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Dokumentenidentifikation DE602004008068T2 22.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001631104
Titel Effiziente "Rise Over Thermal (ROT)" Steuerung während eines sanften Weiterreichens
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Löhr, Joachim, 64287 Darmstadt, DE;
Seidel, Eiko, 64285 Darmstadt, DE;
Petrovic, Dragan, 64295 Darmstadt, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 602004008068
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.08.2004
EP-Aktenzeichen 040206476
EP-Offenlegungsdatum 01.03.2006
EP date of grant 08.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse H04Q 7/38(2006.01)A, F, I, 20060220, B, H, EP

Beschreibung[de]
Feld der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Kommunizieren von Informationen bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatensendevorgängen für ein mobiles Endgerät, das Daten auf der Aufwärtsverbindung an eine Vielzahl von Basisstationen während des Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in einem Mobilkommunikationssystem sendet. Ferner plant mindestens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsdatensendevorgänge des mobilen Endgeräts in Soft-Handover. Darüber hinaus sehen die unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung ein Kommunikationssystem, eine Funkressourcensteuerung, eine Basisstation und ein mobiles Endgerät vor, die unterschiedliche Aufgaben des offengelegten Verfahrens durchführen.

Technischer Hintergrund

W-CDMA (breitbandiger Vielfachzugriff durch Codetrennung) ist eine Funkschnittstelle für IMT-2000 (internationale Mobilkommunikation), die für die Verwendung als das drahtlose Mobilkommunikationssystem der dritten Generation standardisiert wurde. Es bietet eine Anzahl von Diensten wie Sprachdienste und Multimedia-Mobilkommunikationsdienste auf eine flexible und effiziente Weise. Die Standardisierungsgremien in Japan, Europa, USA und anderen Ländern haben gemeinsam ein Projekt mit dem Namen 3rd Generation Partnership Project (3GPP) organisiert, um gemeinsame Funkschnittstellenspezifikationen für W-CDMA zu produzieren.

Die standardisierte europäische Version von IMT-2000 wird allgemein UMTS (Universal Mobile Telecommunication System, universelles Mobilkommunikationssystem) genannt. Die erste Fassung der Spezifikation von UMTS wurde im Jahr 1999 (Release 99, Fassung 99) publiziert. Inzwischen wurde verschiedene Verbesserungen von der 3GPP in Fassung 4 und Fassung 5 standardisiert, und Diskussionen über zukünftige Verbesserungen werden im Rahmen der Fassung 6 geführt.

Der dedizierte Kanal DCH (dedicated channel) für die Aufwärtsverbindung (Uplink) und die Abwärtsverbindung (Downlink) und der gemeinsame Kanal DSCH (downlink shared channel) für die Abwärtsverbindung wurden in Fassung 99 und Fassung 4 definiert. In den folgenden Jahren erkannten die Entwickler, dass für die Bereitstellung von Multimediadiensten oder Datendiensten im Allgemeinen asymmetrischer Zugriff hoher Geschwindigkeit zu verwirklichen ist. In Fassung 5 wurde der Abwärtsverbindungspaketzugriff hoher Geschwindigkeit (HSDPA, high speed downlink packet access) eingeführt. Der neue gemeinsame Abwärtsverbindungskanal hoher Geschwindigkeit (HS-DSCH, high speed downlink shared channel) bietet dem Benutzer Abwärtsverbindungszugriff hoher Geschwindigkeit vom UMTS-Funkzugriffsnetzwerk (RAN, radio access network) zu den Kommunikationsendgeräten, die in der UMTS-Spezifikation Benutzergeräte (user equipments) genannt werden.

Hybride ARQ-Schemata

Die allgemeinste Technik für Fehlererkennung von Nicht-Echtzeit-Diensten basiert auf automatischen Wiederholungsanforderungsschemata (ARQ, Automatic Repeat reQuest), die mit Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC, Forward Error Correction) kombiniert und hybride ARQ genannt wird. Falls eine zyklische Redundanzprüfung (CRC, cyclic redundancy check) einen Fehler erkennt, fordert der Empfänger den Sender auf, zusätzliche Bits oder ein neues Datenpaket zu senden. Von den unterschiedlichen existierenden Schemata werden in der Mobilkommunikation am häufigsten die kontinuierlichen ARQ-Schemata SAW (Stop And Wait, Halte und Warte) und SR (Selective Repeat, selektive Wiederholung) verwendet.

Eine Dateneinheit wird vor der Übertragung codiert. Abhängig von den Bits, die wiederholt übertragen werden, können drei unterschiedliche Typen von ARQ definiert werden.

Im HARQ-Typ I werden die empfangenen Datenpakete, die auch PDU (Paketdateneinheit) genannt werden, verworfen, und eine neue Kopie der PDU wird erneut übertragen und getrennt decodiert. Es findet kein Kombinieren früherer und späterer Versionen der PDU statt. Bei der Verwendung von HARQ-Typ 11 werden die fehlerhaften Datenpakete, die einer erneuten Übertragung bedürfen, nicht verworfen, sondern werden mit einigen inkrementalen Redundanzbits kombiniert, die von dem Sender für nachfolgendes Decodieren bereitgestellt werden. Erneut gesendete PDU haben manchmal höhere Codierungsdaten und werden im Empfänger mit den gespeicherten Werten kombiniert. Das bedeutet, dass bei jedem erneuten Senden nur wenig Redundanz hinzugefügt wird.

Schließlich ist HARQ-Typ III fast dasselbe Paketsendewiederholungsschema wie HARQ-Typ II und unterscheidet sich nur dadurch, dass jede wiederholt gesendete PDU selbstdecodierbar ist. Das schließt ein, dass die PDU ohne Kombination mit früheren PDU decodierbar ist. In den Fällen, in denen einige PDU derart schwer beschädigt sind, dass fast keine Information wiederverwendbar ist, können selbstdecodierbare Pakete vorteilhafter Weise verwendet werden.

Bei der Anwendung von Chase-Kombinieren tragen wiedergesendete Pakete identische Symbole. In diesem Fall werden die mehrfach empfangenen Pakete entweder auf einer Symbol-für-Symbol-Basis (siehe D. Chase: „Code combining: A maximum likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets", IEEE Transactions an Communications, Col. COM-33, Seiten 385 bis 393, Mai 1985). Die kombinierten Werte werden in weichen Puffern jeweiliger HARQ-Prozesse gespeichert.

Paket-Planung

Paket-Planung kann ein Funkressourcenverwaltungsalgorithmus sein, der verwendet wird für die Zuweisung von Sendegelegenheiten und Übertragungsformate an die Benutzer, die zu einem gemeinsam genutzten Medium zugelassen sind. Die Planung kann verwendet werden in Paket-basierten Mobilfunknetzwerken in Kombination mit adaptiver Modulation und Codierung, um maximalen Durchsatz/Kapazität zu erreichen, z.B. durch Zuweisung von Sendegelegenheiten an die Benutzer in günstigen Kanalbedingungen. Der Paketdatendienst in UMTS kann anwendbar sein für die interaktiven und Hintergrundverkehrsklassen, obgleich er auch für Stromdienste verwendet werden kann. Verkehr, der zu den interaktiven und Hintergrundverkehrsklassen gehört, wird als Nicht-Echtzeit-(NRT, non realtime)-Verkehr behandelt und von dem Paketplaner gesteuert. Die Paketplanungsverfahren können charakterisiert werden durch:

  • • Planungsperiode/-frequenz: die Periode, in der Benutzer vor der Zeit geplant werden.
  • • Bedienungsreihenfolge: die Reihenfolge, in der die Benutzer bedient werden, z.B. zufällig (kreisförmig nacheinander) oder nach Kanalqualität (C/I- oder Durchsatz-basiert).
  • • Zuweisungsverfahren: das Kriterium für die Zuweisung von Ressourcen, z.B. gleiche Datenmenge oder gleiche Leistungs-/Codierungs-/Zeit-Ressourcen für alle aufgereihten Benutzer pro Zuweisungsintervall.

Der Paketplaner für Aufwärtsverbindungen ist im 3GPP UMTS R99/R4/R5 zwischen der Funknetzwerksteuerung (RNC, radio network controller) und dem Benutzergerät verteilt. Auf der Aufwärtsverbindung ist die von unterschiedlichen Benutzern gemeinsam benutzte Luftschnittstellenressource die gesamte, an einem Knoten B empfangene Leistung, und folgerichtig ist es die Aufgabe des Planers, die Leistung unter den Benutzergeräten zuzuweisen. In den gegenwärtigen UMTS-R99/R4/R5-Spezifikationen steuert die RNC die maximale Rate/Leistung, mit der ein Benutzergerät während des Aufwärtsverbindungssendevorgangs sendet, durch Zuweisung eines Satzes unterschiedlicher Transportformate (Modulationsschemata, Coderate, u.s.w.) an ein jedes Benutzergerät.

Die Einrichtung und Rekonfiguration solch eines TFCS (transport formst combination set, Menge von Transportformatkombinationen) kann erreicht werden unter Verwendung von RRC-Nachrichten (Radio Resource Control, Funkressourcensteuerung) zwischen RNC und Benutzergerät. Es ist zulässig, dass das Benutzergerät aus den zuweisbaren Transportformatkombinationen auf der Basis seines eigenen Zustands autonom auswählt, z.B. entsprechend der verfügbaren Puffer und der Pufferzustände. In gegenwärtigen UMTS-R99/R4/R5-Spezifikationen gibt es keine Steuerung der Zeit, die den Aufwärtsübertragungen des Benutzergeräts auferlegt wird. Der Planer kann z.B. auf einer Übertragungszeitintervallbasis arbeiten.

Die R99/R4/R5-Architektur des Universellen Mobilkommunikationssystems (UMTS) wird auf hoher Stufe in 1 gezeigt (siehe 3GPP TR 25.401: "UTRAN Overall Description", verfügbar über http://www.3gpp.org). Die Netzwerkelemente sind funktional gruppiert in das Kernnetzwerk (CN, Core Network) 101, das terrestrische UMTS Funkzugriffsnetzwerk (UTRAN, UMTS Terrestrial Radio Access Network) 102 und das Benutzergerät (UE, User Equipment) 103. Das UTRAN 102 ist verantwortlich für das Abhandeln aller Funk-bezogenen Funktionalitäten, während das CN 101 verantwortlich ist für die Wegeführung von Sprachverbindungen und Datenverbindungen zu externen Netzwerken. Die Zusammenführungen dieser Netzwerkelemente sind definiert durch offene Schnittstellen (Iu, Uu). Es wird bemerkt, dass das UMTS-System modular ist, und dass es deshalb möglich ist, verschiedene Netzwerkelemente desselben Typs zu haben.

2 veranschaulicht die gegenwärtige Architektur des UTRAN. Eine Anzahl von Funknetzwerksteuerungen (RNC) 201, 202 sind mit dem CN 101 verbunden. Jedes RNC 201, 202 steuert eine oder mehrere Basisstationen (Knoten B) 203, 204, 205, 206, die wiederum mit den Benutzergeräten kommunizieren. Eine RNC, die mehrere Basisstationen steuert, wird steuernde RNC (C-RNC, Controlling RNC) für diese Basisstationen genannt. Eine Menge gesteuerter Basisstationen in Begleitung ihrer C-RNC wird als ein Funknetzwerksubsystem (RNS, Radio Network Subsystem) 207, 208 bezeichnet. Für jede Verbindung zwischen einem Benutzergerät und dem UTRAN ist ein RNS das Dienst-RNS (S-RNS, Serving RNS). Es verwaltet die so genannte Iu-Verbindung mit dem Kernnetzwerk (CN) 101. Nach Bedarf unterstützt das Drift-RNS 302 (D-RNS) das Serving-RNS (S-RNS) 301 durch Bereitstellen von Funkressourcen, wie in 3 gezeigt. Jeweilige RNC werden Serving-RNC (S-RNC) und Drift-RNC (D-RNC) genannt. Es ist auch möglich und sogar häufig der Fall, dass C-RNC und D-RNC identisch sind und deshalb die Abkürzungen S-RNC oder RNC verwendet werden.

Entwickelte UMTS–UTRAN-Architektur

Im Folgenden wird ein Vorschlag für ein entwickelte UMTS–UTRAN-Architektur beschrieben (siehe auch 3GPP TR 25.897: "Feasibility Study an the Evolution of UTRAN-Architecture", V.0.2.0, verfügbar unter http://www.3gpp.org). In dieser Architektur kann jede der neuen Netzwerkelemente entsprechend seiner Steuerung- und Benutzerebenenfunktionen definiert sein. Ein Überblick über die Netzwerkarchitektur ist in 9 angegeben.

Der RNG (Radio Network Gateway, Funknetzwerk-Gateway) wird benutzt für die Zusammenarbeit mit dem konventionellen RAN und um als ein Mobilitätsankerpunkt zu wirken, sodass sobald ein RNG für die Verbindung ausgewählt worden ist, er für die Dauer der Sprachverbindung beibehalten wird. Dies umfasst Funktionen sowohl auf der Steuerungsebene als auch auf der Benutzerebene. Ferner stellt der RNG die Verbindungen zu dem Kernnetzwerk des Mobilkommunikationssystems bereit.

Funktionen der Steuerungsebene

Ein Teil der RNG-Funktionen ist, als ein Signalisierungs-Gateway zwischen dem entwickelten RAN und dem CN und entwickelten RAN und dem Rel99/4/5-UTRAN zu wirken.

  • • IU-Signalisierungs-Gateway, d.h. Ankerpunkt für die RANAP-Verbindung
  • – RANAP (Radio Access Network Application Part, Funkzugriffsnetzwerkanwendungsteil), der umfasst:
  • • Einrichten und Freigeben der Signalisierungsverbindungen
  • • Erkennen von verbindungsfreien Nachrichten
  • • Verarbeiten von verbindungsfreien RANAP-Nachrichten
  • – Weiterreichen von Paging-Nachrichten im freien und im Verbindungsmode zu dem oder den relevanten Knoten B+,
  • • Der RNG übernimmt die Rolle des CN bei Verlagerungen zwischen Knoten B+,
  • • Steuerung der Benutzerebene
  • • Iur-Signalisierungs-Gateway zwischen Knoten B+ und Rel99/4/5-RNC

Funktionen der Benutzerebene

Der RNG ist der Benutzerebenen-Zugriffspunkt von dem CN oder konventionellen RAN zum entwickelten RAN. Er hat die folgenden Benutzerebenen-Funktionen:

  • • Benutzerebenen-Verkehrsvermittlung während einer Verlagerung,
  • • Weiterreichen von GTP-(GPRS-Tunnel-Protokoll auf der IU-Schnittstelle)-Paketen zwischen einem Knoten B+ und dem SGSN (Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten, ein Element des CN) und
  • • Iur-Zusammenarbeit für die Benutzerebene

Das Knoten-B+-Element schließt alle RAN-Funkprotokolle (L1, L2 und L3) ab. Die Knoten-B+-Funktionen werden getrennt für die Steuerungsebene und die Benutzerebene untersucht.

