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Dokumentenidentifikation DE69836958T2 15.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000981919
Titel Weiterreichverfahren für Zellatmung basierend auf dynamische Anpassung von Weiterreichschwellenwert mit Zellkapazität .
Anmelder Nokia Corp., Espoo, FI
Erfinder RÄSÄNEN, Markku, FIN-02600 Espoo, FI
Vertreter Becker, Kurig, Straus, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69836958
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.05.1998
EP-Aktenzeichen 989215181
WO-Anmeldetag 13.05.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/FI98/00408
WO-Veröffentlichungsnummer 1998052375
WO-Veröffentlichungsdatum 19.11.1998
EP-Offenlegungsdatum 01.03.2000
EP date of grant 24.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse H04Q 7/36(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04Q 7/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Reduktion der Verkehrslast einer überlasteten Zelle in einem Mobilkommunikationssystem.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In Mobilkommunikationssystemen können Mobilstationen und Basis-Sendeempfänger-Stationen Verbindungen durch die Kanäle einer sogenannten Funkschnittstelle aufbauen. Ein gewisser Frequenzbereich wird immer für die Verwendung durch das System zugewiesen. Um eine ausreichende Kapazität im Mobilkommunikationssystem auf diesem begrenzten Frequenzband zu erhalten, müssen die verwendeten Kanäle mehrmals verwendet werden. Aus diesem Grund ist das Abdeckungsgebiet des Systems in Zellen aufgeteilt, die durch die Funkabdeckungsgebiete einzelner Basis-Sendeempfänger-Stationen BTS ausgebildet werden, weswegen diese Systeme auch oft als zellulare Funksysteme bezeichnet werden.

1 zeigt die Netzelemente und die Beziehungen zwischen ihnen in einem bekannte Mobilkommunikationssystem. Das Netz ist gemäß einem GSM-System gezeigt, das als ein Beispiel in der vorliegenden Anwendung verwendet wird. Die durchgehenden Linien in der Figur zeigen Verbindungen an, die sowohl Signalisierverbindungen als auch Rufverbindungen einschließen, während die gestrichelten Linien Verbindungen zeigen, die nur die Signalisierung einschließen. Das Netz umfasst Basis-Sendeempfänger-Stationen BTS, die über einen Funkpfad Verbindungen mit Mobilstationen MS von Mobilstationsteilnehmern aufbauen, Basisstationssteuerungen BSC, die die Basis-Sendeempfänger-Stationen steuern, und Mobildienstvermittlungszentralen MSC. Hierarchisch gibt es unter der MSC mehrere Basisstationssteuerungen BSC und unter diesen mehrere Basis-Sendeempfänger-Stationen BTS. Die Schnittstelle zwischen der MSC und der BSC wird Schnittstelle A genannt, während die Schnittstelle zwischen der BSC und der BTS Schnittstelle A-bis genannt wird.

Rufverbindungen, die aufgebaut wurden, verlaufen von der Basis-Sendeempfänger-Station BTS durch die Basisstationssteuerung BSC zur Mobildienstvermittlungszentrale MSC. Die MSC verbindet Rufe mit ihren untergeordneten Basisstationssteuerungen, mit anderen MSC-Zentralen oder mit einem öffentlichen Telefonnetz PSTN oder mit einem dienstintegrierenden digitalen Netz ISDN. Das Netz umfasst auch ein Netzverwaltungssystem NMS, das für das Sammeln von Information über den Zustand des Netzes und für das Liefern von Information und Programmen an andere Netzelemente verwendet werden kann.

Im freien Zustand messen die Mobilstationen die Signale, die von den Basis-Sendeempfänger-Stationen gesendet werden, und wenn es erforderlich ist, werden sie einen Verbindungsaufbau von der Basis-Sendeempfänger-Station, die zur Zeit am besten bedient, anfordern. Während der Verbindung kann das Netz die Mobilstation ohne eine Verbindungsunterbrechung an eine andere Zelle durch eine Übergabe zwischen den Zellen bewegen, wenn dies erforderlich ist.

Im aktiven Rufzustand sendet eine Mobilstation MS Messergebnisse regelmäßig als eine Berichtsnachricht durch die bedienende Basis-Sendeempfänger-Station BTS an die Basisstationssteuerung BSC. Die Berichtsnachricht umfasst die Messergebnisse der Signalstärken der bedienenden Basis-Sendeempfänger-Station und von nicht mehr als sechs benachbarten Basis-Sendeempfänger-Stationen, die das beste Signal liefern. Neben der Mobilstation führt die Basis-Sendeempfänger-Station BTS auch Messungen der Verbindungsqualität aus. Die Ergebnisse der Messungen, die von den Mobilstationen und den Basis-Sendeempfänger-Stationen ausgeführt werden, werden in der Basisstationssteuerung BSC analysiert. Die Basisstationssteuerung unterhält auch Information über freie Kanäle in Basis-Sendempfänger-Stationen ihrer untergeordneten Zellen. In einem GSM-System obliegt die Verwaltung der Funkressourcen nahezu vollständig der Verantwortlichkeit der Basisstationssteuerung BSC.

Eine Mobilstation wird durch eine Übergabe von der bedienenden Zelle in eine benachbarte Zelle bewegt, beispielsweise wenn

  • – Die Messergebnisse einer Mobilstation/Basis-Sendeempfänger-Station einen niedrigen Signalpegel und/oder eine niedrige Qualität der aktuell bedienenden Zelle anzeigen, und ein besserer Signalpegel von einer umgebenden Zelle erhalten werden kann,
  • – eine Umgebungszelle Kommunikationen mit niedrigeren Sendeleistungspegeln erlaubt,
  • – wenn eine Mobilstation MS sich zu weit von der bedienenden Basis-Sendeempfänger-Station BTS entfernt hat, oder wenn
  • – es eine zu große Belastung in der bedienenden Zelle gibt.

