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Dokumentenidentifikation DE602004006624T2 31.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001635592
Titel Abschätzung der Übertragungsqualität in einem Funknetz
Anmelder Alcatel Lucent, Paris, FR
Erfinder Braun, Volker Dr.-Ing., 70178 Stuttgart, DE;
Zeller, Dietrich, 71067 Sindelfingen, DE;
Dunlop, LiPo, 70197 Stuttgart, DE
Vertreter Patentanwälte U. Knecht und Kollegen, 70435 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 602004006624
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 13.09.2004
EP-Aktenzeichen 043600840
EP-Offenlegungsdatum 15.03.2006
EP date of grant 23.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.01.2008
IPC-Hauptklasse H04Q 7/38(2006.01)A, F, I, 20060302, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Ermittlung der Kanalqualität im Umfeld der kabellosen Funkkommunikation.

Hintergrund und Stand der Technik

In kabellosen Funkkommunikationsnetzwerken wie beispielsweise UMTS-Netzwerken können adaptive Modulations- und adaptive Codierungsschemata wie auch umfangreiche Multicode-Operationen sowie Strategien zur schnellen und spektraleffizienten Neuübertragung eingesetzt werden, um eine höhere Spektraleffizienz für die Paketdatenübertragung zwischen einer Basisstation und Benutzereinrichtungen (User Equipment, UE) eines Kommunikationsnetzwerks zu erzielen. Insbesondere HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) dient als Erweiterung des UMTS-Standards zur Nutzung adaptiver Modulations- und Codierungsschemata für die Optimierung des Datendurchsatzes.

Die Auswahl geeigneter Modulations- und Codierungsschemata durch einen Packet Scheduler der Basisstation, d. h. des Knotens B, wird normalerweise durchgeführt durch Verwendung der Rückmeldungsinformationen, die von mobilen Endgeräten oder Benutzereinrichtungen an die Basisstation übertragen werden. Auf der Basis dieser Rückmeldungsinformationen kann der Packet Scheduler des Knotens B exakt ermitteln, an welches Endgerät ein Datenpaket übertragen werden soll und mit welcher Datenrate. Außerdem kann der Packet Scheduler die Sendeleistung in Abhängigkeit von den Rückmeldungsinformationen ändern.

Rückmeldungsinformationen werden normalerweise über ein Kanalqualitätskennzeichen (Channel Quality Indicator, CQI) bereitgestellt, das angibt, welche geschätzte Transportblockgröße, welcher Modulationstyp und welche Anzahl paralleler Codes für eine bestimmte Sendeleistung von einer Mobilstation entlang der Abwärtsverbindung korrekt empfangen werden kann. Ein solches Kanalqualitätskennzeichen (Channel Quality Indicator, CQI) in Abwärtsrichtung kann über einen dedizierten physischen Hochgeschwindigkeits-Steuerkanal in Aufwärtsrichtung („High-Speed Dedicated Physical Control Channel", HS-DPCCH) an die Basisstation übertragen werden; dieser Kanal kann wiederum eine weitere ACK/NACK-Übertragung unterstützen, die die Ergebnisse einer zyklischen Redundanzprüfung (Cyclic Redundancy Check, CRC) nach dem Decodieren und Kombinieren des Pakets widerspiegelt.

Die Verwendung von CQIs in Aufwärtsrichtung erlaubt die Implementierung eines Mechanismus zur Leistungssteuerung für einen Hochgeschwindigkeitskanal in Abwärtsrichtung, z. B. für den gemeinsamen Hochgeschwindigkeitskanal in Abwärtsrichtung („High-Speed Downlink Shared Channel", HS-DSCH), der für schnelle Datenübertragungen in HSDPA verwendet wird. Somit wird zur Übertragung von Datenpaketen in einem Kanal in Abwärtsrichtung nur die erforderliche Sendeleistung verwendet. Das CQI gibt die Kanalqualität an, die beispielsweise die erforderliche Sendeleistung bestimmt wie auch die Auswahl eines geeigneten Modulations- und Codierungsschemas.

Es ist daher sehr wichtig, dass die vom CQI bereitgestellten Informationen exakt sind und den aktuellen Status des Kanals in Abwärtsrichtung widerspiegeln. Die Genauigkeit der CQI-Berichte kann jedoch auf verschiedene Arten verringert werden. Die CQI-Werte werden mithilfe der Benutzereinrichtungen ermittelt auf der Basis einer kurzfristigen Messung eines verrauschten empfangenen Signals. Diese Ermittlung unterliegt daher inhärent einer unvermeidlichen Messungsungenauigkeit. Da die CQI-Berichte mithilfe der Basisstation ausgewertet, also zunächst an die Basisstation übertragen werden müssen, liegt zwangsläufig implizit eine Verzögerung zwischen der CQI-Ermittlung und der CQI-Auswertung vor. Darüber hinaus werden die CQI-Berichte eventuell nicht sofort an die Basisstation übertragen. Die CQI-Übertragung basiert z. B. normalerweise auf einem festen Zeitmuster in periodischer oder nicht-periodischer Weise. Bei UTRA-FDD (UMTS Terrestrial Radio Access-Frequency Division Duplex) wird ein CQI beispielsweise periodisch gesendet, und der Rückmeldungszyklus beträgt zwischen 2 ms und 160 ms.