Funktionen der Steuerungsebene

Diese Kategorie umfasst alle Funktionen, die sich auf die Steuerung der Verbindungsmode-Endgeräte innerhalb des entwickelten RAN beziehen. Hauptfunktionen sind:

  • • Steuerung des UE (Benutzerendgerät)
  • • RANAP-Verbindungsabschluss,
  • – Verarbeiten der Protokoll-Nachrichten mit RANAP-Verbindungsorientierung
  • • Steuerung/Abschluss der RRC-Verbindung und
  • • Steuerung der Initialisierung der relevanten Benutzerebenenverbindungen.

Der Benutzerendgeräte-Kontext wird von dem (Dienst-)Knoten B+ entfernt, wenn die RRC-Verbindung abgeschlossen ist oder wenn die Funktionalität zu einem anderen Knoten B+ verlagert wird (Dienst-Knoten-B+-Verlagerung). Die Steuerungsebenenfunktionen umfassen auch alle Funktionen für die Steuerung und das Konfigurieren der Ressourcen der Zellen des Knotens B+ und für die Zuweisung der gewidmeten Ressourcen nach Anforderung von dem Steuerungsebenenteil des Dienstknotens B+.

Funktionen der Benutzerebene

Die Benutzerebenenfunktionen umfassen die folgenden Funktionen:

  • • Protokollfunktionen des PDCP (Packet Data Convergence Protocol, Paketdatenkonvergenzprotokoll), RLC und MAC und
  • • Makrodiversitätskombinieren

Verbesserter dedizierter Aufwärtsverbindungskanal (E-DCH)

Aufwärtsverbindungsverbesserungen für dedizierte Transportkanäle (DICH, Dedicated Transport Channels) werden gegenwärtig von der 3GPP Technical Specification Group RAN untersucht (siehe 3GPP TR 25.896: "Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)", verfügbar über http://www.3gpp.org). Da die Verwendung von IP-basierten Diensten an Bedeutung gewinnt, besteht ein wachsender Bedarf, die Abdeckung und den Durchsatz des RAN wie auch die Reduzierung der Verzögerung der dedizierten Aufwärtsverbindungskanäle zu verbessern. Streaming-, interaktive und Hintergrunddienste können von dieser verbesserten Aufwärtsverbindung profitieren.

Eine Verbesserung ist die Nutzung adaptiver Modulations- und Codierungsschemata (AMC) in Verbindung mit vom Knoten B gesteuerter Planung, somit Verbesserung der Uu-Schnittstelle. In dem existierenden R99/R4/R5-System residiert die Steuerung der Aufwärtsverbindungsmaximaldatenrate in der RNC. Durch Verlagerung des Planers in den Knoten B kann die Verzögerung, die aufgrund der Signalisierung über die Schnittstelle zwischen der RNC und dem Knoten B eingeführt wird, reduziert werden und somit kann der Planer in der Lage sein, schneller auf zeitweise Veränderungen in der Aufwärtsverbindungslast reagieren. Dies kann die Gesamtverzögerung in den Kommunikationen des Benutzergeräts mit dem RAN reduzieren. Deshalb ist ein vom Knoten B gesteuertes Planen in der Lage, die Aufwärtsverbindungsinterferenz zu steuern und die Rauschanstiegsvarianz durch Zuweisung höherer Datenraten schnell zu glätten, wenn die Aufwärtsverbindungslast abnimmt, bzw. durch Begrenzen der Aufwärtsverbindungsdatenrate, wenn die Aufwärtsverbindungslast zunimmt. Die Abdeckung und der Zellendurchsatz kann durch eine bessere Steuerung der Aufwärtsverbindungsinterferenz verbessert werden.

Eine andere Technik, die betrachtet werden kann, um die Verzögerung auf der Aufwärtsverbindung zu reduzieren, ist die Einführung einer kürzeren TTI-(Transmission Time Interval, Übertragungszeitintervall)-Länge für den E-DCH im Vergleich zu anderen Transportkanälen. Eine Übertragungszeitintervall-Länge von 2 ms wird gegenwärtig für die Verwendung auf dem E-DCH untersucht, während eine Übertragungszeitintervall-Länge von 10 ms gewöhnlich auf anderen Kanälen verwendet wird. Hybrides ARQ, das eine der Schlüsseltechniken in HSDPA war, wird ebenfalls für den verbesserten, dedizierten Aufwärtskanal betrachtet. Ein Hybrid-ARQ-Protokoll zwischen einem Knoten B und einem Benutzergerät ermöglicht schnelle Übertragungswiederholungen fehlerhafter Dateneinheiten und kann somit die Anzahl der RLC-(Radio Link Control, Funkverbindungssteuerung)-Übertragungswiederholungen und zugeordnete Verzögerungen reduzieren. Dies kann die vom Benutzer wahrgenommene Dienstqualität verbessern.

Um die oben beschriebenen Verbesserungen zu unterstützen, wird eine neue MAC-Unterschicht eingeführt, die im Folgenden MAC-e genannt wird (siehe 3GPP TSG WG1, Meeting Nr. 31, Tdoc R01-030284, "Scheduled and Autonomous Mode Operation for the Enhanced Uplink"). Die Einheiten dieser neuen Unterschicht, die in den folgenden Abschnitten in größerem Detail beschrieben werden, können im Benutzergerät und im Knoten B liegen. Auf der Geräteseite führt das MAC-e die neue Aufgabe des Multiplexens von Daten höherer Schichten (z.B. MAC-d-Daten) in den neuen verbesserten Transportkanälen und des Betreibens der HARQ-Protokoll-Übertragungseinheiten durch.

Ferner kann die MAC-e-Unterschicht in der S-RNC während eines Handovers auf der UTRAN-Seite beendet werden. Somit können die Umordnungspuffer für die gebotene Umordnungsfunktionalität ebenfalls in der S-RNC residieren.

E-DCH-MAC-Architektur im Benutzergerät

4 zeigt exemplarisch die gesamte E-DCH-MAC-Architektur auf der Benutzergeräteseite. Eine neue MAC-Funktionalitätseinheit, das MAC-e 403, wird zu der MAC-Architektur von Rel99/4/5 hinzugefügt. Die MAC-e-Einheit 405 ist in größerem Detail in 5 veranschaulicht.

Es gibt M unterschiedliche Datenströme (MAC-d), die zu übertragende Datenpakete vom Benutzergerät zum Knoten B tragen. Diese Datenströme können unterschiedliche QoS (Quality of Service, Dienstqualität) haben, z.B. Verzögerungs- und Fehleranforderungen, und können unterschiedliche Konfigurationen von HARQ-Instanzen erfordern. Deshalb können die Datenpakete in Warteschlangen unterschiedlicher Priorität gespeichert werden. Die Menge der HARQ-Sende- und -Empfangseinheiten, die im Benutzergerät bzw. im Knoten B liegen, werden als HARQ-Prozesse bezeichnet. Der Planer wird die QoS-Parameter bei der Zuordnung der HARQ-Prozesse zu Warteschlangen unterschiedlicher Priorität berücksichtigen. Die MAC-e-Einheit empfängt Planungsinformation vom Knoten B (Netzwerkseite) über Schicht-1-Signalisierung.

E-DCH-MAC-Architektur im UTRAN

In einer Soft-Handover-Operation können die MAC-e-Einheiten in der E-DCH-MAC-Architektur auf der UTRAN-Seite über den Knoten B (MAC-eb) und die S-RNC (MAC-es) verteilt sein. Der Planer in Knoten B wählt die aktiven Benutzer und führt eine Ratensteuerung durch Bestimmen und Signalisieren einer befohlenen Rate, einer vorgeschlagenen Rate oder einem TFC-(Transport Format Combination, Transportformatkombination)-Schwellwert durch, welcher die aktiven Benutzer (UE) auf eine Untermenge der für die Übertragung zulässigen TFCS (Transport Format Combination Set, Transportformatkombinationsmenge) begrenzt.

Jede MAC-e-Einheit korrespondiert mit einem Benutzer (UE). In 6 wird die MAC-e-Architektur in größerem Detail dargestellt. Es kann bemerkt werden, dass jeder HARQ-Empfänger-Einheit eine bestimmte Menge oder ein bestimmten Bereich des Soft-Pufferspeichers für das Kombinieren der Bits der Pakete von ausstehenden Übertragungswiederholungen zugewiesen ist. Sobald ein Paket erfolgreich empfangen worden ist, wird es an den Umordnungspuffer weitergereicht, der die Reihenfolge-getreue Auslieferung an die höhere Schicht besorgt. Entsprechend der dargestellten Verwirklichung residiert der Umordnungspuffer während eines Soft-Handovers in der S-RNC (siehe 3GPP TSG RAN WG 1, Meeting Nr. 31: "HARQ Structure", Tdoc R1-030247, verfügbar über http://www.3gpp.org). In 7 ist die MAC-e-Architektur der S-RNC dargestellt, welche den Umordnungspuffer des korrespondierenden Benutzers (UE) umfasst. Die Anzahl der Umordnungspuffer ist gleich der Anzahl der Datenströme in der korrespondierenden MAC-e-Einheit auf der Benutzerseite. Daten- und Steuerungsinformation wird während eines Soft-Handovers von allen Knoten B innerhalb der aktiven Menge zur S-RNC gesendet.

Es wird bemerkt, dass die erforderliche Soft-Puffergröße von dem verwendete HARQ-Schema abhängt, z.B. erfordert ein HARQ-Schema, das inkrementelle Redundanz (IR) verwendet, mehr Soft-Puffer als eines mit Chase-Kombinieren (CC).

E-DCH-Signalisierung

Eine einem E-DCH zugeordnete Steuerungssignalisierung, die für den Betrieb eines bestimmten Schemas benötigt wird, besteht aus Aufwärtsverbindungssignalisierung und Abwärtsverbindungssignalisierung. Die Signalisierung hängt von den betrachteten Aufwärtsverbindungsverbesserungen ab.

Um eine vom Knoten B gesteuerte Planung zu ermöglichen (z.B. eine vom Knoten B gesteuerte Zeit- und Ratenplanung), hat das Benutzergerät eine Anforderungsmeldung auf der Aufwärtsverbindung für die Übertragung von Daten zum Knoten B zu senden. Die Anforderungsmeldung kann Statusinformation eines Benutzergeräts enthalten, z.B. einen Pufferstatus, einen Leistungsstatus, eine Kanalqualitätsabschätzung. Die Anforderungsmeldung wird im Folgenden als Planungsinformation (SI, Scheduling Information) bezeichnet. Auf der Basis dieser Information kann ein Knoten B den Rauschanstieg abschätzen und das Benutzergerät einplanen. Mit einer Gewährungsmeldung, die vom Knoten B auf der Abwärtsverbindung zum Benutzergerät gesendet wird, weist der Knoten B dem Benutzergerät die TFCS mit der maximalen Datenrate und dem Zeitintervall zu, mit dem das Benutzergerät senden darf. Die Gewährungsmeldung wird im Folgenden als Planungszuweisung (SA, Scheduling Assignment) bezeichnet.

Auf der Aufwärtsverbindung hat das Benutzergerät dem Knoten B mit einer Rateninformationsnachricht zu signalisieren, die für die korrekte Decodierung der übertragenen Pakete notwendig ist, z.B. Transportblockgröße (TBS, transport block size), Modulations- und Codierungsschemenstufe (MCS, modulation and coding scheme), u.s.w. Falls HARQ verwendet wird, hat das Benutzergerät ferner die HARQ-bezogene Steuerungsinformation zu signalisieren (z.B. Hybrid-ARQ-Prozessnummer, HARQ-Sequenznummer, die als Neudatenindikator (NDI, New Data Indikator) für UMTS Rel. 5 bezeichnet wird, Redundanzversion (RV), Rateneinstellungsparameter, u.s.w.).

Nach Empfang und Decodierung der übertragenen Pakete auf einem dedizierten Kanal der verbesserten Aufwärtsverbindung (E-DCH) hat der Knoten B das Benutzergerät über die erfolgreiche Übertragung durch jeweiliges Senden von ACK/NAK auf der Abwärtsverbindung zu informieren.

Mobilitätsverwaltung innerhalb Rel99/4/5 UTRAN

Vor der Erläuterung einiger mit der Mobilitätsverwaltung verbundenen Prozeduren werden im Folgenden zuerst einige Begriffe definiert, die häufig verwendet werden.

Eine Funkverbindung kann definiert werden als eine logische Zuordnung zwischen einem einzelnen Endgerät und einem einzelnen UTRAN-Zugriffspunkt. Seine physische Realisierung umfasst Funkträgerübertragungen.

Ein Handover kann verstanden werden als eine Überführung einer Benutzergerätverbindung von einem Funkträger zu einem anderen Funkträger (Hard-Handover) mit einer zeitweisen Unterbrechung in Verbindung oder Einschluss/Ausschluss eines Funkträgers zu/von einer Benutzergerätverbindung, so dass das Benutzergerät konstant mit dem UTRAN verbunden ist (Soft-Handover). Soft-Handover ist spezifisch für Netzwerke, welche die Technik eines Vielfachzugriffs mit Codetrennung (CDMA, Code Division Multiple Access) verwenden. Die Ausführung eines Handovers kann durch eine S-RNC in dem Mobilfunknetzwerk gesteuert werden, wenn die gegenwärtige UTRAN-Architektur als ein Beispiel genommen wird.