Eine Übergabe kann auch aus anderem Grund erfolgen, beispielsweise durch Probleme bei einer Basis-Sendempfänger-Station. Faktoren, die die Wahl der Zielzelle bei einer Übergabe beeinflussen, sind beispielsweise der Signalpegel und/oder die Belastung der Zielzelle. Um eine Stabilität des Mobilkommunikationsnetzes zu gewährleisten, werden die Messergebnisse und die Parameter, die bei einer Übergabe verwendet werden, über einen gewissen Zeitschlitz gemittelt. Auf diese Weise wird die Übergabe unempfindlicher gegenüber gestörten Messergebnissen, die durch eine temporäre Interferenz oder einen Schwund verursacht werden, gemacht.

Übergaben können erfolgen

  • – Innerhalb einer Zelle (Innenzellen-Übergabe),
  • – Zwischen zwei Zellen, die derselben Basisstationssteuerung untergeordnet sind (Übergabe zwischen Basis-Sendeempfänger-Stationen),
  • – Zwischen Zellen, die zwei Basisstationssteuerungen untergeordnet sind, die derselben Mobildienstvermittlungszentrale MSC untergeordnet sind (Übergabe zwischen Basisstationssteuerungen), oder
  • – Zwischen Zellen, die zwei unterschiedlichen Mobildienstvermittlungszentralen MSC untergeordnet sind (Übergabe zwischen Mobildienstvermittlungszentralen).

Übergaben liegen nahezu allein in der Verantwortlichkeit der Basisstationssteuerung BSC. Die Mobildienstvermittlungszentrale MSC nimmt nur an solchen Übergaben zwischen Basisstationssteuerungen teil, die sich durch die Belastung der Zelle ergeben.

Diese Erfindung bezieht sich auf so eine Übergabe verursacht durch eine übermäßige Belastung, wobei das Basisprinzip davon in 2 dargestellt ist. Die Figur zeigt sieben Zellen, Zellen A-G, bei denen die Lastsituationen unterschiedlich sind. Zelle A ist bis zur extremen Grenze ihrer Kapazität belastet. Zelle C ist etwas weniger als Zelle A belastet. Die Belastung der Zellen B und E ist im Hinblick auf ihre Kapazität normal, während die Zellen D, F und G leicht belastet sind. Die Lastsituation ist proportional zur Dicke der schrägen Linien in den Zellen, die in der Figur gezeigt sind. Insgesamt betrachtet wird der optimale Netzbetrieb erzielt, wenn die Belastungen aller Zellen sich auf demselben Pegel befinden, oder wenn zumindest alle Zellen Ressourcen aufweisen, um neue Verbindungen aufzubauen. Um diese Situation zu erreichen, wird die Last der Zelle A durch Übergaben, die durch Pfeile angezeigt sind in die Zellen D, F und G, die leicht belastet sind, abgeleitet.

Mit Hilfe einer Übergabe, verursacht durch eine übermäßige Zellenbelastung, kann in einer Zelle Raum für eine neue Verbindung geschaffen werden. Wenn kein Raum für eine Verbindung besteht, wird die Verbindung zu einem anderen Kanal durch einen direkten Neuversuch schon in der Rufaufbauphase übergeben. Der gerichtete Neuversuch in der Phase des Rufaufbaus kann nur auf der Basis einiger weniger Messberichte gemacht werden. Die Zielzelle der Übergabe muss hierbei auf der Basis sehr unzulänglicher Messungen gewählt werden. Andererseits würden zumindest einige Mobilstationen, die eine Verbindung mit einer Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle besitzen, typischerweise eine ähnliche Verbindungsqualität auch mit einer anderen Basis-Sendeempfänger-Station erzielen. Aus der Gesamtschau ist es hierbei am vorteilhaftesten, von der Zelle eine oder mehrere Mobilstationen in einem aktiven Zustand zu benachbarten Zellen zu bewegen, und die neue Verbindung ohne eine Übergabe in der Rufaufbauphase aufzubauen.

Ein anderes Beispiel der Vorteile der Übergabe, verursacht durch eine übermäßige Zellenbelastung, ist eine Situation, bei der es einen freien Kanal sowohl in der Zelle S1 als auch der Zelle S2 gibt, und in der Zelle S1 versucht wird, eine Hochgeschwindigkeitsverbindung aufzubauen, die die Verwendung von zwei Kanälen erfordert. Es ist somit mit einer Übergabe möglich, eine der Verbindungen in der Zelle S1 zur Zelle S2 zu bewegen, wodurch zwei freie Kanäle in der Zelle S1 für die Verwendung durch eine neue Verbindung erhalten werden.

Das folgende ist eine Untersuchung einer Übergabe des Stands der Technik, verursacht durch eine übermäßige Zellbelastung, wie dies in der Spezifikation GSM 08.08 (Version 4.7.1), die vom European Telecommunications Standards Institute ETSI veröffentlicht wurde, wobei die dafür erforderliche Signalisierung in 3 gezeigt wird.

Die MSC erkundigt sich bei der Basisstationssteuerung BSC über die Überlastsituation einer einzelnen Zelle durch das Senden einer Nachricht RESSOURCENANFORDERUNG 301 an die Basisstationssteuerung, in der die Zelle, der Typ des Berichts und die Berichtsperiode, wenn es eine gibt, identifiziert werden.

Die Basisstationssteuerung BSC beginnt einen Bericht über die Nutzungsrate der Zellenkapazität mit dem Typ des Berichts, der durch die MSC angegeben wird. Die Basisstationssteuerung überwacht konstant die Interferenzpegel freier Kanäle. Freie Kanäle werden gemäß ihrem Interferenzpegel in fünf Klassen, die durch das Netzverwaltungssystem NMS bestimmt werden, unterteilt. Die BSC berichtet an die MSC die Anzahl der freien Kanäle in jeder Interferenzpegelklasse in ihrer gesendeten RESSOURCENANZEIGE-Nachricht 302.