Außerdem kann eine Mobilstation eine Bewegung mit hoher Geschwindigkeit, z. B. über 50 km/h, erfahren. In einem solchen Fall kann ein an der Basisstation empfangener CQI-Bericht von einer Mobilstation nicht als Maß für die aktuelle Kanalqualität verwendet werden, da die Kanalqualität wesentlich von der Position der Mobilstation abhängt und mit wechselnder Position der Mobilstation erheblich variieren kann.

Das Dokument WO 2004/042982 zum Stand der Technik beschreibt ein Verfahren zur Qualitätsvorhersage für kabellose Kommunikationssysteme, wobei eine kabellose Benutzereinrichtung durch lineare Vorhersage aus zurück liegenden und aktuellen Messungen zu Übertragungen in Abwärtsrichtung eine Prognose für das CQI ableitet und diese an die Basisstation sendet zur Aktualisierung der Übertragungsparameter. Ein solcher Ansatz weist besonders bei einer hohen Geschwindigkeit der Benutzereinrichtung eine unzureichende Leistung auf.

Innerhalb des Third Generation Partnership Project (3 GPP) gibt es Ansätze, die Genauigkeit der Informationen zur Qualität des Übertragungskanals in der Basisstation zu verbessern. Ein erster als CQI-Interpolierung bezeichneter Ansatz nutzt relativ selten erhaltene CQI-Berichte, die interpoliert oder extrapoliert werden können mithilfe von Informationen zur Sendeleistung des entsprechenden dedizierten Kanals. Dieses CQI-Interpolierungsschema ist besonders vorteilhaft zum Kompensieren der Berichtsverzögerungen in Szenarien, in denen beispielsweise die Geschwindigkeit einer Mobilstation ausreichend niedrig ist. Wenn sich eine Mobilstation jedoch mit hoher Geschwindigkeit bewegt, bietet das CQI-Interpolierungsschema keine ausreichende Leistung, und die Anwendung dieses Schemas ist eher nachteilig.

Der zweite Ansatz basiert auf der so genannten CQI-Durchschnittsbildung. Das CQI-Durchschnittsbildungsschema ermittelt im Prinzip einen Wert, der eine durchschnittliche Kanalqualität angibt, die von einer Mobilstation ermittelt wurde. Dies ist insbesondere nützlich bei einer hohen Geschwindigkeit der Mobilstationen, führt jedoch zu einer ziemlich verschwenderischen Einplanung in Abwärtsrichtung bei niedrigen oder mittleren Geschwindigkeiten der Mobilstation.

Das Dokument 3GPP TS 25.214 V6.2.0 („3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"; Juni 2004) zum Stand der Technik beschreibt eine Benutzereinrichtung (UE), die einen CQI-Wert meldet, der abgeleitet ist aus Messungen zur Empfangsleistung auf der Basis eines unbegrenzten Beobachtungsintervalls, wobei keine bestimmten Maßnahmen getroffen wurden hinsichtlich der universellen Anwendbarkeit unabhängig von der Geschwindigkeit der Benutzereinrichtung.

Mit der vorliegenden Erfindung wird daher beabsichtigt, ein Verfahren bereitzustellen zum Abschätzen der Übertragungsqualität eines Datenübertragungskanals in Abwärtsrichtung, das universell und unabhängig von der Geschwindigkeit der Benutzereinrichtung anwendbar ist. Auf diese Weise verbessert die Erfindung die adaptive Modulation und die adaptive Codierung sowie die adaptiven Leistungssteuerungsmechanismen einer Basisstation eines kabellosen Funkkommunikationsnetzes.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Abschätzung der Kanalqualität eines kabellosen Übertragungskanals durch Verwendung von Kanalqualitätskennzeichen (CQIs), die von einer Mobilstation an eine Basisstation eines Funkkommunikationsnetzes übertragen werden. Das Verfahren umfasst den Empfang mindestens eines ersten Kanalqualitätskennzeichens von der Mobilstation, das die Kanalqualität zu einem ersten Zeitpunkt angibt. Auf der Basis von mindestens den empfangenen ersten Kanalqualitätskennzeichen wird ein Abschätzungsverfahren ausgewählt, das die Kanalqualität adaptiv ein zweites Mal abschätzen kann. Nach der Auswahl eines geeigneten Abschätzungsverfahrens wird das ausgewählte Abschätzungsverfahren ein zweites Mal zum Abschätzen der Kanalqualität verwendet. Nachdem die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt geschätzt wurde, wird die geschätzte Kanalqualität normalerweise dem Packet Scheduler der Basisstation bereitgestellt.