Die aktive Menge, die einem Benutzergerät zugeordnet ist, umfasst eine Menge von Funkverbindungen, die gleichzeitig in einem spezifischen Kommunikationsdienst zwischen dem Benutzergerät und dem Funknetzwerk einbezogen sind. Eine Aktualisierungsprozedur für die aktive Menge kann angewendet werden, um die aktive Menge der Kommunikation zwischen dem Benutzergerät und UTRAN zu modifizieren. Die Prozedur kann drei Funktionen umfassen: Hinzufügen einer Funkverbindung, Entfernen einer Funkverbindung und kombiniertes Hinzufügen und Entfernen einer Funkverbindung. Es wird bemerkt, dass die Menge der Knoten B, mit denen das Benutzergerät gegenwärtig kommuniziert, auf der Basis der aktiven Menge identifiziert wird.

Die maximale Anzahl der gleichzeitigen Funkverbindungen ist auf Acht gesetzt. Neue Funkverbindungen werden zur aktiven Menge hinzugefügt, sobald die Pilotsignalstärke jeweiliger Basisstationen einen bestimmten Schwellwert relativ zum Pilotsignal des stärksten Mitglieds der aktiven Menge übersteigt.

Eine Funkverbindung wird von der aktiven Menge entfernt, sobald die Pilotsignalstärke der jeweiligen Basisstation einen bestimmten Schwellwert relativ zum stärksten Mitglied der aktiven Menge übersteigt. Der Schwellwert für ein Hinzufügen einer Funkverbindung wird typisch höher gewählt als der Schwellwert für das Entfernen einer Funkverbindung. Daher bilden Ereignisse des Hinzufügens und Entfernens eine Hysterese hinsichtlich der Pilotsignalstärken.

Pilotsignalmessungen können dem Netzwerk (z.B. einer S-RNC) von dem Endgerät mittels der RRC-Signalisierung mitgeteilt werden. Vor dem Senden der Pilotsignalmessergebnisse wird gewöhnlich ein gewisses Filtern durchgeführt, um schnellen Schwund auszumitteln. Typische Filterdauer kann etwa 200 ms sein, die zu einer Handover-Verzögerung beiträgt. Auf der Basis der Messergebnisse kann das Netzwerk (z.B. eine S-RNC) entscheiden, die Ausführung eine der Funktionen der Aktualisierungsprozedur der aktiven Menge anzustoßen (Hinzufügen/Entfernen eines Knotens B zu/von der gegenwärtigen aktiven Menge).

E-DCH – Knoten B gesteuerte Planung

Eine vom Knoten B gesteuerte Planung ist eine der technischen Merkmale für einen E-DCH, von dem vorhergesehen wird, dass eine effizientere Nutzung der Aufwärtsverbindungsleistungsressource ermöglicht wird, um einen höheren Zellendurchsatz in der Aufwärtsverbindung vorzusehen und die Abdeckung zu vergrößern. Der Begriff "Knoten B gesteuerte Planung" bezeichnet die Möglichkeit für den Knoten B, innerhalb der von der RNC gesetzten Grenzen die Menge der TFC zu steuern, aus der das Endgerät eine geeignete TFC wählen kann. Die Menge der TFC, aus der das Endgerät eine TFC automatisch wählen kann, wird im Folgenden als "Knoten B gesteuerte TFC-Untermenge" bezeichnet.

Die "Knoten B gesteuerte TFC-Untermenge" ist eine Untermenge der TFC, die von der RNC konfiguriert wird, wie in 8 zu sehen ist. Das Benutzergerät wählt eine geeignete TFC aus der "Knoten B gesteuerten TFC-Untermenge" aus und wendet dabei den Rel5-TFC-Auswahlalgorithmus an. Eine jede TFC in der "Knoten B gesteuerten TFC-Untermenge" kann von dem Benutzergerät ausgewählt werden, vorausgesetzt, dass es eine ausreichende Leistungsreserve gibt, eine ausreichende verfügbare Datenmenge gibt und dass die TFC nicht im blockierten Zustand ist. Es existieren zwei fundamentale Ansätze zur Planung von Benutzergerät-Übertragungen für den E-DCH. Die Planungsschemata können alle betrachtet werden als Verwaltung der TFC-Auswahl in dem Benutzergerät und sie unterscheiden sich hauptsächlich dadurch, wie der Knoten B diesen Prozess und die zugeordneten Signalisierungsanforderungen beeinflussen kann.

Vom Knoten B gesteuerte Ratenplanung

Das Prinzip dieses Planungsansatzes ist, dem Knoten B zu ermöglichen, die Transportformatkombinationsauswahl des Benutzergeräts durch schnelle TFCS-Einschränkungssteuerung zu steuern und einzuschränken. Ein Knoten B kann die "Knoten-B-gesteuerte Untermenge", aus der ein Benutzergerät eine geeignete Transportformatkombination autonom auswählen kann, durch Schicht-1-Signalisierung erweitern/einschränken. Bei der vom Knoten B gesteuerten Ratenplanung können alle Aufwärtsverbindungsübertragungen parallel vorkommen, aber mit einer derartigen, genügend niedrigen Rate, dass der Rauschanstiegsschwellwert im Knoten B nicht überschritten wird. Daher können sich Übertragungen von unterschiedlichen Benutzergeräten zeitlich überlappen. Mit Ratenplanung kann ein Knoten B nur die Aufwärtsverbindungs-TFCS einschränken, hat aber keine Steuerung der Zeit, zu der Benutzergeräte Daten auf dem E-DCH übertragen. Aufgrund dessen, dass ein Knoten B nicht die Zahl der Benutzergeräte kennt, die zur selben Zeit übertragen, ist keine präzise Steuerung des Aufwärtsverbindungsrauschanstiegs in der Zelle möglich (siehe 3GPP TR 25.896: "Feasibility study für Enhanced Uplink für UTRAN FDD (Release 6)", Version 1.0.0, verfügbar über http://www.3gpp.org).

Zwei neue Schicht-1-Nachrichten werden eingeführt, um die Transportformatkombinationssteuerung durch Schicht-1-Signalisierung zwischen dem Knoten B und dem Benutzergerät zu ermöglichen. Eine Ratenanforderung (RR, Rate Request) kann in der Aufwärtsverbindung von dem Benutzergerät zum Knoten B übertragen werden. Mit der RR kann das Benutzergerät von den Knoten B anfordern, die "Knoten-B-gesteuerte TFC-Untermenge" um einen Schritt auszuweiten/einzuschränken. Ferner kann eine Raten-Gewährung (RG, Rate Grant) auf der Abwärtsverbindung von dem Knoten B zum Benutzergerät übertragen werden. Unter Verwendung der RG kann der Knoten B die "Knoten-B-gesteuerte TFC-Untermenge" verändern, d.h. durch Senden von Aufwärts-/Abwärtskommnados. Die neue "Knoten-B-gesteuerte TFC-Untermenge" ist bis zur nächsten Aktualisierung gültig.

Vom Knoten B gesteuerte Raten- und Zeitplanung

Das Basisprinzip der vom Knoten B gesteuerten Raten- und Zeitplanung ist, (nur theoretisch) zuzulassen, dass eine Untermenge der Benutzergeräte zu einem gegebenen Zeitpunkt senden, derart, dass ein gewünschter Gesamtrauschanstieg im Knoten B nicht überschritten wird. Statt einem Senden von Aufwärts-/Abwärtskommandos für das Erweitern/Einschränken der "Knoten-B-gesteuerte TFC-Untermenge" um einen Schritt kann der Knoten B die Transportformatkombinationsuntermenge auf jeden zulässigen Wert durch explizite Signalisierung aktualisieren, z.B. durch Senden eines TFCS-Indikators (der ein Zeiger sein kann).

Ferner kann ein Knoten B die Startzeit und die Gültigkeitsperiode setzen, zu der bzw. innerhalb der ein Benutzergerät senden darf. Aktualisierungen der "Knoten-B-gesteuerten TFC-Untermengen" für unterschiedliche Benutzergeräte können von dem Planer koordiniert werden, um Übertragungen von vielfachen Benutzergeräten im möglichen Ausmaß zu vermeiden, die sich zeitweise überlappen. In der Aufwärtsverbindung von CDMA-Systemen stehen gleichzeitige Übertragungen immer zueinander in Interferenz. Deshalb kann ein Knoten B durch Steuerung der Anzahl von Benutzergeräten, die gleichzeitig Daten auf dem E-DCH senden, eine präzisere Steuerung der Aufwärtsverbindungsinterferenzstufe in der Zelle haben. Der Knoten-B-Planer kann entscheiden, welche Benutzergeräte senden dürfen, und auch den korrespondierenden TFCS-Indikator auf einer Übertragungszeitintervall-(TTI)-Basis basierend z.B. auf dem Pufferstatus des Benutzergeräts, dem Leistungsstatus des Benutzergeräts und verfügbarem Interferenzanstiegsabstand über thermischen Rauschen (RoT, Rise over Thermal) im Knoten B.

Zwei neue Schicht-1-Meldungen werden eingeführt, um eine vom Knoten B gesteuerte Raten- und Zeitplanung zu unterstützen. Eine Planungsinformationsaktualisierung (SI, Scheduling Information Update) kann von dem Benutzergerät auf der Aufwärtsverbindung zu dem Knoten B gesendet werden. Falls das Benutzergerät einen Bedarf hat, eine Planungsanforderung zum Knoten B zu senden (z.B. wenn neue Daten im Puffer des Benutzergeräts vorliegen), kann ein Benutzergerät eine benötigte Planungsinformation senden. Mit dieser Planungsinformation stellt das Benutzergerät dem Knoten B Information über seinen Status bereit, z.B. seine Pufferbelegung und verfügbare Übertragungsleistung.

Eine Planungszuweisung (SA, Scheduling Assignment) kann von einem Knoten B über die Abwärtsverbindung an das Benutzergerät übertragen werden. Nach dem Empfang der Planungsanforderung kann der Knoten B ein Benutzergerät auf der Basis der Planungsinformation (SI) und Parametern wie verfügbarer RoT-Abstand im Knoten B einplanen. In der Planungszuweisung kann der Knoten B den von dem Benutzergerät zu verwendenden TFCS-Indikator und nachfolgende Übertragungsstartzeit und Gültigkeitsperiode signalisieren.

Die vom Knoten B gesteuerte Raten- und Zeitplanung bietet eine präzisere RoT-Steuerung im Vergleich zu der nur Raten-gesteuerten Planung, wie bereits zuvor erwähnt. Jedoch wird diese präzisere Steuerung der Interferenz in dem Knoten B erreicht auf Kosten vermehrter Signalisierung und von Planungsverzögerung (Planungsanforderungs- und Planungszuweisungsmeldungen) im Vergleich zu der Ratensteuerungsplanung.

In 10 wird eine allgemeine Planungsprozedur mit von dem Knoten B gesteuerter Zeit- und Ratenplanung gezeigt. Wenn ein Benutzergerät für die Übertragung von Daten auf E-DCH eingeplant zu werden wünscht, sendet es zuerst eine Planungsanforderung an den Knoten B. Tprop bezeichnet hier die Ausbreitungszeit über der Luftschnittstelle. Der Inhalt dieser Planungsanforderung ist Information (Planungsinformation) z.B. Pufferstatus und Leistungsstatus des Benutzergeräts. Nach Empfang dieser Planungsanforderung kann der Knoten B die erhaltene Information verarbeiten und die Planungszuweisung bestimmen. Die Planung wird die Verarbeitungszeit Tschedule benötigen.

Die Planungszuweisung, welche den TFCS-Indikator und die korrespondierende Übertragungsstartzeit und Gültigkeitsperiode umfasst, kann dann auf der Abwärtsverbindung zu dem Benutzergerät übertragen werden. Nach Empfang der Planungszuweisung wird das Benutzergerät die Übertragung auf E-DCH in dem zugewiesenen Übertragungszeitintervall starten.

Die Verwendung von entweder Ratenplanung oder Zeit- und Ratenplanung kann durch die verfügbare Leistung eingeschränkt sein, da der E-DCH mit einer Mischung anderer Übertragungen durch die Benutzergeräte in der Aufwärtsverbindung koexistieren muss. Die Koexistenz unterschiedlicher Planungsmodes kann für Flexibilität bei der Bedienung unterschiedlicher Verkehrstypen sorgen. Z.B. kann Verkehr mit geringen Datenvolumen und/oder höherer Priorität wie ein TCP ACK/NACK gesendet werden unter Verwendung nur eines Ratensteuerungsmodes mit autonomen Übertragungen im Vergleich zu der Verwendung von Zeit- und Ratensteuerungsplanung. Das erste würde eine geringere Verzögerung und weniger Signalisierung benötigen.

Transportkanäle und TFC-Auswahl

In Mobilkommunikationssystemen der dritten Generation werden auf höheren Schichten erzeugte Daten über die Luft auf Transportkanälen getragen, die auf unterschiedliche physische Kanäle in der physischen Schicht abgebildet werden. Transportkanäle sind die Dienste, die von der physischen Schicht der Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC, Medium Access Control) für die Informationsübertragung angeboten werden. Die Transportkanäle sind primär in zwei Typen gegliedert:

  • • gemeinsame Transportkanäle, wo ein Bedarf existiert für explizite Identifizierung des empfangenden Benutzergeräts, falls die Daten auf dem Transportkanal für ein spezifisches Benutzergerät oder eine Untermenge aller Benutzergeräte gedacht sind (für Rundfunktransportkanäle wird keine Benutzergeräte-Identifizierung benötigt)
  • • dedizierte (gewidmete) Transportkanäle, wo das empfangende Benutzergerät implizit durch den physischen Kanal gegeben sind, der den Transportkanal trägt.

Ein Beispiel für einen dedizierten Transportkanal ist der E-DCH. Die Daten werden innerhalb der Transportkanäle während periodischer Intervalle übertragen, die gewöhnlich als Übertragungszeitintervalle (TTI, transmission time interval) bezeichnet werden. Ein Transportblock ist die Grunddateneinheit, die über Transportkanäle ausgetauscht wird, d.h. zwischen der physischen Schicht und der MAC-Schicht. Transportblöcke werden durch die physische Schicht einmal in jedem TTI angeliefert oder abgegeben. Das Transportformat (TF) beschreibt, wie Daten während eines TTI auf einem Transportkanal übertragen werden.