Die Mobildienstvermittlungszentrale MSC studiert die Information, die sie über die Lastsituationen der verschiedenen Zellen empfangen hat, und am Punkt 303 in 3 prüft sie ob die AUSTRITTSKRITERIEN, die eine Übergabe durch eine Zellenbelastung auslösen, für eine Zelle erfüllt werden. Die AUSTRITTSKRITERIEN sind ein Kriterium, das in der Mobildienstvermittlungszentrale MSC getrennt für jede Zelle definiert ist, und das die Situation definiert, wo die Zellenbelastung reduziert werden sollte. Durch Errichten des Kriteriums ist es möglich, beispielsweise das Ziel zu bestimmen, das mindestens ein Kanal in jeder Zelle immer frei gehalten werden sollte.

Die MSC bestimmt als Zielzellenkandidaten einen Satz {Si} solcher Zellen, bei dem die EINTRITTSKRITERIEN erfüllt sind. Die EINTRITTSKRITERIEN definieren eine Situation, bei der die Zellenbelastung ohne Probleme mit solchen Übergaben durch den Verkehr, die der Zelle zugewiesen sind, erhöht werden kann. Übergaben auf der Basis des Verkehrs, die der Zelle zugewiesen sind, können beispielsweise in solchen Situationen erlaubt werden, bei denen es mehr als 4 freie Kanäle in der Zelle in den Interferenzklassen 1, 2 und 3 gibt. Um eine Entscheidung über eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung zu fällen, muss die Mobildienstvermittlungszentrale MSC auch Information über die Lastsituation von der Zelle benachbarter Zellen neben der Information, die sie von der belasteten Zelle selbst erhalten hat, erhalten.

Wenn herausgefunden wurde, dass eine Übergabe wegen einer Belastung notwendig ist, und nachdem geschlossen wurde, wie viele Mobilstationen von der Zelle bewegt werden müssen, und nachdem Zielzellenkandidaten für die Übergabe gefunden wurden, sendet die Mobildienstvermittlungszentrale eine Anforderung an die Basisstationssteuerung, mittels einer Übergabe eine gewisse Anzahl von Mobilstationen aus der Zelle heraus zu bewegen, indem sie eine ÜBERGABEKANDIDATENABFRAGE-Nachricht 304 an die Basisstationssteuerung sendet. In der Nachricht benennt die Mobildienstvermittlungszentrale die Zelle, von der die Übergaben gemacht werden, die Anzahl der Mobilstationen, die aus der Zelle heraus bewegt werden sollten und den Satz {Si} der Zielzellenkandidaten für die Übergabe.

Die Basisstationssteuerung beginnt am Punkt 305 aus der überlasteten Zelle die Anzahl der Mobilstationen, die von der Mobildienstvermittlungszentrale MSC gefordert wurden, in die Zellen {Si}, die in der ÜBERGABEKANDIDATENABFRAGE-Nachricht der Mobildienstvermittlungszentrale benannt wurden, zu bewegen. Die Basisstationssteuerung entscheidet, welche Mobilstationen sie aus der überlasteten Zelle bewegen will und zu welchen Zellen, die von der MSC benannt sind, sie diese bewegen wird. Die Basisstationssteuerung gründet ihre Entscheidung auf solche Messberichte der Mobilstationen, die sie kennt.

Eine Mobilstation kann von der Zelle S1 durch eine Übergabe in die Zelle S2 bewegt werden, wenn gemittelte Messungen der Mobilstation der Signalstärken der Zelle S2 anzeigen, dass das Signal der Zelle S2 höher als der TRHO-ZIELPEGEL(S2)-Grenzwert, der für sie in der Zelle S1 vorbestimmt ist, ist. Die TRHO-ZIELPEGEL(Si)-Grenzwerte werden für die benachbarten Zellen Si jeder Zelle individuell für jede Zelle aufgestellt. Die Idee der Verwendung des TRHO-ZIELPEGEL-Parameters besteht darin, die Übergabe wegen einer Zellenbelastung nicht in eine solche Zelle vorzunehmen, wo die Verbindung zwischen Mobilstation und der Basis-Sende-Empfängerstation von zu schlechter Qualität sein würde.

Wenn die Basisstationssteuerung entschieden hat, welche Mobilstationen sie aus der überlasteten Zelle herausbewegen will, und welches die Übergabezielzellen für die einzelnen Mobilstationen sind, beginnt sie mit den Übergaben. Wenn eine Übergabezielzelle für eine Mobilstation sich unter der Verwaltung derselben Basisstationssteuerung befindet, wird die BSC an die Mobilstation MS durch die Basis-Sendeempfänger-Station BTS eine ÜBERGABEBEFEHLS-Nachricht senden, wo sie den neuen Kanal für die Verwendung durch die Mobilstation angibt. Wenn die Zielzelle einer anderen Basisstationssteuerung BSC2 untergeordnet ist, wird die BSC an die Mobildienstvermittlungszentrale eine ÜBERGABEANFORDERUNGS-Nachricht senden mit einem Begründungskode "Antwort auf MSC-Anforderung", worin sie eine Liste möglicher Übergabezielzellen in einer Präferenzreihenfolge angibt. Wenn die BSC mit den Übergaben begonnen hat, so gibt sie in der ÜBERGABEKANDIDATENANTWORT-Nachricht 306 zur MSC an, wie viele Mobilstationen sie bewegt.

Die Implementierung einer Übergabe wegen des Verkehrs erfordert eine Parametrisierung sowohl in der Basisstationssteuerung BSC als auch in der Mobildienstvermittlungszentrale MSC. Der TRHO-ZIELPEGEL-Parameter muss in der Basisstationssteuerung BSC für jede benachbarte Zelle der Zellen definiert werden. Wenn der TRHO-ZIELPEGEL-Parameter für eine benachbarte Zelle Sj der Zelle Si nicht definiert ist, dann kann keine Übergabe wegen einer Belastung der Zelle Si in die Zelle Sj stattfinden.