Durch die Nutzung mindestens eines ersten empfangenen Kanalqualitätskennzeichens kann ein geeignetes Abschätzungsverfahren ausgewählt und für die Abschätzung einer aktuellen Kanalqualität angewandt werden in einer Weise, die bevorzugt anzuwenden ist für Übertragungsbedingungen, die vom ersten Kanalqualitätskennzeichen angegeben wurden. Eine Gruppe von an der Basisstation empfangenen Kanalqualitätskennzeichen kann beispielsweise indirekt einen Hinweis auf die Geschwindigkeit der Mobilstation darstellen. Daher kann im Prinzip zumindest eine Schätzung der Geschwindigkeit der Mobilstation abgeleitet werden aus der Analyse der Gruppe der empfangenen Kanalqualitätskennzeichen. Auf der Basis der Informationen, die aus mindestens dem ersten empfangenen Kanalkennzeichen extrahiert wurden, können eine oder mehrere aus mindestens zwei Abschätzungsverfahren für eine genaue Abschätzung der Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt ausgewählt werden. Außerdem können auch weitere Parameter wie die Sendeleistung, Leistungssteuerungsbefehle für beispielsweise den zugeordneten dedizierten Kanal in Abwärtsrichtung oder die Übertragungsfehlerrate erhalten und zur Auswahl eines für die aktuellen Übertragungsbedingungen geeigneten Abschätzungsverfahrens ausgewertet werden.

Die Erfindung bietet daher ein adaptives Abschätzungsschema für die Abschätzung einer Kanalqualität hinsichtlich einer Vielzahl von Parametern, die sich auf die Genauigkeit und die Verzögerung der Kanalqualitätskennzeichen auswirken, z. B. die Geschwindigkeit einer Mobilstation, die Übertragungsfrequenz der CQIs, die Messungsungenauigkeit einer Mobilstation und die inhärente Verzögerung einer Mobilstation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Abschätzungsverfahren ein Verfahren zur Interpolierung der Kanalqualität, das mindestens das erste Kanalqualitätskennzeichen verwendet. Zusätzlich kann das Verfahren zur Interpolierung der Kanalqualität auch Informationen zur Sendeleistung von beispielsweise dem zugeordneten dedizierten Kanal in Abwärtsrichtung nutzen. Außerdem kann das Verfahren zur Interpolierung der Kanalqualität des Weiteren eine Vielzahl sukzessiv empfangener Kanalqualitätskennzeichen verwenden. Auf diese Weise kann das Verfahren zur Interpolierung der Kanalqualität so angepasst werden, dass es eine Extrapolierung der Kanalqualität durchführt, d. h. es kann eine aktuelle oder sogar zukünftige Kanalqualität ermitteln auf der Basis von nicht-aktuellen Qualitätsindikatoren, d. h. von Kanalqualitätskennzeichen, die sich auf die Kanalqualität in der Vergangenheit beziehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Abschätzungsverfahren des Weiteren ein Verfahren zur Bildung des Durchschnittswerts der Kanalqualität, der mindestens das erste Kanalqualitätskennzeichen verwendet. Bevorzugt wird bei der Bildung des Durchschnittswert der Kanalqualität eine Vielzahl sukzessiv erhaltener Kanalqualitätskennzeichen genutzt, um einen Durchschnittswert zu bilden, der die durchschnittliche Kanalqualität angibt, die von einer bestimmten Mobilstation ermittelt wurde. Darüber hinaus kann das Verfahren zur Bildung des Durchschnittswerts der Kanalqualität zusätzliche Eingabeinformationen wie die anzusetzende Dauer für die Durchschnittsbildung verwenden.

Bevorzugt nutzt das Verfahren zur Durchschnittsbildung geeignete Filterfunktionen mit entsprechenden „Vergessens"-Faktoren. Das Verfahren zur Durchschnittsbildung lässt sich typischerweise anwenden auf Szenarien, in denen sich die Mobilstation mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Das Abschätzen einer aktuellen Kanalqualität durch Verwendung eines Durchschnittsbildungsverfahrens erfordert die Bestimmung eines durchschnittlichen CQI-Werts auf der Basis einer Vielzahl zuvor abgerufener CQI-Berichte. Dieser Durchschnittswert kann daher nur für ein abgelaufenes Zeitintervall repräsentativ sein. Der Durchschnittswert, der sich aus dem Verfahren zur Durchschnittsbildung ergibt, stellt daher nur einen Näherungswert einer aktuellen Kanalqualität mit begrenzter Genauigkeit dar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt die zweite Zeit einen aktuellen Zeitpunkt oder einen zukünftigen Zeitpunkt an. Insbesondere wenn das Abschätzungsverfahren das Verfahren zur Interpolierung der Kanalqualität umfasst, stellt die geschätzte Kanalqualität eine aktuelle Kanalqualität dar oder sogar eine Kanalqualität, die für einen Zeitpunkt in der Zukunft geschätzt wird. Alternativ dazu und insbesondere bei Verwendung des Verfahrens zur Durchschnittsbildung kann die zweite Zeit auch auf einen Zeitpunkt verweisen, der nicht genau dem aktuellen Zeitpunkt entspricht. In diesem Fall bezieht sich die zweite Zeit auf einen Zeitpunkt, der geringfügig früher liegt als der aktuelle Zeitpunkt.

Zusätzlich zu den tatsächlich abgerufenen Kanalqualitätskennzeichen können auch weitere Parameter, die die allgemeine Qualität oder Zuverlässigkeit des Datenübertragungskanals angeben, beispielsweise die Übertragungsfehlerrate, die sich aus der Relation von ACK/NACK-Bestätigungsmeldungen ergibt, für die Auswahl eines geeigneten CQI-Abschätzungsverfahrens herangezogen werden. Die Übertragungsfehlerrate oder Paketfehlerrate lässt sich auf der Basis der ACK/NACK-Informationen, die die Ergebnisse der zyklischen Redundanzprüfung bei der Paketcodierung und – kombination darstellen, bestimmen.