Das Transportformat besteht aus zwei Teilen. Der semi-statische Teil zeigt das Übertragungszeitintervall (TTI) (z.B. 10 ms, 30 ms, 40 ms, 80 ms), den Typ der FEC-(Forward Error Correction, Vorwärtsfehlerkorrektur)-Codierung (z.B. Faltung, Turbo oder ohne), die Kanalcodierungsrate (z.B. S, 1/3) und die CRC-Größe an. Der zweite Teil, der dynamische Teil, zeigt die Anzahl der Transportblöcke pro TTI und die Anzahl der Bits pro Transportblock an.

Die Attribute des dynamischen Teils können für jedes TTI variieren, wohingegen die Attribute des semi-statischen Teils durch die RRC-Transportkanalrekonfigurationsprozedur verändert werden. Für jeden Transportkanal sind eine Menge von Transportformaten definiert, die so genannte Transportformatmenge (TFS, Transport Format Set). Die TFS wird der MAC-Schicht von der RRC beim Einrichten des Transportkanals zugewiesen. Eine Aufwärtsverbindung oder Abwärtsverbindung besteht typisch aus mehr als einem Transportkanal. Die Kombination von Transportformaten aller Transportkanäle ist als die Transportformatkombination (TFC, Transport Format Combination) bekannt. Beim Start eines jeden TTI wird eine geeignete TFC für alle Transportkanäle ausgewählt. Abhängig von der Anzahl der Transportkanäle umfasst die TFC eine Anzahl von TF, die das für die Übertragung von Daten des jeweiligen Transportkanals innerhalb eines TTI zu verwendende Transportformat definieren.

Die MAC-Schicht wählt das Transportformat für jeden Transportkanal auf der Basis einer Menge von Transportformatkombinationen (oder TFCS für Transport Format Combination Set) aus, die von der RRC-(Radio Resource Control)-Einheit zugewiesen ist, und wählt auch die auf dem zugeordneten Transportkanal während des korrespondierenden TTI zu übertragende Quantität der Daten eines jeden logischen Kanals aus. Diese Prozedur wird als "TFC-(Transport Format Combination)-Auswahl" bezeichnet. Für Details über die UMTS-TFC-Auswahlprozedur siehe 3GPP TS 25.321, "Medium Access Control (MAC) protocol specification (Release 6)" Version 6.1.0, verfügbar über http://www.3gpp.org.

TFC-Auswahl im Benutzergerät kann am Start einer jeden Bezugs-TTI ausgeführt werden, welche die kleinste TTI der betroffenen Transportkanäle bezeichnet. Falls z.B. TFC-Auswahl durchgeführt wird unter drei Transportkanälen, wobei die TTI-Länge des Transportkanals Nr. 1 gleich 10 ms und die TTI-Länge der Transportkanäle Nr. 2 und Nr. 3 gleich 40 ms ist, dann wird TFC-Auswahl alle 10 ms durchgeführt.

Soft-Handover (SHO) für E-DCH

Gegenwärtig wird beachtet, dass Soft-Handover für Datenübertragungen auf E-DCH unterstützt wird, wie für dedizierte Kanäle in Rel99/4/5. Es gibt verschiedene Optionen für die Weise, wie die Aufwärtsverbindungsübertragung im Soft-Handover gesteuert wird. Es kann gerade eine Planungseinheit (Planungsknoten B) geben, die die Aufwärtsverbindungsübertragungen des Benutzergeräts (maximale Datenrate/Leistungsverhältnis) steuert, oder es kann eine Vielzahl von Planungseinheiten geben, z.B. alle Knoten B in der aktiven Menge.

E-DCH-Übertragungen von Benutzergeräten in Soft-Handover können einen Einfluss haben auf die RoT-Variation der mehreren Zellen in der aktiven Menge. Falls z.B. ein Knoten B als die einzige Planungseinheit identifiziert ist, kann die Planung eines Benutzergeräts in SHO ohne Berücksichtigung nichtplanender Zellen in der aktiven Menge zu einer unerwarteten Veränderung des RoT in jenen Zellen führen. Diese Interferenz, die auch als Andere-Zellen-Interferenz bezeichnet wird, kann einen Einfluss auf den durchschnittlichen Zellendurchsatz in jenen Zellen haben.

Gleichung 1 zeigt, dass für ein bezeichnetes Rauschanstiegsziel in dem System ein Anstieg des i-Faktors – definiert als das Verhältnis der Andere-Zellen-Interferenz zur Eigene-Zellen-Interferenz – den durchschnittlichen Zellendurchsatz reduziert. Die Gleichung kann leicht abgeleitet werden aus Basisformeln, die von Holma et al. in "WCDMA for UMTS", Wiley & Sons, <Jahr>, <Kapitel/Seiten>, 2002, Kapitel 8, Seite 174 präsentiert wurden:

Ein Weg zur Reduzierung des i-Faktors und damit der Vergrößerung des durchschnittlichen Zellendurchsatzes ist, das Übertragungen mit hohen Datenrate für Benutzergeräte bei Soft-Handover zu vermeiden. Nur kleine Datenraten werden jenen Benutzergeräten von dem Planungsknoten B zugewiesen. Aber diese Strategie würde andererseits die Abdeckung reduzieren, was im Gegensatz zu einer der Ziele der verbesserten Aufwärtsverbindung steht. Deshalb ist ein anderes Verfahren erforderlich, welches eine effiziente Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung für Benutzergeräte beim Soft-Handover ermöglicht.

Im Fall vielfacher planender Knoten B kann es einige weitere Probleme geben. 11 zeigt ein beispielhaftes Soft-Handover-Szenario, bei dem beide Knoten B in der aktiven Menge Aufwärtsverbindungsübertragungen des Benutzergeräts durch Beschränken der maximal zulässigen Datenrate für E-DCH-Übertragungen steuern. Jeder Knoten reserviert Ressourcen für dieses Benutzergerät entsprechend der signalisierten zulässigen Datenübertragungsrate.

In dem Beispiel weist Knoten B2 dem Benutzergerät Ressourcen für eine maximale Datenrate von 256 kps zu, während Knoten B1 dem Benutzergerät nur Ressourcen bis zu 64 kps zuweist.

Das Benutzergerät würde z.B. die niedrigste Ratenbeschränkung von 64 kps annehmen, um unerwartete Aufwärtsverbindungsinterferenz zum Knoten B1 zu vermeiden. Da jedoch Knoten B2 die von Knoten B1 signalisierte, maximal zulässige Datenrate nicht kennt, hat er dem Benutzergerät Ressourcen zugewiesen, die nicht gebraucht werden. Diese nicht gebrauchte Ressource könnte anderen Benutzergeräten des Knotens B2 zugewiesen werden.

US 6,414,947 B1 betrifft ein zellulares CDMA-Kommunikationssystem mit zwei Basisstationen, deren jede Ressource-Zuweisungseinrichtungen und Kommunikationseinrichtungen für die Kommunikation über eine Funkschnittstelle zu einem Benutzerendgerät in Soft-Handover mit zwei Basisstationen umfasst. Anfängliche Ressource-Planung wird in den zwei Basisstationen durchgeführt und berücksichtigt nur das Benutzerendgerät in Soft-Handover in der zugeordneten Zelle. Die Ressource-Zuweisung wird dann zur nicht-zugeordneten Basisstation kommuniziert, die ihre Ressource-Zuweisung unter Berücksichtigung des Benutzerendgeräts in Soft-Handover aktualisiert.

Das US-Patent 5,914,950 betrifft ein Verfahren und einen Apparat für Rückverbindungsratenplanung in einem Kommunikationssystem mit einer variablen Datenübertragungsrate. Die durch die mobilen Stationen innerhalb eines Mobilkommunikationssystems auf der Rückverbindung verursachte Interferenz begrenzt die maximale Kapazität auf der Rückverbindung innerhalb einer Funkzelle, und der Leistungssteuerungsmechanismus kann nach diesem Dokument eine Begrenzung der Interferenz ermöglichen. Das US-Patent schlägt die Verwendung eines zentralisierten Planungsansatzes vor, bei dem ein Kanalplaner und die Basisstationssteuerungen Übertragungen der ungeplanten und der geplanten Aufgaben über das gesamte CDMA-Netzwerk koordinieren. Die Basisstationssteuerung berechnet die maximal unterstützte Übertragungsrate für die Planungsdaten für jede Zelle, um sicherzustellen, dass die der geplanten Aufgabe für die ferne Station zugewiesene Rückverbindungskapazität von jeder Zelle unterstützt werden kann, welche die ferne Station in Soft-Handover unterstützt. Der Planer verlangt die minimale Übertragungsrate von der bestimmten, maximal unterstützten Übertragungsrate, eine verlangte Übertragungsrate von der jeweiligen fernen Station und eine bevorzugte Übertragungsrate, welche definiert ist als die „maximale geplante Übertragungsrate" für den geplanten Benutzer, d.h. die ferne Station.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren für die Steuerung des Einflusses von Aufwärtsverbindungsübertragungen während eines Soft-Handovers auf den Rauschanstieg über thermisches Rauschen (RoT, Rise over Thermal) vorzusehen.

Das Ziel wird erreicht durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein Hauptaspekt der offengelegten Erfindung ist, eine effiziente RoT-Steuerung vorzusehen durch Vorsehen einer Koordination zwischen den Knoten B der aktiven Menge mittels Signalisierung des Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen, die einem Benutzergerät in Soft-Handover von den Knoten B der aktiven Menge zugewiesen werden. Abhängig von der darunter liegenden Funkzugriffsnetzwerkarchitektur kann die Signalisierung die Daten über eine Netzwerkeinheit übermitteln, welche die Funkressourcen des Benutzergeräts im Soft-Handover steuert.

Eine andere alternative Lösung nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann Gebrauch machen von dem Maximalbetrag der Ressourcen, die von dem Benutzergerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen während eines Soft-Handovers von dem Benutzergerät zu den Knoten B der aktiven Menge verwendet werden, um die oben angeführten Probleme zu überwinden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für die Kommunikation von Information vorgesehen, die sich auf das Planen von Aufwärtsverbindungsübertragungen bezieht. Ein mobiles Endgerät kann Daten auf der Aufwärtsverbindung zu einer Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in einem Mobilkommunikationssystem übertragen. Mindestens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen plant Aufwärtsverbindungsübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover.

Die mindestens eine planende Basisstation der Vielzahl von Basisstationen kann Planungsinformation bestimmen, die bezeichnend ist für einen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen werden können. Der zugewiesene Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen kann mindestens einer anderen Basisstation der Vielzahl von Basisstationen angezeigt werden. Die mindestens eine andere Basisstation kann mindestens ein anderes Endgerät planen, das in Kommunikation mit einer jeweiligen Basisstation steht, wobei es den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen berücksichtigt, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die mindestens eine planende Basisstation die bestimmte Planungsinformation dem mobilen Endgerät in Soft-Handover signalisieren, um dem Endgerät den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen zuzuweisen.

Darüber hinaus kann in einer anderen Ausführungsform der Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen die maximale Datenrate oder die maximale Aufwärtsverbindungssendeleistung anzeigen, die von dem mobilen Endgerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen verwendet werden kann.

Mögliche Verwirklichungen für die Signalisierung des Betrags der Aufwärtsverbindungsressourcen, die einem mobilen Endgerät zugewiesen sind, kann die Nutzung der Steuerung der maximalen TFC des mobilen Endgeräts oder die Signalisierung der zugewiesenen maximalen Aufwärtsverbindungssendeleistung sein. Daher kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die mindestens eine planende Basisstation Aufwärtsverbindungsübertragungen durch Steuerung der TFCS planen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zur Verfügung stehen, oder durch Steuerung der Aufwärtsverbindungssendeleistung des mobilen Endgeräts.

Der angezeigte zugewiesene Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen kann z.B. über eine Netzwerkeinheit transportiert werden, welche die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuert. In einer Variation der obigen Ausführungsform kann das Anzeigen des zugewiesenen Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen das Signalisieren des zugewiesenen Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen von der mindestens einen planenden Basisstation an eine Netzwerkeinheit, die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuert, und das Weiterreichen des zugewiesenen Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen an die anderen Basisstationen durch die Einheit umfassen, die Funkressourcen steuert.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Funkressourcesteuerungseinheit auf der Basis der Zelleninterferenz innerhalb der Funkzelle, die durch jeweilige der anderen Basisstationen bestimmen, ob sie den zugewiesenen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen an jeweilige der anderen Basisstationen weiterreicht. Dadurch kann die Funkressourcesteuerungseinheit die Signalisierungsmenge reduzieren, da Information über den Betrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Aufwärtsverbindungsressourcen nur bei Bedarf von der Funkressourceeinheit weitergereicht wird.

In einer weiteren Variation der obigen Ausführungsformen wird der angezeigte zugewiesene Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen unter Verwendung von Steuerungssignalisierung transportiert.

In einer anderen Variation kann eine planende Basisstation ferner den angezeigten zugewiesenen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen zu dem mobilen Endgerät in Soft-Handover jedesmal dann bestimmen, signalisieren und anzeigen, wenn das mobile Endgerät in Soft-Handover geplant wird.

Alternativ kann der Maximalbetrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Ressourcen nur verteilt werden, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind. In dieser Hinsicht kann die mindestens eine planende Basisstation neue Planungsinformation bestimmen, die bezeichnend ist für einen neuen Maximalbetrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Ressourcen, und kann die bestimmte zweite Planungsinformation dem mobilen Endgerät in Soft-Handover signalisieren, um den neuen Maximalbetrag der Ressourcen dem Endgerät zuzuweisen. Im Gegensatz zu der vorhergehenden Variation der Ausführungsform kann der zugewiesene neue Betrag der Ressourcen nur den anderen Basisstationen angezeigt werden, wenn eine Differenz zwischen dem neuen Betrag der Ressourcen und dem vorherigen Maximalbetrag der Ressourcen größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.