Die AUSTRITTSKRITERIEN-Bedingung muss in der Mobildienstvermittlungszentrale für alle solche Zellen definiert werden, von denen eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung vorgenommen werden kann. Der EINTRITTSKRITERIEN-Parameter muss für alle solche Zellen definiert werden, in die die Last anderer Zellen durch eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung bewegt werden sollte. Da die Parametrisierung viel Arbeit umfasst und sie an mehreren unterschiedlichen Plätzen ausgeführt werden muss, wird eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung typischerweise nur in solchen Zellen verwendet, bei denen eine konstante Überlast auftritt. Dies ist der Grund, warum die Übergabe wegen einer Zellenbelastung nach dem Stand der Technik kaum für das Lindern kurzer Belastungsspitzen, die durch Überlastsituationen, beispielsweise durch Verkehrsunfälle, verursacht werden, verwendet wird.

Die Nachteile des oben beschriebenen Verfahrens sind die arbeitsaufwendige Natur der Parametrisierung, die vom Verfahren gefordert wird, und die Belastung der Schnittstelle A zwischen der Basisstationssteuerung BSC und der Mobildienstvermittlungszentrale MSC. Die Schnittstelle A wird unnötig belastet, insbesondere bei Übergaben durch die interne Zellenbelastung einer Basisstationssteuerung BSC. Zusätzliche Probleme können in Netzen verursacht werden, wo Basisstationssteuerungen und Mobildienstvermittlungszentralen, die von unterschiedlichen Herstellern hergestellt sind, verwendet werden. Sowohl die Mobildienstvermittlungszentrale MSC als auch die Basisstationssteuerung BSC müssen hierbei Übergaben wegen einer Zellenbelastung unterstützen.

Die europäische Patentanmeldung 0 615 395 A1 bezieht sich auf ein mobiles Funkkommunikationssystem mit einer Verkehrsverteilungssteuerung durch das Variieren der Zellengrößen. Im Verfahren der EP 0 615 395 A1 gibt es eine Verkehrverwaltungstabelle in einer Relaisstation, wobei die Relaisstation die Basisstationen miteinander verbindet. Wenn der Verkehr in einer Zelle sich dicht an einer maximalen Zugriffszahl befindet, die in der Verkehrverwaltungstabelle angezeigt wird, sendet die Relaisstation an die Basisstation, die die Zelle steuert, ein Steuersignal, das ein Erniedrigung der Verstärkung des Pilotsignals, das die Leistung sendet, befiehlt.

Die internationale Patentanmeldung WO 98/21908 wurde am 22. Mai 1998 veröffentlicht und bildet somit keinen vorveröffentlichten Stand der Technik für die vorliegende Anmeldung. Die WO 98/21908 offenbart eine Anordnung für die Bestimmung von Übergabegrenzen in einem zellularen Kommunikationssystem durch das Berechnen eines Leistungsbudgets für jede Basisstation/Nachbar-Kombination und dem Bestimmen einer Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion für jede solche Kombination im Kommunikationssystem. Auf dieser Basis werden optimale Übergabegrenzen bestimmt, durch das Maximieren des Verkehrs des Kommunikationssystems über alle Basisstationen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Probleme des Stands der Technik zu eliminieren oder zumindest zu lindern. Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren, das im unabhängigen Anspruch definiert ist, gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die erfinderische Idee besteht darin, in einer Basisstationssteuerung BSC zentral eine solche Übergabe, die wegen einer Zellenbelastung erfolgt, zu implementieren. Die Implementierung erfordert die Implementierung aller solcher Funktionen und Kriterien, die sich auf die Übergabe wegen einer Zellenbelastung beziehen, in der Basisstationssteuerung.

Vorteile, die durch die Zentralisierung erzielt werden, sind beispielsweise dass die erforderliche Signalisierung geringer sein wird. Da das Verfahren unabhängig von den anderen Netzelementen ist, wird die gesamte notwendige Parametrisierung in einem Netzelement ausgeführt. Dies erleichtert das Einführen und die Wartung der Funktion.

Da alle Information und Funktionen, die für die Entscheidung über eine Übergabe benötigt werden, in der Basisstationssteuerung erfolgen, können die Übergabekriterien als dynamische Kriterien definiert werden. Wenn beispielsweise neue Gespräche aufgebaut werden, erfolgt eine Prüfung in der Basisstationssteuerung BSC, um herauszufinden, ob die frei Kapazität der Zelle ausreichend ist, um eine neue Verbindung aufzubauen, so dass diese Information flexibel als eine Basis für die AUSTRITTSKRITERIEN und die EINTRITTSKRITERIEN verwendet werden kann, die eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung auslösen. Auf diese Weise ist ein Rufaufbau immer in der besten Zelle möglich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird genauer unter beispielhaften Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt die Struktur eines bekannten zellularen Funknetzes;

2 zeigt die Prinzipien der Übergabe wegen einer Zellenbelastung;

3 zeigt die Signalisierung bei einer Übergabe wegen des Verkehrs des Stands der Technik;

5 zeigt die Struktur des Algorithmus, der die Übergabe wegen einer Zellenbelastung auslöst;

6 zeigt die Struktur des Algorithmus, der eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung ausführt;

7 zeigt eine Bewegung zweier Mobilstationen von einer belasteten Zelle zu anderen Zellen durch eine Übergabe; und

8 zeigt funktionelle Blöcke einer Basisstationssteuerung gemäß der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der Erfindung werden Übergaben wegen einer Zellenbelastung in einer zentralisierten Weise in der Basisstationssteuerung BSC ausgeführt. Die Implementierung der Erfindung erfordert somit die Implementierung des Algorithmus, der die AUSTRITTSKRITERIEN überwacht, die die Funktion auslösen, und die Implementierung des Zielzellenauswahlalgorithmus in der Basisstationssteuerung.