Bevorzugt kann die empfangene Übertragungsfehlerrate bzw. die Paketfehlerrate des Weiteren zur Bestimmung der Kanalqualität in Abwärtsrichtung und zur Bestimmung der Qualität des Kanalqualitätskennzeichens selbst genutzt werden. Durch den Vergleich mindestens des ersten CQI mit einer entsprechenden Paketfehlerrate kann die Zuverlässigkeit und Genauigkeit mindestens des ersten CQI im Prinzip von der Basisstation ermittelt werden. Informationen über die Qualität, d. h. die Genauigkeit und Zuverlässigkeit eines empfangenen CQI können des Weiteren für eine Auswahl des Abschätzungsverfahrens genutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren zur Abschätzung der Übertragungsqualität des Weiteren ein Kalibrierungsverfahren, das die Kontrolle und Kalibrierung der Paketeinplanung der Basisstation erlaubt. Als Erstes wird ein Messwert für die Übertragungsqualität des Datenübertragungskanals ermittelt und analysiert. Dieser ermittelte Qualitätsmesswert bietet einen Hinweis auf die Qualität des Datenübertragungskanals und kann über eine Datenübertragungs-Fehlerrate angegeben werden, die wiederum aus den ACK/NACK-Bestätigungen, die von der Mobilstation an die Basisstation erneut übergeben wurden, abgeleitet werden kann. Im Folgenden wird dieser Qualitätsmesswert als Übertragungsqualitätsmesswert bezeichnet. Er gibt die Übertragungsqualität an und hat insofern nur einen indirekten Bezug zur Kanalqualität.

Das Kanalqualitätsmaß kann jedoch einen Bezug zum Übertragungsqualitätsmesswert haben. 3GPP definiert den CQI beispielsweise als einen Wert zwischen 0 und 30 und kennzeichnet damit ein Transportformat für die Paketübertragung, das als Anzahl der Bits des Datenpakets, Anzahl der Parallelcodes und Modulationstyp ausgedrückt wird, sodass für eine bestimmte Sendeleistung ein Datenpaket, das entsprechend dem für den Übertragungskanal gemeldeten CQI formatiert wurde, eine durchschnittliche Paketfehlerrate von 10% erreicht.

Im Kalibrierungsverfahren wird der ermittelte, d. h. der tatsächlich gemessene Übertragungsqualitätsmesswert mit einem vordefinierten Übertragungsqualitätsmesswert verglichen. Falls der vordefinierte oder Zielqualitätsmesswert nicht mit dem tatsächlich gemessenen oder ermittelten Qualitätsmesswert übereinstimmt, erzeugt das Kalibrierungsverfahren ein Versatzsignal, das dem Packet Scheduler der Basisstation bereitgestellt wird. Dieses Versatzsignal dient wiederum zur Steuerung des Packet Scheduler in einer Weise, dass die Abweichung zwischen geschätztem und vordefiniertem Messwert des Datenübertragungskanals eliminiert oder zumindest minimiert wird.

Das Versatzsignal kann zur direkten Steuerung des Packet Scheduler über das Versatzsignal verwendet werden. Alternativ dazu kann das Versatzsignal auch verwendet werden, um den geschätzten CQI-Wert, der dem Packet Scheduler auf irgend eine Weise bereitgestellt wird, zu modifizieren. Im letzteren Fall dient das Kalibrierungsverfahren zum Hoch- oder Herunterzählen eines abgerufenen CQI-Werts, und es übergibt diesen modifizierten CQI-Wert an den Packet Scheduler.

Dieses Kalibrierungsverfahren stellt eine effektive Umsetzung eines iterativen Regelkreises dar. Es erlaubt den Vergleich eines tatsächlichen gemessenen Übertragungsqualitätsmesswerts mit einem vordefinierten Messwert. Auf diese Weise kann eine Abweichung zwischen dem tatsächlich gemessenen Wert und dem Zielwert für die Übertragungsqualität minimiert werden.

Das Versatzsignal wird bevorzugt auf das geschätzte Kanalqualitätskennzeichen angewandt. Wenn über das Kalibrierungsverfahren eine Abweichung erkannt wird, kann somit vor der Übergabe an den Packet Scheduler ein geschätzter CQI hochgezählt oder heruntergezählt werden.

Außerdem kann durch Ermitteln und Analysieren des Kanalqualitätsmesswerts auch die Qualität des Abschätzungsverfahrens selbst, beispielsweise zur Abschätzung des CQI, kontrolliert werden, um eine Rückmeldung dazu zu erhalten, ob es sich bei dem ausgewählten Abschätzungsverfahren um eine gute Wahl handelt und/oder ob ein ausgewähltes Abschätzungsverfahren hinreichende Ergebnisse liefert. Darüber hinaus erlaubt das Kalibrierungsverfahren ein effektives Eliminieren eines systematischen Versatzes beispielsweise des Packet Scheduler, das Kompensieren von Auswirkungen des Versatzes, die sich beispielsweise durch die inhärente Verzögerung der Basisstation ergeben, oder der wechselnden Weitergabebedingungen, beispielsweise durch Mehrpfad-Weitergabe und die Bewegung der Benutzereinrichtung. Das Kalibrierungsverfahren dient daher als Kontrollmechanismus des Packet Scheduler und/oder des Übertragungsmoduls der Basisstation.