In einer Variation kann die mindestens eine planende Basisstation Information, die den vorbestimmten Schwellwert anzeigt, von einer Netzwerkeinheit empfangen, die die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuert.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung definiert die Vielzahl der Basisstationen die aktive Menge des mobilen Endgeräts in Soft-Handover, und eine Basisstation kann zu der aktiven Menge des mobilen Endgeräts hinzugefügt werden. In dieser Ausführungsform kann die die Funkressource steuernde Einheit den Maximalbetrag der Ressourcen der hinzugefügten Basisstation signalisieren. Somit ist die neue Basisstation, die zu der aktiven Menge hinzugefügt wurde, in Kenntnis des zugewiesenen Maximalbetrags der Ressourcen für Aufwärtsverbindungsübertragungen des mobilen Endgeräts und kann diese Information bei der Planung anderer Aufwärtsverbindungsübertragungen von anderen mobilen Endgeräten in ihrer Zelle beachten.

In einer Variation dieser Ausführungsform kann die Information für die Signalisierung des Maximalbetrags der Ressourcen zu der hinzugefügten Basisstation n innerhalb einer Nachricht enthalten sei, die während der Aktualisierungsprozedur der aktiven Menge kommuniziert wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit von mindestens einer Basisstation der Vielzahl von Basisstationen fordern, den Maximalbetrag der dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesenen Ressourcen an die die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit zu signalisieren.

Es ist zu verstehen, dass die unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung und ihre Variationen auf Szenarios angewendet werden können, in denen eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover an alle Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen plant.

Alternativ plant in einer anderen Ausführungsform der Erfindung jede der Basisstationen Aufwärtsverbindungsübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover zu der jeweiligen einen Basisstation der Vielzahl der Basisstationen.

In dieser Ausführungsform kann z.B. jede der Vielzahl von Basisstationen ferner Planungsinformation bestimmen, die bezeichnend ist für einen Maximalbetrag der Ressourcen, der dem mobilen Endgerät von der jeweiligen Basisstation zuweisbar ist, und kann ferner die bestimmte Planungsinformation an das mobile Endgerät in Soft-Handover signalisieren, um den Maximalbetrag der Ressourcen dem mobilen Endgerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen zu der jeweiligen Basisstation zuzuweisen.

In einer weiteren Variation kann das mobile Endgerät den niedrigsten Maximalbetrag der Ressourcen für Aufwärtsverbindungsübertragungen an alle Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen wählen.

Alternativ kann das mobile Endgerät einen kombinierten Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auf der Basis der unterschiedlicher, zugewiesener Maximalbeträge der Aufwärtsverbindungsressourcen bilden, der von dem mobilen Endgerät für Aufwärtsverbindungsübertragungen an alle Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen verwendet wird.

Ferner kann jede der Vielzahl der Basisstationen ihren zugewiesenen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen einer die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernden Netzwerkeinheit anzeigen und mindestens eine Untermenge der Vielzahl der Basisstationen kann mindestens ein mobiles Endgerät in Kommunikation mit der jeweiligen Basisstation planen unter Berücksichtigung eines kombinierten Werts oder eines niedrigsten Werts eines Maximalbetrags der Ressourcen, die der jeweiligen Basisstation von der Funkressource Einheit signalisiert wurden.

In dieser beispielhaften Variation einer Ausführungsform der Erfindung kann die Funkressourcesteuerungseinheit dann, wenn mehrfache Basisstationen mit dem mobilen Endgerät kommunizieren und Aufwärtsverbindungsübertragungen desselben planen, einen kombinierten Wert oder einen niedrigsten Wert eines Maximalbetrags von Ressourcen auf der Basis der Maximalbeträge zugewiesener Ressourcen bestimmen, die durch die Vielzahl von Basisstationen angezeigt werden, und kann den kombinierten Wert oder den niedrigsten Wert eines Maximalbetrags der Ressourcen von der Funkressourcesteuerungseinheit an eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen signalisieren.

Der kombinierte Wert oder der niedrigste Wert eines Maximalbetrags der Ressourcen kann z.B. an jene Basisstationen signalisiert werden, die einen Maximalbetrag der Ressourcen unterschiedlich von dem bestimmten, kombinierten oder niedrigsten Wert angezeigt haben.

Für die Signalisierung des Maximalbetrags der Ressourcen, der auch als absolute Gewährung bezeichnet wird, von einer Basisstation zu dem mobilen Endgerät kann ein gemeinsamer Kanal oder ein dedizierter Kanal verwendet werden entsprechend einer weiteren Variation der Ausführungsform.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit von mindestens einer Basisstation aus der Vielzahl der Basisstationen den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind. Durch (individuelles) Abfragen der Basisstationen kann die die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit die Signalisierungslast auf Situationen begrenzen, in denen es notwendig erscheint, planungsrelevante Information einzuholen.

In einer anderen Ausführungsform de Erfindung werden die übertragenen Aufwärtsverbindungsdaten von einem E-DCH getragen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Mobilkommunikationssystem, das Information bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen kommuniziert. Ein mobiles Endgerät sendet Daten auf der Aufwärtsverbindung an eine Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in dem Mobilkommunikationssystem. Ferner plant mindestens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover. Das Mobilkommunikationssystem kann das mobile Endgerät in Soft-Handover, die Vielzahl von Basisstationen und eine die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit umfassen. Mindestens eine planende Basisstation der Vielzahl von Basisstationen ist ausgelegt, Planungsinformation zu bestimmen, die bezeichnend ist für einen Maximalbetrag der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen werden können, und die mindestens eine planende Basisstation und die die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit sind ausgelegt, den zugewiesenen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen an die anderen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen anzuzeigen.

Darüber hinaus kann die mindestens eine planende Basisstation in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgelegt sein, die bestimmte Planungsinformation an das mobile Endgerät in Soft-Handover zu signalisieren, um den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen an das Endgerät zu signalisieren.

Ferner können die anderen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen ausgelegt sein, mindestens ein anderes mobiles Endgerät in Kommunikation mit einer jeweiligen Basisstation zu planen unter Berücksichtigung des angezeigten Maximalbetrags der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind das mobile Endgerät in Soft-Handover, die Vielzahl von Basisstationen und eine die Funkressourcen des mobilen Endgerät in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit ausgelegt, die Schritte des Verfahren entsprechend einer der oben beschriebenen, unterschiedlichen Ausführungsformen und ihrer Variationen durchzuführen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Basisstation in einem Mobilkommunikationssystem vor, die Information bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen kommuniziert. Wieder kann ein mobiles Endgerät Daten auf der Aufwärtsverbindung an eine Vielzahl von Basisstationen einschließlich der Basisstation während eines Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in einem Mobilkommunikationssystem übertragen. Unter anderem kann die Basisstation eine Verarbeitungseinrichtung für das Bestimmen von Planungsinformation, die bezeichnend ist für einen Maximalbetrag von Ressourcen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen werden können, und einen Sender umfassen für das Signalisieren der bestimmten Planungsinformation an das mobile Endgerät in Soft-Handover, um den Maximalbetrag der Ressourcen dem Endgerät zuzuweisen. Der Sender kann ausgelegt sein, den Maximalbetrag der Ressourcen einer die Funkressourcen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover steuernde Netzwerkeinheit zu signalisieren.

In einer Variation kann die Basisstation ferner umfassen: einen Empfänger für den Empfang eines Maximalbetrag der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind, von der die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit, und einen Planer für das Planen mindestens eines anderen mobilen Endgeräts in Kommunikation mit der Basisstation unter Berücksichtigung des empfangenen Maximalbetrags der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind.

Darüber hinaus sieht die Erfindung eine Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit in einem Mobilkommunikationssystem vor, die Information bezüglich dem Planen von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen eines mobilen Endgeräts an mindestens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen kommuniziert, wobei das mobile Endgerät in Soft-Handover ist und Aufwärtsverbindungsdaten an die Vielzahl von Basisstationen überträgt. Die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit kann u.a. umfassen: einen Empfänger für den Empfang eines Maximalbetrags der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind, von mindestens einer anderen Basisstation aus der Vielzahl von Basisstationen, und einen Sender für das Signalisieren des empfangenen. Maximalbetrags der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind, an mindestens eine andere Basisstation aus der Vielzahl von Basisstationen.

Nach einer Variation dieser Ausführungsform ist ferner der Empfänger der Funkressourcen steuernden Netzwerkeinheit ausgelegt, einen Maximalbetrag der Ressourcen, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zugewiesen sind, von mindestens einer Untermenge der Vielzahl von Basisstationen zu empfangen, und die Funkressourcen steuernde Netzwerkeinheit kann ferner eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, um einen kombinierten Wert oder einen niedrigsten Wert eines Maximalbetrags der Ressourcen auf der Basis der Maximalbeträge zugewiesener Ressourcen zu bestimmen, die von der Untermenge der Basisstationen angezeigt wurden. Der Sender kann ferner ausgelegt sein, den kombinierten Wert oder den niedrigsten Wert eines Maximalbetrags von Aufwärtsverbindungsressourcen an eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen zu signalisieren.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Funknetzwerksteuerung eine Einrichtung umfassen, die ausgelegt ist, die Schritte eines jeden der obigen, in den zahlreichen Ausführungsformen und ihren Variationen beschriebenen Verfahren durchzuführen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine andere alternative Lösung der oben angegebenen Probleme. Nach dieser Ausführungsform wird ein Verfahren für das Kommunizieren von Information bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen vorgesehen. Nach diesem Verfahren überträgt ein mobiles Endgerät Daten auf einer Aufwärtsverbindung an eine Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in einem Mobilkommunikationssystem, und mindestens eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen plant Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover.

Das mobile Endgerät kann Planungsinformation empfangen, die bezeichnend ist für einen Maximalbetrag von Ressourcen, die dem mobilen Endgerät von der Untermenge der Basisstationen zugewiesen sind, und kann im mobilen Endgerät einen Maximalbetrag der Ressourcen für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen an die Vielzahl der Basisstationen auswählen auf der Basis der empfangenen Maximalbeträge von Ressourcen. Ferner kann das mobile Endgerät der Vielzahl der Basisstationen den gewählten Maximalbetrag von Ressourcen für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen anzeigen.

In einer Variation dieses Verfahrens können die Basisstationen nach dem Empfang des gewählten Maximalbetrags der Ressourcen mindestens ein anderes mobiles Endgerät in Kommunikation mit einer jeweiligen Basisstation planen unter Berücksichtigung des angezeigten, gewählten Maximalbetrags der Ressourcen, den es von dem mobilen Endgerät in Soft-Handover empfangen hat.

In einer weiteren Variation plant eine Untermenge von Basisstationen Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen durch Steuerung der TFCS, die dem mobilen Endgerät in Soft-Handover zur Verfügung stehen, und das mobile Endgerät in Soft-Handover zeigt den gewählten Maximalbetrag der Ressourcen mittels eines TFCS-Zeigers an, der die gewählte TFC für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen anzeigt.

Darüber hinaus kann in einer anderen Variation die Nachricht, die den TFC-Zeiger einer Vielzahl von Basisstationen signalisiert, einen Merker umfassen, der der Vielzahl von Basisstationen anzeigt, dass die maximale Datenrate, die durch den TFC-Indikator innerhalb der Nachricht spezifiziert wird, für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen während des Soft-Handovers von dem mobilen Endgerät verwendet wird.

Ferner betrifft eine andere Ausführungsform der Erfindung ein mobiles Endgerät für die Kommunikation von Information bezüglich der Planung von Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen, wobei das mobile Endgerät Daten auf einer Aufwärtsverbindung an eine Vielzahl von Basisstationen während eines Soft-Handovers des mobilen Endgeräts in einem Mobilkommunikationssystem überträgt. In dieser Ausführungsform plant mindestens eine Untermenge der Vielzahl von Basisstationen Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover. Das mobile Endgerät kann umfassen: einen Empfänger für den Empfang von Planungsinformation in dem mobilen Endgerät, die bezeichnend ist für den Maximalbetrag der dem mobilen Endgerät zugewiesenen Ressourcen, von der Untermenge der Basisstationen, eine Auswahleinrichtung für das Wählen in dem mobilen Endgerät eines Maximalbetrags der Ressourcen für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen an die Vielzahl von Basisstationen auf der Basis der empfangene Maximalbeträge der Ressourcen, und einen Sender für das Anzeigen des gewählten Maximalbetrags der Ressourcen oder der gewählten maximalen Leistung für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen an die Vielzahl von Basisstationen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung in größerem Detail und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ähnliche oder korrespondierende Details in den Zeichnungen sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

1 zeigt die Architektur von UMTS auf hoher Ebene,

2 zeigt die Architektur von UTRAN entsprechend UMTS R99/4/5,

3 zeigt ein Drift- und ein Dienst-Funksubsystem,

4 zeigt die E-DCH-MAC-Architektur,

5 zeigt die MAC-e-Architektur in einem Benutzergerät,

6 zeigt die MAC-e-Architektur in einem Knoten B,

7 zeigt die MAC-e-Architektur in einer RNC,

8 zeigt Transportformatkombinationsmengen für vom Knoten B gesteuerte Planung,

9 zeigt eine beispielhafte Entwickelte UTRAN-Architektur,

10 zeigt eine beispielhafte Planung von Aufwärtsverbindungsübertragungen in einem Zeit- und Ratenplanungsmode,

11 zeigt eine beispielhaft, vom Knoten B gesteuerte Planung eines Benutzergeräts während eines Soft-Handovers,

12 zeigt die Koordination von Knoten B unter Verwendung Iur-/Iub-Signalisierung nach einer Ausführungsform der Erfindung,

13 zeigt ein beispielhaftes Verfahren für die Steuerung des RoT von Aufwärtsverbindungsübertragungen einer Benutzergeräts in Soft-Handover nach einer Ausführungsform der Erfindung,

14 zeigt ein Verfahren für die Steuerung des RoT innerhalb einer Zelle unter Verwendung eines adaptiven Ziel-RoT-Werts, der durch den Knoten B einzuhalten ist, nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

15 zeigt ein beispielhaftes Verfahren von Knoten B, die die maximalen TFC eines Benutzergeräts während eines Soft-Handovers steuern,

16 zeigt die Rel99/4/5 Aufwärtsverbindungs-DPCCH-Rahmenstruktur.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die folgenden Abschnitte beschreiben verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die meisten Ausführungsformen werden nur beispielhaft in Bezug auf ein UMTS-Kommunikationssystem umrissen, und die in den nachfolgenden Abschnitten verwendete Terminologie bezieht sich hauptsächliche auf die UMTS-Terminologie. Jedoch ist nicht beabsichtigt, dass die verwendete Terminologie und Beschreibung der Ausführungsformen hinsichtlich einer UMTS-Architektur die Prinzipien und Ideen der Erfindungen auf solche Systeme begrenzt.