Beispielsweise kann eine solche Situation, bei dem kein freier Kanal in einer Zelle vorhanden ist, als die AUSTRITTSKRITERIEN für das Auslösen einer Übergabe wegen einer Zellenbelastung in einer Richtung aus der Zelle heraus definiert werden. In seiner einfachsten Form kann das Kriterium als gleiches Kriterium für alle Zellen, die der Basisstationssteuerung untergeordnet sind, definiert werden. Da für die Basisstationssteuerung eine besser Information über die Lastsituationen der Zellen als für die Mobildienstvermittlungszentrale verfügbar ist, können die AUSTRITTSKRITERIEN auch alternativ als dynamische Kriterien definiert werden. Ein Beispiel eines Kriteriums, das als ein dynamisches Kriterium definiert ist, ist ein solches Kriterium, das angibt, das mindestens so viele Kanäle ständig in der Zelle frei gehalten werden sollten, dass die Verbindungsaufbauverfahren, die in den Verbindungsaufbauanforderungen, die von der Basis-Sendeempfänger-Station empfangen werden, angefordert werden, durch die Basis-Sendeempfänger-Station implementiert werden können. Das Bewegen von Last aus dieser Zelle heraus wird somit gestartet mit dem Aufbau einer neuen Verbindung, wenn die Kanäle, die an der Basis-Sendeempfänger-Station frei sind, nicht ausreichend sind, um die angeforderte Verbindung aufzubauen.

Beispielsweise kann eine Situation, bei der es 3 freie Kanäle in einer Zelle gibt, als die EINTRITTSKRITERIEN definiert werden. In ihrer einfachsten Form sind die EINTRITTSKRITERIEN für alle Zellen, die der Basisstationssteuerung unterstehen, die gleichen. Ein Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ist der, dass wenn in der Basisstationssteuerung geprüft wird, ob der AUSTRITTSKRITERIEN-Zustand erfüllt ist, solche Information über die Zielzellenbelastung für den Vergleich verfügbar ist, wobei sie aktueller ist als bei einem Vergleich, der in der Mobildienstzentrale ausgeführt wird. Auch die EINTRITTSKRITERIEN können so definiert werden, dass sie sich dynamisch ändern, beispielsweise auf der Basis der Aufbaurate der neuen Verbindungen, die zur Zeit geschätzt wird. Die Basisstationssteuerung BSC besitzt Information über eine Interferenz in freien Kanälen der Zellen, die beträchtlich genauer ist als die Information, die der Mobildienstvermittlungszentrale verfügbar ist. Zusätzlich besitzt die BSC Information über die Messberichte der Mobilstationen. Die Fähigkeit einer Zelle, Übergaben wegen der Belastung einer anderen Zelle zu empfangen, kann in der Basisstationssteuerung durch das Kombinieren dieser zwei Informationsstücke eingeschätzt werden, wodurch diese Einschätzung viel besser ist als die, die in der Mobildienstvermittlungszentrale einfach auf der Basis der Kanalinterferenzwerte ausgeführt wird.

Das Funkkriterium TRHO-ZIELPEGEL, das für das Signal der Zielzelle in einer Übergabe wegen einer Zellenbelastung aufgestellt wird, kann beispielsweise mit der Hilfe des Funkkriteriums RXLEVMIN, das in anderen Übergaben verwendet wird, definiert werden. In seiner einfachsten Form wird das Funkkriterium einer Übergabe wegen einer Zellenbelastung als erfüllt angesehen, immer dann wenn das Funkkriterium erfüllt wird, das in anderen Übergaben an die Zelle verwendet wird. Die nahezu sofortige Rückkehr einer Mobilstation zur ursprünglichen Zelle durch eine Übergabe, die erfolgt ist, um den besten Funkkanal zu erhalten, muss auf irgend eine andere Weise verhindert werden, beispielsweise durch die Verwendung eines Timers.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden einige Mobilstationen aus einer belasteten Zelle durch das Reduzieren des HO-GRENZ-Kriteriums, das für Übergaben aus der Zelle heraus auf der Basis der Qualität des Funkkanals aufgestellt wurde, herausgenommen. Der Kanal wird durch eine Übergabe auf der Basis der Funkkanalqualität gewechselt, wenn herausgefunden wird, dass dasselbe Signal-zu-Rausch-Verhältnis in der Zielzelle bei einer Sendeleistung unter einer gewissen HO-GRENZE erzielt wird. Beispielsweise ist 6 dB eine typischer HO-GRENZ-Wert. Die Idee hinter der Verwendung dieser Grenze besteht darin, Übergaben zwischen Zellen vor und zurück zu reduzieren. Durch das Erniedrigen der erforderlichen Leistungsgrenze werden einige Mobilstationen der belasteten Zelle veranlasst, eine Übergabe gemäß der normalen Übergabeprozedur in eine andere Zelle auszuführen. Entsprechend muss für Übergaben in die Zelle die HO-GRENZE erhöht werden, wodurch solche Übergaben reduziert werden, die auf die Zelle gerichtet sind und die die Belastung der Zelle erhöhen. Diese Ausführungsform wird in 4 untersucht.

4 zeigt einen Algorithmus, der konstant die Erfüllung der AUSTRITTSKRITERIEN und der EINTRITTSKRITERIEN prüft. Wenn am Punkt 402 herausgefunden wird, dass die AUSTRITTSKRITERIEN erfüllt sind, so wird weiter zum Punkt 403 gegangen, wo eine Prüfung ausgeführt wird, um herauszufinden, ob HO-GRENZE sich schon an seinem MIN(HO-GRENZ)-Minimumwert befindet, der ihm beispielsweise im Netzverwaltungssystem NMS gegeben wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Funktion zum Punkt 404 weiter, wo die HO-GRENZ-Leistungsgrenze für Übergaben auf der Basis der Funkkanalqualität um einen vorbestimmten Schritt reduziert wird. Die Kriterien können gleichmäßig, beispielsweise um 1 dB, für alle Zielzellenkandidaten erniedrigt werden, wodurch die notwendige Parametrisierung minimiert wird. In ähnlicher Weise kann ein einzelner Reduktionsschritt für jeden Zielzellenkandidaten definiert werden, wenn das erforderlich ist.