Das Kalibrierungsverfahren wird bevorzugt über ein Kalibrierungsmodul implementiert, das so angepasst wurde, dass es eine Übertragungs- oder eine Paketfehlerrate verarbeitet und die tatsächlich gemessenen Werte mit den Ziel- bzw. den vordefinierten Werten vergleicht.

Auch wenn das Kalibrierungsverfahren im Abschätzungsverfahren implementiert ist, kann es unabhängig von dem Abschätzungsverfahren ausgeführt werden. Auf diese Weise kann unabhängig von den geschätzten oder ermittelten CQI-Informationen eine Kalibrierung des Packet Scheduler durchgeführt werden auf der Basis beispielsweise einer gemessenen Paketfehlerrate oder ähnlicher Rückmeldungsinformationen, die von der Benutzereinrichtung über einen Kanal in Aufwärtsrichtung bereitgestellt wurden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Auswahl des Abschätzungsverfahrens des Weiteren den Vergleich der geschätzten Kanalqualität mit einer zweiten Kanalqualität, die über ein zweites Kanalqualitätskennzeichen, das die Kanalqualität zum zweiten Zeitpunkt angibt, erhalten wird. Der Vergleich der geschätzten Kanalqualität mit der zweiten, gemessenen Kanalqualität erlaubt bevorzugt die Bestimmung der Qualität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit des ersten Kanalqualitätskennzeichens selbst. Wenn die geschätzte Kanalqualität beispielsweise mithilfe des Interpolierungsverfahrens ermittelt wurde, lässt sich die geschätzte Kanalqualität mit der später gemessenen entsprechenden Kanalqualität vergleichen, um die Qualität des Interpolierungsverfahrens zu bestimmen.

Wenn dieser Vergleich eine erhebliche Abweichung zwischen einer gemessenen Kanalqualität und einer interpolierten oder extrapolierten Kanalqualität ergibt, wird bevorzugt das Verfahren zur Durchschnittsbildung für die Abschätzung der Kanalqualität ausgewählt. Im anderen Fall, wenn der Vergleich zwischen der interpolierten oder extrapolierten Kanalqualität und der gemessenen Kanalqualität innerhalb einer Toleranzgrenze liegt, wird bevorzugt das Interpolierungsverfahren zur Abschätzung der Kanalqualität ausgewählt und angewandt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Auswahl eines Abschätzungsverfahrens des Weiteren die Durchführung eines Gewichtungsverfahrens. Dieses Gewichtungsverfahren wird so angepasst, dass es eine gewichtete durchschnittliche Kanalqualität auf der Basis von mindestens zwei Kanalqualitäten ermittelt, die mithilfe unterschiedlicher Abschätzungsverfahren ermittelt wurden. Die beiden Kanalqualitäten können beispielsweise über Verfahren zur Durchschnittsbildung und die Interpolierung bzw. Extrapolierung erzeugt worden sein. Statt jetzt entweder das Verfahren zur Durchschnittsbildung oder die Interpolierung bzw. Extrapolierung auszuwählen, kann eine gewichtete durchschnittliche Kanalqualität erzeugt werden, die einen Anteil des Interpolierungs- und des Durchschnittsbildungsverfahren enthält. Diese Vorgehensweise eignet sich beispielsweise, wenn das erste Kanalqualitätskennzeichen auf eine Situation hinweist, in der weder das Durchschnittsbildungsverfahren noch das Interpolierungs- bzw. das Extrapolierungsverfahren eine optimale Abschätzung des Kanalqualitätskennzeichens ermöglichen.

In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung eine Basisstation eines kabellosen Kommunikationsnetzes. Die Basisstation ist so angepasst, dass sie eine Kanalqualität eines kabellosen Datenübertragungskanals abschätzt mithilfe von Kanalqualitätskennzeichen, die von einer Mobilstation an die Basisstation übertragen werden. Die Basisstation umfasst Mittel zum Empfangen von mindestens einem ersten Kanalqualitätskennzeichen von der Mobilstation. Dieses mindestens erste Kanalqualitätskennzeichen kennzeichnet die Kanalqualität zu einem ersten Zeitpunkt. Die Basisstation umfasst des Weiteren Auswahlmittel zur Auswahl eines Abschätzungsverfahrens auf der Basis mindestens des ersten Kanalqualitätskennzeichens, wobei das Abschätzungsverfahren so angepasst ist, dass es die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt abschätzt. Die Basisstation umfasst des Weiteren eine Verarbeitungseinheit, die zur Ausführung des ausgewählten Abschätzungsverfahrens angepasst ist zur Abschätzung der Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt.

Schließlich umfasst die Basisstation einen Packet Scheduler, der zur Steuerung einer Übertragung der Datenpakete an die Mobilstation als Reaktion auf den Empfang der abgeschätzten Kanalqualität angepasst ist.