Auch ist beabsichtigt, dass die detaillierten Erläuterungen, die in dem obigen Abschnitt Technischer Hintergrund dargestellt sind, nur einem besseren Verständnis der im Folgenden beschriebenen, hauptsächlich UMTS-spezifischen, beispielhaften Ausführungsformen dienen und nicht verstanden werden als eine Begrenzung der Erfindung auf die beschriebenen spezifischen Verwirklichungen von Prozessen und Funktionen in dem Mobilkommunikationsnetzwerk.

Die Ideen und Prinzipien, die in den folgenden Abschnitten umrissen werden, können anwendbar sein auf Mobilkommunikationssysteme, die Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen während eines Soft-Handovers eines mobilen Benutzergeräts vorsehen, welche von Basisstationen geplant werden. Ferner können die hier umrissenen Prinzipien besonders anwendbar sein auf Systeme, in denen separate Beträge des zulässigen Rauschanstiegs für individuelle Benutzergeräte zugewiesen werden können, und die deshalb eine Rauschanstiegsverwaltung für Benutzergeräte zulassen, insbesondere während eines Soft-Handovers.

Wie oben angezeigt, kann die Erfindung z.B. geeignet sein für die Anwendung in einem UMTS-Mobilkommunikationssystem für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen in einem verbesserten, dedizierten Kanal (E-DCH).

Eine Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, RoT-Verwaltung für Aufwärtsverbindungsübertragungen eines mobilen Endgeräts (z.B. Benutzergerät) während eines Soft-Handovers einzuführen, d.h. in Situationen, in denen das mobile Endgerät mit mehr als einer Basisstation (z.B. Knoten B) gleichzeitig kommuniziert.

Bei Beachtung des beispielhaften Falls, in dem eine einzige Basisstation verantwortlich ist für die Planung der Aufwärtsverbindungsübertragungen des mobilen Endgeräts in Soft-Handover, kann diese Basisstation einen Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen für das mobile Endgerät auswählen, und kann den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen demselben zuweisen. Ferner kann die Basisstation den ausgewählte Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen einer die Funkressourcen des mobilen Endgeräts steuernde Netzwerkeinheit anzeigen, welche entscheidet, ob sie andere, mit dem mobilen Endgerät kommunizierende Basisstationen mit der Information über den Maximalbetrag der von der planenden Basisstation dem mobilen Endgerät zugewiesenen Aufwärtsverbindungsressourcen versorgt.

Die Auswahl und Zuweisung des Maximalbetrags der Aufwärtsverbindungsressourcen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen werden können, kann z.B. ein Teil der planungssteuernden TFCS-Steuerung des Knoten B sein. In der gegenwärtigen UTRAN-Architektur ist die Funknetzwerksteuerungseinheit die S-RNC. Alternativ kann bei Beachtung der entwickelten UTRAN-Architektur der Dienstknoten B die Funkressourcen des mobilen Endgeräts steuern.

Eine andere Ausführungsform beachtet die Möglichkeit, dass alle Basisstationen, die mit dem mobilen Endgerät während eines Soft-Handovers kommunizieren, aktiv Aufwärtsverbindungsübertragungen von dem mobilen Endgerät planen können. Daher können die unterschiedlichen Basisstationen entscheiden, unterschiedliche Maximalbeträge der Aufwärtsverbindungsressourcen dem Endgerät zuzuweisen, was zu dem unerwünschten Effekt auf den RoT führt, wie oben beschrieben. In dieser Ausführungsform der Erfindung können die Basisstationen (oder mindestens jene, die Übertragungen auf der Aufwärtsverbindung planen) die Funkressourcesteuerungseinheit über den Maximalbetrag der Aufwärtsverbindungsressourcen informieren, der dem mobilen Endgerät von jeder der Basisstationen zugewiesen wurde.

Die Funkressourcesteuerungseinheit kann unterschiedliche Strategien verwenden, um einen geeigneten Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auszuwählen, der von allen Basisstationen in Kommunikation mit dem mobilen Endgerät dem mobilen Endgerät zugewiesen werden kann. Dieser ausgewählte Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen kann dann den individuellen Basisstationen angezeigt werden, die diese Information für die Planung des mobilen Endgeräts verwenden können, für die die jeweilige Basisstation verantwortlich ist.

Z.B. kann die Funkressourcesteuerungseinheit den niedrigsten angezeigten Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen oder einen kombinierten Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auszuwählen, der z.B. der durchschnittliche Betrag der Aufwärtsverbindungsressourcen auf der Basis der angezeigten Beträge der Aufwärtsverbindungsressourcen sein kann.

Diese beispielhaften Ausführungsformen und ihre Variationen werden in den folgenden Abschnitten für beispielhafte Zwecke in größerem Detail hinsichtlich der Aufwärtsverbindungsübertragungen auf dem E-DCH und der gegenwärtigen UTRAN-Architektur beschrieben.

Wie bereits oben angeführt, ist ein Problem in einem Soft-Handover-Szenario, dass der Knoten B der aktiven Menge keine Kenntnis hat von der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation der anderen Knoten B innerhalb der aktiven Menge. Ferner brauchen die Knoten B keine Kenntnis zu haben von den planungsbezogenen Kommandos, z.B. maximale Datenrate, die zugewiesen werden kann, welche von den anderen Knoten B der aktiven Menge signalisiert wurden. Ein Weg, dieses Problem zu überwinden, ist die Einführung einer gewissen Koordination unter den Knoten B der aktiven Menge.

Wenn es nur eine planende Einheit im Soft-Handover gibt, z.B. die beste Abwärtsverbindungszelle, sind die nicht-planenden Knoten B ohne Kenntnis der maximal zugewiesenen TFC (maximale Datenrate) von dem planenden Knoten B. Deshalb kann das Benutzergerät einen signifikanten Beitrag von unerwartetem Aufwärtsverbindungsrauschanstieg in den Funkzellen jener nicht-planenden Knoten B verursachen.

Um diesen unerwarteten Aufwärtsverbindungsrauschanstieg zu vermeiden, und daher eine effizientere RoT-Steuerung vorzusehen, kann der planende Knoten B die anderen Knoten B der aktiven Menge über die maximale, dem Benutzergerät zugewiesene TFC informieren. Dies kann z.B. erreicht werden durch Steuerungssignalisierung über die Iub/Iur-Schnittstellen.

Zuerst kann der planende Knoten B die maximale TFC (Datenrate) für das Benutzergerät bestimmen z.B. auf der Basis der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation in seiner eigenen Zelle und/oder auf der Basis von Planungsanforderungen von dem Benutzergerät. Der planende Knoten B kann die „maximal zugewiesene TFC" an die S-RNC signalisieren, z.B. durch Steuerungssignalisierung über Iub/Iur.

Die S-RNC kann als Nächstes die anderen Knoten B der aktiven Menge über die „maximale zugewiesene TFC" durch Steuerungssignalisierung über Iub/Iur informieren. Die Knoten B der aktiven Menge können diesen signalisierten Wert für die Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung in ihren Funkzellen berücksichtigen. Da die anderen nicht-planenden Knoten B nun Kenntnis von der zugewiesenen maximalen TFC haben, wird kein unerwarteter Aufwärtsverbindungsrauschanstieg von dem Benutzergerät verursacht. Die Knoten B können diese signalisierten „maximalen TFC" für die Planung anderer Benutzergeräte innerhalb ihrer jeweiligen Funkzellen nehmen.

In einer Variation kann der planende Knoten B z.B. die anderen Knoten B der aktiven Menge über die maximale, dem Benutzergerät zugewiesene Datenrate jedesmal dann informieren, wenn er das Benutzergerät in Soft-Handover plant. In einer anderen Variation kann der planende Knoten B die anderen Knoten B innerhalb der aktiven Menge über eine neu zugewiesene, maximale TFC informieren, falls es eine signifikante Differenz im Vergleich zu der zuvor zugewiesenen, maximalen TFC gibt. Die Signifikanz der Differenz kann z.B. bestimmt werden auf der Basis eines Schwellwerts. Diese Operation kann z.B. die Iub/Iur-Signalisierungslast reduzieren.

Ein Beispiel, das das oben beschriebene Verfahren exemplarisch demonstrieren soll, wird in 12 gezeigt. Das Benutzergerät ist zuerst in Verbindung mit Knoten B1. Die "vom Knoten B1 gesteuerte TFC-Untermenge" wird im Knoten B1 und im Benutzergerät aktualisiert entsprechend basierend auf Signalisierung zwischen Benutzergerät und Knoten B1. Wenn das Benutzergerät Soft-Handover beginnt, wird eine neue Funkverbindung zwischen Benutzergerät und Knoten B2 eingerichtet, d.h. der Knoten B2 wird der aktiven Menge hinzugefügt.

Wenn die S-RNC die Aktualisierung der aktiven Menge auf der Basis der Messergebnisse anstößt, die von dem Benutzergerät berichtet werden, kann sie den Knoten B1 auffordern, die dem Benutzergerät zugewiesene "maximale TFC" zu signalisieren. Die S-RNC kann die empfangene Information über die "maximale TFC" von dem Knoten B1 an den Knoten B2 übergeben.

Bei Beachtung z.B. von beispielhaften Zwecken der Funkverbindungshinzufügung in einem UMTS-Netzwerk, verlangt das Hinzufügen einer neuen Funkverbindung zu der aktiven Menge einige Iub- und RRC-Signalisierung. Deshalb gibt es kein Problem hinsichtlich Verzögerungen durch Anwendung des vorgeschlagenen Mechanismus.

Nach dem Empfang der "maximalen TFC" von der S-RNC kann der Knoten B2 Ressourcen für das Benutzergerät reservieren und den Aufwärtsverbindungsrauschanstieg in seiner Zelle effizienter verwalten.

In einem anderen beispielhaften Soft-Handover-Szenario nach einer weiteren Variation dieser Ausführungsform ist für vielfache Knoten B zulässig, Planungskommandos an das Benutzergerät zu senden, z.B. steuern alle Knoten B der aktiven Menge die Aufwärtsverbindungsübertragungen durch TFC-Einschränkungen.

Wenn beispielsweise das in 14 gezeigte Soft-Handover-Szenario angenommen wird, weist Knoten B1 Datenraten bis zu TFC6 und Knoten B2 Datenraten bis zu TFC8 entsprechend der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation in ihren eigenen Zellen dem Benutzergerät zu. Um die Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung zu optimieren, können die Knoten B der aktiven Menge ihre dem Benutzergerät zugewiesene "maximale TFC" der S-RNC signalisieren. Die S-RNC kann eine "angenommene maximale TFC" bestimmen und die Knoten B der aktiven Menge über die bestimmte "angenommene maximale TFC" informieren.

Die Knoten B können den signalisierten Wert für die Planung anderer Benutzergeräte berücksichtigen, d.h. ungenutzte Ressourcen neu zuweisen. In dieser beispielhaften Operation kann die "angenommene maximale TFC" von dem Netzwerk (S-RNC) bestimmt werden. Wenn eine entwickelte UTRAN-Architektur beachtet wird, können die Aufgaben der S-RNC durch den Dienstknoten B durchgeführt werden.

Die Bestimmung der "angenommene maximale TFC" kann im Fall eines Empfangs vielfacher Planungskommandos von dem Verhalten des Benutzergeräts abhängen. Wenn das Benutzergerät z.B. verpflichtet ist, immer die niedrigste zuweisbare Datenrate als die maximale E-DCH-Übertragungsdatenrate zu wählen, dann sollte die S-RNC ebenfalls die niedrigste zuweisbare TFC als die "angenommene maximale TFC" wählen.

Um Iub-/Iur-Steuerungssignalisierungslast zu reduzieren, kann die S-RNC in einer anderen Variation dieser Ausführungsform die "angenommene maximale TFC" nur jenen Knoten B der aktiven Menge signalisieren, deren zugewiesene maximale TFC stark von der "angenommenen maximalen TFC" abweicht, z.B. wenn die Abweichung einen Schwellwert übersteigt. Es wird bemerkt, dass es für ein individuelles Benutzergerät eine von der S-RNC konfigurierte TFCS geben kann, so dass alle Knoten B in der aktiven Menge dieses Benutzergeräts die vom Knoten B gesteuerte Planung mit TFC-Beschränkung auf der Basis dieser einen von der S-RNC konfigurierten TFCS vornehmen (siehe 8).

In einer unterschiedlichen Variation dieser Ausführungsform kann die RNC die Ressource-Zuweisung unter den Knoten B der aktiven Menge koordinieren auf der Basis von z.B. der Zellenlast oder der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation in den jeweiligen Zellen. Aufgrund der Bereitstellung von Zugangssteuerung durch die RNC, welche ein Verfahren der Funkressourcenutzung ist, kann die gegenwärtige Lastsituation des Ziels und der umgebenden Zellen in dem Netzwerk der RNC bereits bekannt sein. Ein Knoten B in der aktiven Menge kann die Aufwärtsverbindungsinterferenz in seiner Zelle messen und die Messergebnisse der RNC z.B. über NBAP-Signalisierung berichten.

Da die RNC Kenntnis von der Zellenlast und der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation der Knoten B der aktiven Menge hat, kann sie auf der Basis dieser Kenntnis entscheiden, wann eine Koordination der zugewiesenen Ressourcen durchgeführt werden soll, wenn z.B. eine "angenommene maximale TFC" an die Knoten B der aktiven Menge signalisiert werden sollte.

Die Koordination unter den Knoten B der aktiven Menge durch die S-RNC kann z.B. jedesmal durchgeführt werden, wenn das Benutzergerät eine Planungsanforderung an die Knoten B sendet, oder es könnte auch durch die S-RNC angestoßen werden, z.B. wenn die aktive Menge aktualisiert wird.

Wie oben beschrieben, kann effiziente RoT-Steuerung in Soft-Handover vorgesehen werden durch Koordination unter den Knoten B der aktiven Menge über Iub-/Iur-Signalisierung. Der planende Knoten B oder mehrere Knoten B in der aktiven Menge können die anderen Knoten B innerhalb der aktiven Menge über ihre zuweisbare maximale TFC informieren. In der Rel99/4/5-UMTS-Architektur kann dieses Informieren durchgeführt werden über die S-RNC durch Iub-/Iur-Signalisierung.