Wenn die Austrittskriterien nicht erfüllt werden, erfolgt eine Prüfung an einem Punkt 411, um herauszufinden, ob die EINTRITTSKRITERIEN erfüllt werden. Wenn das Kriterium nicht erfüllt wird, kehrt die Funktion zum Anfang zurück. Wenn das Kriterium erfüllt wird, so erfolgt am Punkt 412 eine Prüfung, ob sich HO-GRENZE schon an ihrem festgelegten Maximumwert MAX(HO-GRENZE) befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Leistungsgrenze um einen vorbestimmten Schritt angehoben. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass es überhaupt keine Notwendigkeit für solche getrennten TRHO ZIELPEGEL-Funkkriterien der Übergabe wegen einer Zellenbelastung gibt, die für jede Nachbarzelle der Zelle getrennt parametrisiert werden müssen.

Ein Algorithmus, wie er in 5 gezeigt ist, kann beispielsweise verwendet werden, um zu prüfen, ob die AUSTRITTSKRITERIEN erfüllt werden. Aus der Rufsteuerung erhält der Algorithmus eine konstante Information über die Anzahl K freier Kanäle in der Zelle (Punkt 501) und über die Anzahl L der Kanäle, die für die Implementierung der Verbindungsanforderungen, die an die Zelle erfolgen, erforderlich ist (Punkt 511). Zusätzlich wird der Parameter N an den Algorithmus geliefert, um die minimale Anzahl von Kanälen zu bestimmten, die frei gehalten werden sollten. Wenn K < N oder K < L geht die Funktion zu Punkt 503 weiter, wo herausgefunden wird, dass die AUSTRITTSKRITERIEN erfüllt werden. Ansonsten geht die Funktion zum Punkt 513 weiter, wo herausgefunden wird, dass das Kriterium nicht erfüllt wird.

Das Folgende ist eine Studie eines Beispiels einer Implementierung einer Übergabe auf der Basis der Belastung der Zelle gemäß der Erfindung. Alle Zellen sind derselben Basisstationssteuerung untergeordnet. Dieselben AUSTRITTSKRITERIEN sind für alle Zellen aufgestellt, was als Ziel bedeutet, immer mindestens einen Kanal in jeder Zelle frei zu halten, und wobei ein anderes Ziel ist, immer Raum für neue Verbindungsanforderungen in der Zelle durch Übergaben wegen einer Zellenbelastung zu liefern.

Für alle Zellen sind auch dieselben EINTRITTSKRITERIEN definiert, was bedeutet, dass Übergaben durch die Belastung einer anderen Zelle zur Zelle gemacht werden können, wenn mindestens drei freie Kanäle in der Zelle nach der Übergabe bleiben.

6 zeigt ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der in der Basisstationssteuerung lokalisiert ist, um Übergaben wegen einer Zellenbelastung zu steuern. Am Bedingungspunkt 602 führt der Algorithmus eine konstante Prüfung aus, ob die erwähnten AUSTRITTSKRITERIEN erfüllt werden. Wenn die Bedingung erfüllt wird, so werden Schritte gestartet, um die Mobilstation aus der überlasteten Zelle heraus zu bewegen. Zielzellenkandidaten {Si} für eine Übergabe, die wegen einer Zellenbelastung auszuführen ist, werden am Punkt 603 gesucht. Solche Zellen gehören zum Satz der Zielzellenkandidaten {Si}, für die die oben beschriebenen EINTRITTSKRITERIEN erfüllt sind. Am Punkt 604 wird eine solche Mobilstation MSk gesucht, für die die besten Funkparameter in einer Zelle Sj, die zum Satz {Si} gehören, gemäß den Messungen der Nachbarzellensignale, die von den Mobilstationen vorgenommen werden, erzielt werden. Am Punkt 605 erfolgt eine Prüfung, ob der Übergabekandidat, der am Punkt 604 als bester Kandidat definiert wurde, die Funkbedingung erfüllt, das heißt, ob die Signalstärke, die von der Mobilstation MSk von der Zelle Sj gemessen wird, den TRHO-ZIELPEGEL übersteigt. Wenn die Bedingung erfüllt ist, geht die Funktion zum Punkt 606, wo eine Übergabe für die Mobilstation MSk zur Zelle Sj ausgeführt wird. Am Punkt 607 wird eine Benachrichtigung der ausgeführten Übergabe an die Mobildienstvermittlungszentrale MSC gegeben. In der gesamten Funktion ist dies der einzige Punkt, der für die Mobildienstvermittlungszentrale MSC sichtbar ist.

Wenn am Punkt 605 herausgefunden wird, dass die Funkbedingung nicht erfüllt wird, so geht die Funktion zum Punkt 611 weiter, wo die Zelle Sj aus dem Satz der Zielzellenkandidaten {Sj} entfernt wird. Wenn nach dieser Entfernung noch Zellen in der Liste bleiben, wird die Funktion vom Punkt 604 fortgesetzt. Wenn der Satz leer ist, wird die Funktion ohne eine Übergabe beendet.

In 7 wird eine Situation untersucht, bei der die Belastung der Zelle S1 durch Übergaben an die Zellen S2 und S3 erniedrigt wird. In Zelle S1 ist ein Kanal frei, in Zelle S2 und in Zelle S3 sind 4 Kanäle frei.