In einer weiteren Hinsicht bietet die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Bestimmung einer Kanalqualität eines kabellosen Datenübertragungskanals durch Nutzung der Kanalqualitätskennzeichen, die von einer Mobilstation an eine Basisstation eines kabellosen Kommunikationsnetzes übertragen werden. Das Computerprogrammprodukt kann verwendet werden, um mindestens ein erstes Kanalqualitätskennzeichen von der Mobilstation zu empfangen, das die Kanalqualität zu einem ersten Zeitpunkt angibt. Das Computerprogramm kann des Weiteren zur Auswahl eines Abschätzungsverfahrens auf der Basis mindestens des ersten Kanalqualitätskennzeichens eingesetzt werden. Dieses Abschätzungsverfahren ist so angepasst, dass es die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt abschätzt. Schließlich kann das Computerprogramm eingesetzt werden zur Anwendung des ausgewählten Abschätzungsverfahrens zur Abschätzung der Kanalqualität zu dem zweiten Zeitpunkt und zur Bereitstellung der abgeschätzten Kanalqualität an einen Packet Scheduler der Basisstation.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei:

1 eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms des kabellosen Kommunikationsnetzes mit einer Basisstation gemäß der Erfindung zeigt,

2 eine schematische Darstellung eines ausführlichen Blockdiagramms der Basisstation zeigt,

3 ein Ablaufdiagramm zur Auswahl eines Durchschnittsbildungsverfahrens oder eines Interpolierungsverfahrens zeigt,

4 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines Gewichtungsverfahrens auf der Basis eines CQI-Interpolierungs- und eines CQI-Durchschnittsbildungsverfahrens zeigt,

5 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung einer Qualitätsbestimmung eines Kanalqualitätsindikators zeigt,

6 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung einer Packet Scheduler-Kalibrierung zeigt.

Ausführliche Beschreibung

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunikationsnetzes 100. Das Kommunikationsnetz 100 umfasst eine Basisstation 102 und mindestens eine Mobilstation 104. Die Basisstation 102 umfasst einen CQI-Empfänger (Channel Quality Indicator, Kanalqualitätskennzeichen) 106, eine CQI-Qualitätsmessungseinheit 108, eine Entscheidungseinheit 110, einen Packet Scheduler 112 sowie eine Verarbeitungseinheit 114. Konkret umfasst die Verarbeitungseinheit 114 ein CQI-Durchschnittsbildungsmodul 116 sowie ein CQI-Interpolierungs- oder Extrapolierungsmodul 118. Die Übertragung von Datenpaketen zwischen der Basisstation 102 und der Mobilstation 104 wird über den Kanal 120 in Abwärtsrichtung und den Kanal 122 in Aufwärtsrichtung ermöglicht.

Der Packet Scheduler 112 bietet eine adaptive Modulation und adaptive Codierung der Datenpakete, die über den Kanal 120 in Abwärtsrichtung an die Mobilstation 104 übertragen werden müssen. Packet Scheduling kann sich auf die allgemeine Zusammensetzung eines Datenpakets beziehen, auf die Anzahl der Datenbits innerhalb eines Datenpakets, auf die Anzahl der parallelen Codes, auf die Sendeleistung eines Datenpakets wie auch auf die Modulationseigenschaften im Hinblick beispielsweise auf das QPSK-Verfahren (Quadrature Phase-Shift Keying, Vierphasen-Umtastung) oder die 16-Quadraturamplitudenmodulation (Quadrature Amplitude Modulation, 16-QAM).

Als Reaktion auf den Empfang von Datenpaketen von der Basisstation 102 überträgt die Mobilstation 104 erneut eine Qualitäts-Rückmeldung, um der Basisstation 102 Informationen bereitzustellen, die die Pflege von Übertragungsspezifikationen ermöglichen zur Anpassung der Sendeleistung sowie der Modulations- und Codierungsschemata der Basisstation 102 an die momentan erforderlichen Werte. Der Kanal 122 in Aufwärtsrichtung kann beispielsweise als HS-DPCCH („High-Speed Dedicated Physical Control Channel", Dedizierter Physischer Hochgeschwindigkeits-Steuerkanal in Aufwärtsrichtung) implementiert werden mit ACK/NACK-Übertragung und Kanalqualitätskennzeichen (CQI) in Abwärtsrichtung zur Angabe, welche geschätzte Transportblockgröße, welcher Modulationstyp und welche Anzahl paralleler Codes in Abwärtsrichtung korrekt empfangen werden könnten.

Der CQI-Empfänger 106 der Basisstation 102 wurde so angepasst, dass er das Kanalqualitätskennzeichen aus einer Vielzahl von Signalen oder Datenströmen, die über die Verbindung 122 in Aufwärtsrichtung in die Basisstation 102 gelangen, extrahiert. Der CQI-Empfänger gibt die empfangenen CQIs anschließend weiter an die CQI-Qualitätsmessungseinheit 108. Die CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 dient der Ermittlung einer Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit des empfangenen Kanalqualitätskennzeichens. Die CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 kann aktiviert werden, um eine Geschwindigkeit der Mobilstation 104 zu bestimmen oder abzuschätzen. Die CQI-Qualitätsmessungseinheit kann die Qualität des CQI direkt auf der Basis des CQI selbst bestimmen, sie kann jedoch auch weitere Parameter verwenden, die über die Verbindung 122 in Aufwärtsrichtung von der Basisstation 104 erhalten werden, beispielsweise die Paketfehlerrate oder andere Signale in Aufwärtsrichtung, die z. B. eine Dopplerfrequenz angeben, über die sich die Geschwindigkeit der Mobilstation 104 bestimmen lässt.

