodus nützlich erweisen, der oben beispielhaft beschrieben wurde. Beispielsweise können die vorliegenden Verfahren in einer Situation nützlich sein, in der ein Mobilfunkgerät 18A bei Maximalleistung überträgt, und von einer einzigen Basisstation 12A bedient wird. In dieser Situation hat die Basisstation 12A die Fähigkeit verloren, die Leistung des Mobilfunkgeräts 18A zu erhöhen. Die Basisstation 12A fährt fort, „Aufwärts"-Kommandos an das Mobilfunkgerät 18A zu senden, aber das Mobilfunkgerät 18A kann seine Leistung nicht weiter steigern. Unter Benutzung üblicher Verfahren würde die Basisstation 12A ihren SNR-Schwellenwert erhöhen, in einem Versuch, die Leistungsübertragung des Mobilfunkgeräts zu erhöhen. Unter Benutzung der vorliegenden Verfahren jedoch erhöht die Leistungssteuerung der äußeren Schleife der Basisstation 12A den SNR-Schwellenwert der Leistungssteuerung der inneren Schleife nicht, wenn das schwache Signal von dem Mobilfunkgerät 18A den ersten Schwellenwert nicht erreicht oder übersteigt.

Obwohl die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen empfänglich sein kann, wurden in beispielhafter Weise spezifische Ausführungsformen in den Figuren gezeigt und/oder hier detailliert beschrieben. Allerdings versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die einzelnen offenbarten Formen beschränkt ist. Stattdessen ist vorgesehen, dass die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdeckt, die in den Umfang der Erfindung fallen, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist.


Anspruch[de]
Verfahren der Funkkommunikation, das Folgendes aufweist

Bereitstellen einer Leistungssteuerung einer inneren Schleife und einer Leistungssteuerung einer äußeren Schleife, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem Folgendes aufweist:

Bereitstellen eines ersten Schwellenwerts an die Leistungssteuerung der inneren Schleife von der Leistungssteuerung der äußeren Schleife;

Bestimmen der Stärke eines empfangenen Signals; und

wenn die Stärke des empfangenen Signals größer ist als ein zweiter Schwellenwert, Anpassen des ersten Schwellenwerts abhängig davon, ob das empfangene Signal einen Fehler enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, das ein Empfangen des empfangenen Signals von einem Mobiltelefon (18A) aufweist, das gleichzeitig mit mehreren Basisstationen kommuniziert. Verfahren nach Anspruch 1, das ein Erhöhen des ersten Schwellenwerts aufweist, wenn das empfangene Signal einen Fehler enthält. Verfahren nach Anspruch 1, das ein Senken des ersten Schwellenwerts aufweist, wenn das empfangene Signal keinen Fehler enthält. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellenwert einen Schwellenwert des Signal-Rausch-Verhältnisses aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen ein Messen eines Leistungspegels des empfangenen Signals aufweist. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Messen ein Messen des Leistungspegels wenigstens einer Leistungssteuerungsgruppe des empfangenen Signals aufweist. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Messen des Leistungspegels wenigstens einer Leistungssteuerungsgruppe ein Messen des Leistungspegels jeder Leistungssteuerungsgruppe in einem Frame des empfangenen Signals aufweist. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Messen ein Messen des Leistungspegels wenigstens eines Frames des empfangenen Signals aufweist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen ein Schätzen der Stärke des empfangenen Signals basierend auf wenigstens einem der Anzahl von Aufwärts-Kommndos und der Anzahl von Abwärts-Kommandos aufweist, die in einem Zeitraum erteilt wurden.






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