In dieser Stufe empfängt die Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S1 eine Anforderung, eine neue Verbindung unter Verwendung eines Kanals aufzubauen, und sie baut die Verbindung auf. Nachdem die Verbindung aufgebaut wurde, werden alle Kanäle der Zelle S1 verwendet. Es wird dann herausgefunden, dass die AUSTRITTSKRITERIEN in der Zelle S1 erfüllt sind. In Erwiderung auf die Erfüllung des Kriteriums wird weiter zum Punkt 603 im in 6 gezeigten Algorithmus gegangen, der die Übergaben wegen einer Zellenbelastung steuert. Es wird am Punkt 603 herausgefunden, dass die EINTRITTSKRITERIEN sowohl in der Zelle S2 als auch in der Zelle S3 erfüllt werden. Aus Messberichten, die durch die Basisstationssteuerung von Mobilstationen in aktiver Zusammenarbeit mit der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S1 empfangen werden, findet die Basisstationssteuerung heraus, dass die besten Funkparameter im Moment für eine Verbindung zwischen der Mobilstation in Zelle S1 und der Basis-Sendeempfänger-Station entweder der Zelle S2 oder S3 zwischen der Mobilstation MS1 und der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S3 erzielt werden. Am Punkt 605 erfolgt eine Prüfung, um herauszufinden, ob die Signalstärkemessung, die von der Mobilstation MS1 über das Signal der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S3 angegeben ist, den Grenzwert, der durch den TRHO-ZIELPEGEL-Parameter definiert wird, übersteigt. Da dies in unserem Beispiel der Fall ist, wird die Mobilstation MS1 durch eine Übergabe am Punkt 606 zur Zelle S3 bewegt. Schließlich wird die durchgeführte Übergabe an die Mobildienstvermittlungszentrale MSC mit einer ÜBERGABEAUSFÜHRUNGS-Nachricht berichtet. Nach der ausgeführten Übergabe gibt es einen freien Kanal in Zelle S1, es gibt 4 freie Kanäle in Zelle S2 und 3 freie Kanäle in Zelle S3.

Die Basisstationssteuerung empfängt dann eine Anforderung, eine Verbindung unter Verwendung zweier paralleler Kanäle in der Zelle S1 aufzubauen. In Erwiderung auf die Anforderung nach einem Verbindungsaufbau prüft die Basisstationssteuerung, ob es genügend freie Kapazität in der Zelle S1 für eine neue Verbindung gibt. Da dies nicht der Fall ist, sind die AUSTRITTSKRITERIEN erfüllt, und der Algorithmus der 6 geht zum Punkt 603 weiter. Es wird an diesem Punkt herausgefunden, dass die EINTRITTSKRITERIEN nur in der Zelle S2 erfüllt sind. Aus den Messberichten, die von der Basisstationssteuerung von Mobilstationen in aktiver Zusammenarbeit mit der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S1 empfangen werden, findet die Basisstationssteuerung heraus, dass die besten Funkparameter im Moment für eine Verbindung zwischen einer Mobilstation in Zelle S1 und der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S2 zwischen der Mobilstation MS2 und der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S2 zu finden sind. Am Punkt 606 erfolgt eine Prüfung, um herauszufinden, ob die Signalstärkenmessung, die von der Mobilstation MS2 über das Signal der Basis-Sendeempfänger-Station der Zelle S3 berichtet wird, den Grenzwert übersteigt, der durch den TRHO-ZIELPEGEL-Parameter bestimmt wird. Da dies wiederum in unserem Beispiel nicht der Fall ist, wird die Mobilstation MS2 durch eine Übergabe am Punkt 606 zur Zelle C2 bewegt. Schließlich wird die ausgeführte Übergabe an die Mobildienstvermittlungszentrale MSC berichtet. Nach der ausgeführten Übergabe gibt es zwei freie Kanäle in Zelle S2 und 3 freie Kanäle in Zelle S2 und in Zelle S3.

Nach der ausgeführten Übergabe gibt es zwei freie Kanäle in Zelle S1, so dass es möglich ist, die angeforderte Verbindung unter Verwendung zweier paralleler Kanäle aufzubauen. Wenn die Verbindung aufgebaut wurde, werden die EINTRITTSKRITERIEN der Zelle S1 erfüllt, aber da der Satz der Zielzellenkandidaten {Si}, der am Punkt 603 auszubilden ist, leer ist, kann die Zellbelastung durch Übergaben wegen einer Belastung nicht reduziert werden, bis in irgend einer Zelle eine neue Kapazität frei wird.

8 zeigt ein Beispiel der Struktur einer Basisstationssteuerung, die das Verfahren gemäß der Erfindung verwirklicht. Gemäß der Erfindung muss sich in der Basisstationssteuerung ein Speicherbereich MA1 801 befinden, wo Information über die Kriterien, die eine Übergabe wegen einer Zellenbelastung auslösen, gespeichert ist. Zusätzlich muss gemäß der Erfindung die Basisstationssteuerung mit Vergleichsmitteln 802 fähig sein, die Zellenlastsituationen, die ihr gemäß dem Stand der Technik bekannt sind und im Speicherbereich MA2 803 gespeichert sind, mit den Kriterien, die im Speicherbereich MA3 801 gespeichert sind, zu vergleichen. Auf der Basis des Vergleichs werden Übergabeimplementierungsmittel 804 ausgelöst, um die Übergabefunktion, die in der Basisstationssteuerung angeordnet ist, in einer Weise gemäß dem Stand der Technik auszuführen. Diese Mittel, die die Funktion gemäß der Erfindung implementieren, können beispielsweise mit dem Bus 800 verbunden sein, mit dem andere Einheiten, die BSC-Funktionen ausführen, ebenfalls verbunden sind. Solche Einheiten können beispielsweise eine Vermittlungssteuerung 811, die ein Vermittlungsfeld 812 steuert, eine Synchronisiereinheit 821, die der Synchronisation der Basisstationssteuerung dient, eine Netzverwaltungseinheit 831, die sich um Verbindungen mit dem Netzverwaltungssystem NMS kümmert, und eine Messberichtsanalyseeinheit 841, die die Messberichte der Mobilstationen und der Basis-Sendeempfänger-Stationen verarbeitet, sein.