Basierend auf den Ergebnissen der von der CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 durchgeführten Qualitätsmessung kann die Entscheidungseinheit 110 angeben, welches aus der Vielzahl der CQI-Abschätzungsverfahren angewendet werden muss, um einen exakten und aktuellen CQI-Wert zu erhalten. Die von der Entscheidungseinheit 110 zu treffende Entscheidung kann beispielsweise durchgeführt werden mit Blick auf eine bestimmte Geschwindigkeit der Mobilstation 104. Insbesondere bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten, etwa unterhalb von 50 km/h, kann die Entscheidungseinheit 110 angeben, dass ein Interpolierungsverfahren verwendet werden soll, während bei höheren Geschwindigkeiten ein Durchschnittsbildungsverfahren für die CQI-Abschätzung verwendet werden muss. Die konkurrierenden Durchschnittsbildungs- und Interpolierungsverfahren stellen hier lediglich zwei Beispiele aus einer breiten Palette möglicher Verfahren dar, die zur Abschätzung eines genauen und/oder aktuellen CQI-Werts verwendet werden können.

Die von der Entscheidungseinheit 110 bereitgestellte Entscheidung wird an die Verarbeitungseinheit 114 übergeben, die ein Abschätzungsverfahren auswählt, das über die Entscheidungseinheit 110 angegeben wurde. Wenn die Entscheidungseinheit 110 beispielsweise wegen der niedrigen Geschwindigkeit der Mobilstation 104 die Verwendung einer CQI-Interpolierung angibt, wählt die Verarbeitungseinheit 114 das CQI-Interpolierungsmodul 118 aus und führt das entsprechende Interpolierungsverfahren durch. Als Ergebnis dieses Interpolierungsverfahrens wird eine geschätzte Kanalqualität ermittelt und dem Packet Scheduler 112 bereitgestellt. Auf diese Weise erhält der Packet Scheduler 112 ein Kanalqualitätskennzeichen, das den aktuellen Status des Kanals 120 in Abwärtsrichtung in hohem Maße widerspiegelt. Die Modulation und Codierung von Datenpaketen sowie die Abstimmung der entsprechenden Sendeleistung kann daher präzise an die aktuelle Kanalqualität angepasst werden.

2 zeigt ein ausführlicheres Blockdiagramm der Basisstation 102. Im Vergleich zur Darstellung in 1 umfasst die in 2 dargestellte Basisstation 102 des Weiteren ein Sendeleistungsmodul 124, ein Übertragungsfehlermodul 126 und eine Kalibrierungseinheit 128. Außerdem ist die Entscheidungseinheit 110 mit einem Gewichtungsmodul 130 ausgestattet.

Das Sendeleistungsmodul 124 dient der Bereitstellung von Informationen zur Sendeleistung von der CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 an die Kalibrierungseinheit 128 sowie an die CQI-Interpolierungseinheit 118. Die Informationen über die Sendeleistung des dedizierten Kanals in Abwärtsrichtung können effektiv zur Bestimmung der Qualität eines abgerufenen CQI-Werts wie auch zur Interpolierung eines aktuellen CQI-Werts genutzt werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu können auch Befehle zur Steuerung der Sendeleistung eines geschlossenen Leistungs-Regelkreises genutzt werden, die von den Mobilstationen 104 an die Basisstation 102 gesendet werden.

Das Übertragungsfehlermodul 126 erzeugt eine Paketfehlerrate auf der Basis einer ACK/NACK-Übertragung, die über die Verbindung 122 in Aufwärtsrichtung von der Mobilstation 104 erhalten wurde. Die Paketfehlerrate kann beispielsweise erhalten werden als Verhältnis der Anzahl von NACKs zur Summe der von der Mobilstation 104 empfangenen ACKs und NACKs. Die Paketfehlerrate stellt somit ein Maß für die Übertragungsqualität dar.

Das Übertragungsfehlermodul 126 stellt bevorzugt die erzeugte Fehlerrate der CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 und der Kalibrierungseinheit 128 zur Verfügung. Auf diese Weise kann die CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 Informationen zur Kanalqualität vom CQI-Empfänger 106 wie auch vom Übertragungsfehlermodul 126 empfangen. Durch den Vergleich dieser gleichzeitig erhaltenen Werte zur Kanalqualität kann die Qualität, Zuverlässigkeit oder Genauigkeit eines vom CQI-Empfänger 106 erhaltenen CQI ermittelt werden.