In der entwickelten UTRAN-Architektur können die Knoten B+ durch die Iur+-Schnittstelle miteinander verbunden sein. Die oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung von Steuerungssignalisierung zwischen den Knoten B der aktiven Menge können auch auf die entwickelte UTRAN-Architektur angewendet werden. Die Knoten B+, entweder nur der planende Knoten B+ oder alle Knoten B+ der aktiven Menge, informieren die anderen Knoten B+ innerhalb der aktiven Menge direkt über die maximal zuweisbare TFC über die Iur+-Schnittstelle durch Senden von Steuerungsinformation.

Eine andere Variation der Ausführungsform beachtet die Planung im Leistungsbereich. Wenn die Planung im Leistungsbereich durchgeführt wird, braucht die Planungseinheit die Aufwärtsverbindungsdatenrate des Benutzergeräts nicht durch TFC-Einschränkung einzuschränken, sondern kann alternativ die Aufwärtsverbindungssendeleistung steuern.

In einem CDMA-System ist die von einer mobilen Station gesehene Interferenz eine Funktion der Sendeleistung von störenden Benutzern. Die Sendeleistung ist gewöhnlich direkt mit der Datenrate verbunden. Eine geringere Bitrate verlangt z.B. eine niedrigere Sendeleistung, um dieselbe Qualität zu erreichen (unter der Annahme, dass die Kanalbedingungen nicht verändert sind). Deshalb kann ein Knoten B zum Erreichen einer gewünschten Leistung für alle Benutzer und zur Steuerung des Aufwärtsverbindungsrauschanstiegs in einer Zelle die Sendeleistung eines Benutzers direkt steuern. Ein beispielhafte mögliche Verwirklichung kann sein, den Verstärkungsfaktor des E-DPDCH zu steuern. In diesem Ansatz wird das Leistungsverhältnis zu dem DPCCH an das Benutzergerät signalisiert.

Nach dieser Variation der Ausführungsform der Erfindung kann eine effiziente RoT-Steuerung im Soft-Handover auch erreicht werden durch Verwendung von Leistungsbereichsplanung. In diesem Fall würde z.B. ein "angenommenes maximales Leistungsverhältnis" zwischen den Knoten B der aktiven Menge signalisiert werden, ähnlich den oben beschriebenen Verfahren.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf weitere alternative Lösungen für die Verwaltung des Rauschanstiegs über das thermische Rauschen durch eine Funkressourcesteuerungsnetzwerkeinheit des mobilen Endgeräts in Soft-Handover. Um den Pegel der Zwischen-Zellen-Interferenz auf einem vernünftigen Pegel zu halten, kann die RNC (die als die Funkressourcesteuerungsnetzwerkeinheit dient) nach dieser Ausführungsform z.B. den Ziel-RoT innerhalb einer Zelle steuern, der durch eine individuellen Knoten B gesteuert wird.

Der gesamte RoT im Knoten B kann z.B. von thermischem Rauschen, Andere-Zellen-Interferenz, Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen von (Rel99)-Kanälen und den E-DCH-Kanälen herrühren. Die Last, die von Echtzeitverkehr, Interferenz von anderen Zellenbenutzern und Rauschen verursacht, wird insgesamt nicht-steuerbare Last genannt. Die verfügbare Kapazität, der RoT-Abstand, der für die Planung von E-DCH-Verkehr verwendet werden kann, ist die Kapazität, die nicht für die nicht-steuerbare Last verwendet wird, was in 13 gezeigt wird.

Große RoT-Variationen in einer Zelle können die Wirkung auf benachbarte Zellen als große Variationen der Zwischen-Zellen-Interferenz haben. Da die Genauigkeit der Messungen der Zwischen-Zellen-Interferenz in einem Knoten B degradiert wird, wenn die Fluktuation der Zwischen-Zellen-Interferenz größer wird, kann der Knoten B einen unerwarteten Rauschanstieg erfahren, der einen Einfluss auf die Qualität der Aufwärtsverbindungskanäle haben kann. Um die Zwischen-Zellen-Interferenz insbesondere in einem SHO-Szenario zu steuern, könnte die RNC den Ziel-RoT der Zellen begrenzen (steuern).

Durch Reduzieren des RoT in einer Zelle, wird die Zwischen-Zellen-Interferenz benachbarter Zellen ebenfalls reduziert. Die RNC kann z.B. das Ziel-RoT an die Knoten B signalisieren. Die RNC kann den Rauschanstieg, der durch die individuellen Knoten B ihrer benachbarter Zellen verursacht wird, bewerten und kann die vom Knoten B gesteuerte Planung durch Anpassung des einem jeweiligen Knoten B verfügbaren Ziel-RoT beeinflussen, um den Rauschanstieg innerhalb benachbarter Zellen besser zu steuern.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht eine alternative Lösung vor durch Vorsehen einer effizienten RoT-Steuerung in Soft-Handover unter Verwendung einer Rücksignalisierung von dem Benutzergerät.

Einige Probleme in einem Soft-Handover-Szenario können resultieren von der dezentralisierten Planung in HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, Aufwärtsverbindungspaketzugriff hoher Geschwindigkeit). Da ein planender Knoten B z.B. keine Kenntnis hat von der Aufwärtsverbindungsrauschanstiegssituation der anderen Knoten B der aktiven Menge, können E-DCH-Übertragungen entsprechend der zuweisbaren maximalen Datenrate des planenden Knoten B einen signifikanten Betrag von unerwartetem Rauschanstieg in anderen Knoten B der aktiven Menge verursachen.

In Folgenden wird ein Verfahren für effiziente RoT-Steuerung unter Verwendung von Benutzergerät-Rücksignalisierung in einem beispielhaften Soft-Handover-Szenario beschrieben.

Wenn ein Benutzergerät nicht in einem Soft-Handover-Zustand ist, steht es in Verbindung mit nur einem Knoten B. Der Planer in diesem Knoten B steuert innerhalb der durch die RNC gesetzten Grenzen die Menge der TFC, aus der das Benutzergerät eine geeignet TFC für die Übertragung auf dem E-DCH auswählen kann. Die "vom Knoten B gesteuerte TFC-Untermenge" wird dem Benutzergerät in der Form eines TFC-Zeigers signalisiert, der auf die maximal zulässige TFC zeigt. Dieser Zeiger wird in dem Benutzergerät und in dem Knoten B entsprechend aktualisiert durch planung-bezogene Steuerungssignalisierung. in diesem in 14 gezeigten, beispielhaften Soft-Handover-Szenario umfasst die "vom Knoten B1 gesteuerte TFC-Untermenge" die TFC bis zu TFC6. Daher zeigt der Zeiger auf TFC6.

Wenn das Benutzergerät ein Soft-Handover beginnt, wird der Knoten B2 zu der aktiven Menge hinzugefügt. Der Knoten B2 weist dem Benutzergerät Ressourcen zu und bestimmt die "vom Knoten B1 gesteuerte TFC-Untermenge" entsprechend der Aufwärtsverbindungsinterferenzsituation in seiner Zelle. Der Knoten B2 signalisiert dem Benutzergerät die maximal zulässige TFC (TFC-Zeiger). In dem Beispiel umfasst die "vom Knoten B2 gesteuerte TFC-Untermenge" alle TFC in den TFCS bis zu TFC8. Deshalb hat das Benutzergerät 2 unterschiedliche TFC-Zeiger in seinem TFCS, die auf die maximale TFC zeigen, welche von den korrespondierenden Knoten B geplant wurden.

Es gibt unterschiedliche Optionen, wie das Benutzergerät diese Situation lösen kann. Das Benutzergerät kann entweder einer "konservativen" Strategie folgen, was bedeutet, dass das Benutzergerät die niedrigste durch die TFC-Zeiger angezeigte, zugewiesene maximale Datenrate auswählt. Somit wird kein unerwarteter Rauschanstieg in den Zellen verursacht werden, da das Benutzergerät eine Datenrate auswählt, die innerhalb eines jeden vom Knoten B gesteuerten TFCS liegt. Nach Signalisierung der Entscheidung des Benutzergeräts an alle Knoten B der aktiven Menge haben alle Knoten B der aktiven Menge Kenntnis davon und können Aufwärtsverbindungsrauschanstieg in ihrer eigenen Zelle verwalten.

Alternativ kann das Benutzergerät auch eine "aggressive" Strategie verfolgen, um die Zweideutigkeit aufzulösen, d.h. das Benutzergerät kann die höchste zugewiesene Datenrate auswählen. Diese Strategie würde einen größeren Durchsatz für das Benutzergerät vorsehen, aber würde andererseits einen signifikanten Betrag an unerwartetem Rauschanstieg in den Knoten B verursachen, die Ressourcen nur für geringere Datenraten reserviert haben.

Natürlich existieren andere Alternativen wie die Auswahl durch das Benutzergerät einer dazwischen liegenden Datenrate höher als die niedrigste Datenrate aber niedriger als die höchste Datenrate, die zur Verwendung zugelassen ist.

In dem Fall, dass das Benutzergerät die konservative Strategie verfolgt, kann es den Kommandos vom Knoten B1 in dem in 14 gezeigten, beispielhaften Soft-Handover-Szenario folgen. Da jedoch der Knoten B2 keine Kenntnis hat von der maximalen zuweisbaren Datenrate durch den Knoten B1, hat er effektiv einen Rauschanstieg zugewiesen, der von dem Benutzergerät nicht genutzt wird.

Deshalb kann das Benutzergerät die so genannte "angenommene maximale Datenrate" (maximale TFC) auf der Basis der von Knoten B1 und Knoten B2 signalisierten, maximalen TFC durch Anwenden einer der oben angeführten Strategien bestimmen, und diesen bestimmten Wert den Knoten B in der aktiven Menge signalisieren. Die Bestimmung der "angenommenen maximalen Datenrate" könnte auch auf der Basis z.B. der dem Benutzergerät verfügbaren Sendeleistung oder Pufferbelegung durchgeführt werden.

Wenn das Benutzergerät die "angenommene maximale TFC" (maximale Datenrate) an die Knoten B der aktiven Menge signalisiert, wird es keinen von diesem Benutzergerät verursachten, unerwarteten Aufwärtsverbindungsrauschanstieg in den Zellen der aktiven Menge geben, da die Knoten B nun Kenntnis haben von der maximalen Datenrate der E-DCH-Übertragungen von diesem Benutzergerät.

Die Knoten B können diese signalisierte TFC-Begrenzung für die Planung anderer Benutzergeräte in der Zelle berücksichtigen, was eine bessere RoT-Steuerung und daher vergrößerte Kapazität vorsieht. Der Knoten B2 könnte z.B. reservierte, ungenutzte Ressourcen anderen Benutzergeräten zuweisen, falls das Endgerät die konservative Strategie annehmen würde. 15 zeigt das beispielhafte Soft-Handover-Szenario von 14 nach einer Ausführungsform der Erfindung nach Anwendung eines RoT-Steuerungsverfahrens. Daher ist in diesem Aspekt die Steuerung des RoT durch Benutzergerätsignalisierung und durch Knoten-B-Signalisierung ähnlich.

Von einem prozeduralen Standpunkt kann das Verfahren nach dieser veranschaulichten Ausführungsform wie folgt beschrieben werden. Die Knoten B der aktiven Menge können einem Benutzergerät in SHO eine maximale Datenrate (TFC) auf der Basis z.B. der Aufwärtsverbindungsrauschanstiegssituation in ihren Zellen und planungs-bezogener Steuerungssignalisierung von dem Benutzergerät zuweisen. Die maximale zugewiesene TFC (TFCS-Zeiger) wird dem Benutzergerät signalisiert. Das Benutzergerät kann eine "angenommene maximale TFC" auf der Basis der signalisierten maximalen zugewiesenen Datenraten von den Knoten B der aktiven Menge bestimmen, z.B. die niedrigste zuweisbare Datenrate (TFC) und kann die bestimmte "angenommene maximale TFC" den Knoten B der aktiven Menge signalisieren. Als Nächstes können die Knoten B der aktiven Menge andere Benutzergeräte in ihren Zellen unter Berücksichtigung der signalisierten "angenommenen maximalen TFC" planen.

Die beispielhafte Prozedur kann auch verwendet werden, wenn es nur eine Planungseinheit in einem Soft-Handover-Szenario gibt. Da die nicht-planenden Knoten B keine Kenntnis von der dem Benutzergerät zugewiesenen maximalen Datenrate haben, können die E-DCH-Übertragungen einen unerwartete Aufwärtsverbindungsrauschanstieg in jenen Zellen verursachen. Daher können die Knoten B dann, wenn ein Benutzergerät die maximale von der Planungseinheit zugewiesene Datenrate an die Knoten B signalisiert, diesen Wert für eine präzisere Aufwärtsverbindungsrauschanstiegsverwaltung in ihren Zellen beachten.

Um die Signalisierungslast und daher die von der Signalisierung der "angenommenen maximalen TFC" verursachten Aufwärtsverbindungsinterferenz zu reduzieren, kann eine Variation dieses Verfahrens sein, dass das Benutzergerät die "angenommene maximale TFC" den Knoten B der aktiven Menge nur dann signalisiert, wenn die Differenz in der Ratenbeschränkungen zwischen den Knoten B groß ist, z.B. einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.

Das Benutzergerät kann die "angenommene maximale TFC" entweder unter Verwendung von Physische-Schicht-Signalisierung oder durch RRC-Signalisierung signalisieren.

Unter Verwendung von Physische-Schicht-Signalisierung kann die "angenommene maximale TFC" z.B. durch Wiederverwendung des verbesserten dedizierten physischen Steuerungskanals (E-DPCCH) signalisiert werden, der dem dedizierten physischen Datenkanal zugeordnet ist, auf dem der E-DCH übertragen wird.

Eine verbesserte Rahmenstruktur des E-DPCCH nach einer Ausführungsform der Erfindung könnte basiert werden auf der Rahmenstruktur des Rel99/4/5-DPCCH, die in 16 gezeigt wird.