Das Verfahren kann nicht direkt bei Übergaben zwischen Basisstationssteuerungen auf der Basis einer Zellenbelastung verwendet werden. Bei Übergaben zwischen Basisstationssteuerungen, deren Zahl in der Praxis beträchtlich niedriger ist als die Anzahl der internen Übergabe der Basisstationssteuerungen, ist es möglich, Übergaben beispielsweise gemäß dem Stand der Technik auszuführen. Eine andere Alternative besteht darin, Übergaben zwischen Basisstationssteuerungen gemäß der Erfindung auszuführen, indem eine Entscheidung über die Übergabe in der Basisstationssteuerung BSC ausgeführt wird und indem die ÜBERGABEANFORDERUNG an die Mobildienstvermittlungszentrale MSC mit der Zellenbelastung als Begründungskode gesandt wird. Es muss jedoch angemerkt werden, dass die letztere Ausführungsform nicht vollständig kompatible mit der Spezifikation GSM 08.08 ist. Eine dritte alternative Ausführungsform erfolgt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, um, wie das in 4 gezeigt ist, die Signalgrenze, die bei Übergaben notwendig ist, auf der Basis des besseren Funkkanals zu ändern. Übergaben werden dann als normale Übergaben zwischen Basisstationssteuerungen ausgeführt, um einen besseren Funkkanal zu erzielen.

Es ist offensichtlich, dass die Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die Ausführungsformen, die oben als Beispiele präsentiert wurden, begrenzt sind, sondern sie gemäß dem Umfang der angefügten Ansprüche variieren können.


Anspruch[de]
Verfahren zum Implementieren einer Übergabe in einem Mobilkommunikationssystem, wobei das Verfahren umfasst:

Empfangen, in einer Basis-Sendeempfänger-Station, von Ergebnissen von Messungen, die in Mobilstationen in Verbindung mit den Basis-Sendeempfänger-Stationen durchgeführt wurden, wobei die Messungen sich auf die Signalstärke benachbarter Basis-Sendeempfänger-Stationen beziehen,

Weiterleiten der Ergebnisse von der Basis-Sendeempfänger-Station an einen Basisstations-Controller,

Durchführen einer Übergabe zu einem Kanal, der eine bessere Signalqualität bietet, wenn die Signalqualität mindestens ein erstes Übergabe-Kriterium erfüllt, das sich auf das Erreichen einer besseren Funkkanal-Qualität bezieht,

Speichern, in dem Basisstations-Controller, von Informationen über mindestens ein zweites Kriterium für mindestens eine Basis-Sendeempfänger-Station, wobei die Erfüllung mindestens eines zweiten Kriteriums bedeutet, dass ein Versuch gemacht werden muss, die Last der mindestens einen Basis-Sendeempfänger-Station zu verringern, und

Überwachen der Erfüllung des mindestens einen zweiten Kriteriums durch den Basisstations-Controller,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter umfasst:

Ändern mindestens eines ersten Übergabe-Kriteriums durch den Basisstations-Controller in Reaktion auf die Erfüllung mindestens eines des mindestens einen zweiten Kriteriums, um einen Teil der Last der Basis-Sendeempfänger-Station auf benachbarte Basis-Sendeempfänger-Stationen zu leiten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine zweite Kriterium ein Minimalziel für die Anzahl von Kanälen einschließt, die an der Basis-Sendeempfänger-Station frei sind. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Minimalziel dynamisch variabel ist. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Minimalziel von der Notwendigkeit dafür abhängt, neue Verbindungen aufzubauen, die der Basis-Sendeempfänger-Station bekannt geworden ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine zweite Kriterium eine minimale Anforderung an die Anzahl von Kanälen einschließt, die an den benachbarten Basis-Sendeempfänger-Stationen der Basis-Sendeempfänger-Station frei sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine zweite Kriterium eine minimale Anforderung an die Ergebnisse der Messungen der Signalstärke der benachbarten Basis-Sendeempfänger-Stationen einschließt, die von der Mobilstation ausgeführt werden. Basisstations-Controller in einem Mobilkommunikationssystem, wobei eine Basis-Sendeempfänger-Station (BTS) eingerichtet ist, Ergebnisse von Messungen zu empfangen, die in Mobilstationen (MS) in Verbindung mit der Basis-Sendeempfänger-Station ausgeführt werden, wobei die Messungen sich auf eine Signalstärke von benachbarten Basis-Sendeempfänger-Stationen beziehen, und die Ergebnisse an den Basisstations-Controller (BSC) weiterzuleiten,

wobei der Basisstations-Controller eingerichtet ist, eine Übergabe zu einem Kanal durchzuführen, der eine bessere Signalqualität bietet, wenn die Signalqualität mindestens ein erstes Übergabe-Kriterium erfüllt, das sich auf das Erreichen einer besseren Funkkanalqualität bezieht,

wobei der Basisstations-Controller umfasst:

Speichermittel zum Speichern von Informationen über mindestens ein zweites Kriterium für mindestens eine Basis-Sendeempfänger-Station, wobei die Erfüllung mindestens eines zweiten Kriteriums bedeutet, dass ein Versuch gemacht werden muss, die Last der mindestens einen Basis-Sendeempfänger-Station zu verringern, und

Überwachungsmittel zum Überwachen der Erfüllung des mindestens einen zweiten Kriteriums,

dadurch gekennzeichnet, dass der Basisstations-Controller weiter umfasst Übergabe-Implementierungsmittel, ansprechend auf die Überwachungsmittel, und dazu eingerichtet, in Reaktion auf die Erfüllung von Kriterien einen Teil der Last der Basis-Sendeempfänger-Station auf benachbarte Basis-Sendeempfänger-Stationen zu leiten.






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