Der Aufwärtsverbindungs-DPCCH verwendet eine Schlitzstruktur mit 15 Schlitzen über dem 10-ms-Funkrahmen. Jeder Schlitz hat vier Felder, die für Pilotbits, TFCI-Bits, TPC-(Transmission Power Control, Übertragungsleistungssteuerung)-Bits und FBI-(Feedback Information, Rückinformations)-Bits zu verwenden sind. Der Transportformatkombinationsindikator (TFCI) informiert den Benutzer über die spontane Transportformatkombination des DCH, die auf den gleichzeitig gesendeten Aufwärtsverbindungs-DPCDH-(dedicated physical data channel, dedizierter physischer Datenkanal)-Funkrahmen abgebildet ist. Der TFCI trägt das Transportformat desselben.

Wenn das Benutzergerät die "angenommene maximale TFC" an die Knoten B der aktiven Menge signalisiert, braucht es keine Daten auf dem E-DPDCH in demselben Rahmen zu geben. Da die Knoten B versuchen würden, den E-DPDCH-Rahmen zu decodieren, was zu Fehlern führen könnte, kann es machbar sein, den Knoten B explizit anzuzeigen, dass auf dem DCH keine Daten vorhanden sind.

Als eine Verbesserung nach dieser Ausführungsform der Erfindung kann z.B. ein extra 1-Bit-Merker als ein Indikator für die Anwesenheit von Daten auf dem E-DPDCH verwendet werden. Wenn der Merker gesetzt ist, informiert er die Knoten B, dass der TFCI-Wert in dem jeweiligen Feld eines jeden Schlitzes in der DPCCH-Struktur mit dem "angenommenen maximalen TFC" korrespondiert, die das Benutzergerät in Soft-Handover verwendet. Daher brauchen die Knoten B der aktiven Menge nicht zu versuchen, den korrespondierenden E-DPDCH-Rahmen zu decodieren, sondern brauchen nur den TFCI-Wert herauszuziehen und ihn als die "angenommene maximale TFC" zu interpretieren.

Falls der Merker nicht gesetzt ist, kann die übliche Operation für Aufwärtsverbindungsdatenübertragungen auf E-DCH durchgeführt werden.

Eine andere Möglichkeit, die Anwesenheit von Daten auf dem E-DPDCH ohne explizites Signalisieren mittels eines Merkers anzuzeigen, kann sein, dass die Rahmenstruktur von 16 verwendet wird, und dass die Signalisierung der "angenommenen maximalen TFC" direkt durch den TFCI-Wert angezeigt wird. Wenn z.B. das führende Bit des TFCI-Werts auf 1 gesetzt ist, kann dies eine signalisierte "angenommene maximale TFC" anzeigen, d.h. keine Daten auf dem E-DPDCH. Die dem Anfangsbit folgenden Bits definieren dann den angenommenen TFC-Wert. Falls das führende Bit des TFCI-Werts Null ist, dann zeigen die restlichen Bits die TFC an, die für die übertragenen Aufwärtsverbindungsdaten auf dem E-DPDCH verwendet wird.

Alternativ kann das Benutzergerät auch die Knoten B der aktiven Menge über die "angenommene maximale TFC" unter Verwendung von RRC-Signalisierung informieren. Das Benutzergerät kann zuerst die TFC-Begrenzung an die RRC-Einheit in der S-RNC signalisieren, die dann den Wert an die Knoten B der aktiven Menge über Iub-/Iur-Signalisierung weiterreichen würde. Jedoch kann dieses Verfahren im Vergleich zu der Physische-Schicht-Signalisierung signifikant längere Signalisierungsverzögerungen erfahren aufgrund der Iub-/Iur-Schnittstellenverzögerung und der 80-ms-Verschränkungslänge, die für RRC-Signalisierung verwendet wird.


Anspruch[de]
Verfahren zum Übertragen von Informationen bezüglich der Planung von Uplink-Datensendevorgängen, wobei ein mobiles Endgerät Daten auf dem Uplink während Soft-Handover des mobilen Endgerätes in einem Mobilkommunikationssystem zu einer Vielzahl von Basisstationen sendet, und wobei wenigstens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen eine Planung von Uplink-Datensendevorgängen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover durchführt und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Bestimmen von Planungsinformationen, die eine maximale Menge an Uplink-Ressourcen anzeigen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen werden, an der wenigstens einen die Planung durchführenden Basisstation der Vielzahl von Basisstationen,

Informieren wenigstens einer anderen Basisstation der Vielzahl von Basisstationen über die zugewiesene maximale Menge an Uplink-Ressourcen, und

Durchführen der Planung wenigstens eines anderen mobilen Endgerätes durch die wenigstens eine andere Basisstation, wobei das wenigstens eine andere mobile Endgerät mit einer jeweiligen Basisstation unter Verwendung der angezeigten maximalen Menge an Uplink-Ressourcen kommuniziert, die dem mobilen Endgerät im Soft-Handover zugewiesen wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren den Schritt des Signalisierens der bestimmten Planungsinformationen durch die wenigstens eine, die Planung durchführende Basisstation an das mobile Endgerät im Soft-Handover umfasst, um dem mobilen Endgerät die maximale Menge an Ressourcen zuzuweisen, die für Uplink-Datensendevorgänge verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die maximale Menge an Ressourcen die maximale Datenrate oder das maximale Uplink-Sendeleistungsverhältnis anzeigt, die/das von dem mobilen Endgerät für Uplink-Sendevorgänge verwendet werden kann. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die wenigstens die Planung durchführende Basisstation eine Planung von Uplink-Datensendevorgängen durchführt, indem sie das Transport-Format-Kombinations-Set steuert, das dem mobilen Endgerät im Soft-Handover für das Senden von Uplink-Daten zur Verfügung steht oder indem sie das Uplink-Sendeleistungsverhältnis des mobilen Endgerätes steuert. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die angezeigte zugewiesene maximale Menge an Uplink-Ressourcen über eine Netzwerkeinheit transportiert wird, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert, und

wobei das Anzeigen der zugewiesenen maximalen Menge an Uplink-Ressourcen die folgenden Schritte umfasst:

Signalisieren der zugewiesenen maximalen Menge an Ressourcen von der wenigstens einen die Planung durchführenden Basisstation zu einer Netzwerkeinheit, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert, und

Weiterleiten der zugewiesenen maximalen Menge an Ressourcen zu den anderen Basisstationen durch die Funkressourcen-Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Funkressourcen-Steuereinheit auf Basis der Zelleninterferenz innerhalb der Funkzelle, die durch die jeweilige eine der anderen Basisstationen gesteuert wird, bestimmt, ob die zugewiesene maximale Menge an Uplink-Ressourcen zu einer entsprechenden der anderen Basisstationen weitergeleitet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die angezeigte zugewiesene maximale Menge an Uplink-Ressourcen unter Verwendung von Steuersignalisierung transportiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die die Planung durchführende Basisstation die dem mobilen Endgerät im Soft-Handover zugewiesene maximale Menge an Uplink-Ressourcen jedes Mal bestimmt, signalisiert und anzeigt, wenn die Planung des mobilen Endgerätes im Soft-Handover durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das des Weiteren die Schritte umfasst, Bestimmen neuer Planungsinformationen durch die wenigstens eine die Planung durchführende Basisstation, wobei die neuen Planungsinformationen eine neue maximale Menge an Ressourcen anzeigen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen wird,

Signalisieren der bestimmten neuen Planungsinformationen durch die wenigstens eine die Planung durchführende Basisstation an das mobile Endgerät im Soft-Handover, um dem Endgerät die neue maximale Menge an Ressourcen zuzuweisen, und

Informieren der anderen Basisstation über die zugewiesene neue Menge an Ressourcen, wenn eine Differenz zwischen der neuen Menge an Ressourcen und der vorhergehenden maximalen Menge an Ressourcen größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 9, das des Weiteren den Schritt des Empfangens von Informationen, die den vorgegebenen Schwellenwert anzeigen, durch die wenigstens eine die Planung durchführende Basisstation von einer Netzwerkeinheit umfasst, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Vielzahl von Basisstationen das Active Set des mobilen Endgerätes im Soft-Handover definiert, und

wobei das Verfahren des Weiteren die Schritte umfasst:

Hinzufügen einer Basisstation zu dem Active Set des mobilen Endgerätes, und

Signalisieren der maximalen Menge an Ressourcen, die dem mobilen Endgerät im Soft-Handover zugewiesen wird, zu der hinzugefügten Basisstation durch die Funkressourcen-Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei Informationen zum Signalisieren der maximalen Menge an Ressourcen zu der hinzugefügten Basisstation in einer Nachricht enthalten sind, die während des Vorgangs des Aktualisierens des Active Set übertragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen eine Planung von Uplink-Datensendevorgängen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover zu allen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen durchführt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei jede der Basisstationen eine Planung von Uplink-Datensendevorgängen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover zu der jeweiligen einen der Vielzahl von Basisstationen durchführt. Verfahren nach Anspruch 14, wobei jede der Vielzahl von Basisstationen Planungsinformationen bestimmt, die eine maximale Menge an Ressourcen anzeigen, die dem mobilen Endgerät durch die jeweilige Basisstation zugewiesen wird, und die bestimmten Planungsinformationen dem mobilen Endgerät im Soft-Handover signalisiert, um die maximale Menge an Ressourcen dem Endgerät für das Senden von Uplink-Daten zu der jeweiligen Basisstation zuzuweisen. Verfahren nach Anspruch 15, das des Weiteren den Schritt des Auswählens der geringsten zugewiesenen maximalen Menge an Ressourcen für Uplink-Sendevorgänge zu allen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen durch das mobile Endgerät umfasst. Verfahren nach Anspruch 16, das des Weiteren den Schritt des Formens einer kombinierten maximalen Menge an Uplink-Ressourcen aus den zugewiesenen maximalen Mengen an Uplink-Ressourcen, die durch das mobile Endgerät für Uplink-Sendevorgänge zu allen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen verwendet wird, durch das mobile Endgerät umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei jede der Vielzahl von Basisstationen ihre zugewiesene maximale Menge an Ressourcen einer Netzwerkeinheit anzeigt, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert, und wenigstens eine Teilgruppe der Vielzahl von Basisstationen eine Planung wenigstens eines mobilen Endgerätes, das mit der jeweiligen Basisstation kommuniziert, unter Berücksichtigung eines kombinierten Wertes oder eines niedrigsten Wertes einer maximalen Menge an Ressourcen durchführt, die der jeweiligen Basisstation von der Funkressourcen-Steuereinheit signalisiert wird. Verfahren nach Anspruch 18, das des Weiteren die Schritte umfasst:

Bestimmen eines kombinierten Wertes oder eines niedrigsten Wertes einer maximalen Menge an Ressourcen an der Funkressourcen-Steuereinheit auf Basis der maximalen Mengen an zugewiesenen Ressourcen, die durch die Vielzahl von Basisstationen angezeigt werden, und

Signalisieren des kombinierten Wertes oder des niedrigsten Wertes einer maximalen Menge an Ressourcen von der Funkressourcen-Steuereinheit zu einer Teilgruppe der Vielzahl von Basisstationen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der kombinierte Wert oder der niedrigste Wert einer maximalen Menge an Ressourcen denjenigen Basisstationen signalisiert wird, die eine maximale Menge an Ressourcen angezeigt haben, die sich von dem kombinierten Wert oder dem niedrigsten Wert unterscheidet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, das des Weiteren den Schritt des Anforderns der Signalisierung der maximalen Menge an Ressourcen, die dem mobilen Endgerät im Soft-Handover zugewiesen wird, von wenigstens einer Basisstation der Vielzahl von Basisstationen durch eine Netzwerkeinheit umfasst, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die maximale zugewiesene Menge an Uplink-Ressourcen von einer Basisstation zu dem mobilen Endgerät über einen Shared Channel oder einen Dedicated Channel signalisiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die gesendeten Uplink-Daten von einem Enhanced Dedicated Channel transportiert werden. Mobilkommunikationssystem, das Informationen bezüglich der Planung von Uplink-Datensendevorgängen überträgt, wobei ein mobiles Endgerät Daten auf dem Uplink während Soft-Handover des mobilen Endgerätes in dem Mobilkommunikationssystem zu einer Vielzahl von Basisstationen sendet und wobei wenigstens eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen eine Planung von Uplink-Datensendevorgängen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover durchführt und das Kommunikationssystem die Vielzahl von Basisstationen umfasst,

wobei die wenigstens eine Zeitplan durchführende Basisstation der Vielzahl von Basisstationen so eingerichtet ist, dass sie Planungsinformationen bestimmt, die eine maximale Menge an Ressourcen anzeigen, die dem mobilen Endgerät zugewiesen werden, und so eingerichtet ist, dass es wenigstens eine andere Basisstation der Vielzahl von Basisstationen über die zugewiesenen maximale Menge an Uplink-Ressourcen informiert, und

wobei die wenigstens eine andere Basisstation so eingerichtet ist, dass sie Planung wenigstens eines anderen mobilen Endgerätes, das mit einer jeweiligen Basisstation kommuniziert, unter Verwendung der angezeigten maximalen Menge an Uplink-Ressourcen durchführt, die dem mobilen Endgerät im Soft-Handover zugewiesen wurden.
Mobilkommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die wenigstens eine Planung durchführende Basisstation so eingerichtet ist, dass sie die bestimmten Planungsinformationen an das mobile Endgerät im Soft-Handover signalisiert, um dem Endgerät die maximale Menge an Ressourcen zuzuweisen. Mobilkommunikationssystem nach Anspruch 25, wobei die anderen Basisstationen der Vielzahl von Basisstationen so eingerichtet sind, dass sie eine Planung wenigstens eines anderen mobilen Endgerätes, das mit einer jeweiligen Basisstation kommuniziert, unter Berücksichtigung der angezeigten maximalen Menge an Ressourcen durchführen, die dem mobilen Endgerät im Soft-Handover zugewiesen wurde. Mobilkommunikationssystem nach Anspruch 25 oder 26, das des Weiteren eine Netzwerkeinheit umfasst, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert, und wobei das mobile Endgerät im Soft-Handover, die Vielzahl von Basisstationen und eine Netzwerkeinheit, die die Funkressourcen des mobilen Endgerätes im Soft-Handover steuert, so eingerichtet sind, dass sie die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 23 durchführen.






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