Das Gewichtungsmodul 130 der Entscheidungseinheit 110 erlaubt das Erzeugen einer gewichteten durchschnittlichen Kanalqualität für den Fall, dass die von der CQI-Qualitätsmessungseinheit 108 bereitgestellte CQI-Qualität angibt, dass weder die CQI-Durchschnittsbildung noch die CQI-Interpolierung eine optimale Wahl zur Bestimmung oder Abschätzung eines aktuellen CQI-Werts bietet. Das Gewichtungsmodul 130 kann beispielsweise angeben, dass die gewichtete durchschnittliche Kanalqualität zu 30 Prozent aus dem Ergebnis der CQI-Durchschnittsbildung und zu 70 Prozent aus dem Ergebnis des CQI-Interpolierungsverfahrens besteht.

Die Kalibrierungseinheit 128 ist so angepasst, dass sie den Messwert für die Übertragungsqualität des Datenübertragungskanals mit einem vordefinierten oder Zielwert vergleicht. Die Kalibrierungseinheit 128 kann diesen Vergleich auf der Basis eines tatsächlichen gemessenen Qualitätsmesswerts durchführen, beispielsweise auf der Basis einer Daten- oder Paketübertragungsfehlerrate. Der ermittelte Qualitätsmesswert wird mit einem vordefinierten Wert verglichen; wird dabei eine Abweichung erkannt, so wird ein Versatzsignal erzeugt, das zumindest zum Minimieren oder zum Eliminieren der Abweichung zwischen dem ermittelten und dem vordefinierten Wert dient. Bevorzugt wird das Versatzsignal zum geschätzten CQI-Wert addiert oder davon subtrahiert. Der modifizierte CQI-Wert wird daraufhin dem Packet Scheduler bereitgestellt, um den Qualitätsmesswert des Datenübertragungskanals auf den erforderlichen bzw. vordefinierten Wert abzustimmen. Alternativ dazu können das Versatzsignal und der ermittelte oder geschätzte CQI-Wert dem Packet Scheduler separat bereitgestellt werden.

Die Daten- oder Paketfehlerrate wird normalerweise vom Übertragungsfehlermodul 126 bereitgestellt. Zusätzlich kann die Kalibrierungseinheit auch Informationen verarbeiten, die aus der CQI-Qualitätsmesseinheit 108 extrahiert wurden.

Darüber hinaus kann der CQI-Qualitätsmesswert das CQI-Interpolierungsverfahren effektiv nutzen. So kann beispielsweise ein interpolierter CQI-Wert gespeichert und später mit einem tatsächlich gemessenen zweiten CQI-Wert verglichen werden, der dem gleichen Zeitpunkt entspricht wie der interpolierte CQI-Wert. Dieser Vergleich erlaubt eine effektive Ermittlung der Qualität und Zuverlässigkeit des Interpolierungsverfahrens. Wenn die Qualität des Interpolierungsverfahrens innerhalb einer bestimmten Toleranzgrenze liegt, kann das Interpolierungsverfahren zum Abschätzen eines aktuellen CQI-Werts verwendet werden. Zeigt sich dagegen, dass das Interpolierungsverfahren keine ausreichenden Ergebnisse liefert, kann das Durchschnittsbildungsverfahren für sukzessiv empfangene CQIs verwendet werden.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Auswahl eines CQI-Interpolierungsverfahrens oder eines CQI-Durchschnittsbildungsverfahrens auf der Basis eines empfangenen CQI. In einem ersten Schritt 300 empfängt oder extrahiert der CQI-Empfänger 106 ein Kanalqualitätskennzeichen von einem Datenpaket in Aufwärtsrichtung. Im vorangegangenen Schritt 302 wird die Qualität des empfangenen Kanalqualitätskennzeichens selbst ermittelt. Die Ermittlung der Qualität eines CQI bezieht sich auf die Bestimmung oder Abschätzung seiner Genauigkeit, seiner Verzögerung und seiner Zuverlässigkeit.

Im folgenden Schritt 304 wird geprüft, ob die Qualität des CQI für das Interpolierungsverfahren ausreicht. Es wird daher geprüft, ob das Interpolierungsverfahren, das im Allgemeinen bessere Ergebnisse als das Durchschnittsbildungsverfahren liefert, ausreichend angewandt werden kann. Es kann beispielsweise ein Schwellenwert für die CQI-Qualität vordefiniert worden sein. Wenn die Qualität des CQI für die Interpolierung ausreicht, d. h. es wird festgestellt, dass die ermittelte CQI-Qualität über dem vordefinierten Schwellenwert liegt, wird das Verfahren mit Schritt 308 fortgesetzt, wobei das CQI-Interpolierungsverfahren ausgewählt und sukzessiv ausgeführt wird. Im anderen Fall, wenn also die CQI-Qualität nicht ausreicht und unterhalb eines vordefinierten Schwellenwerts liegt, wird das Verfahren mit Schritt 306 fortgesetzt und entsprechend das CQI-Durchschnittsbildungsverfahren ausgewählt und sukzessiv ausgeführt. Abhängig von der Auswahl des CQI-Abschätzungsverfahrens wird in den Schritten 310 und 312 ein aktueller oder annähernd aktueller CQI-Wert ermittelt. In Schritt 312 wird der CQI auf der Basis des Interpolierungsverfahrens ermittelt, und in Schritt 310 wird der CQI auf der Basis des Durchschnittsbildungsverfahrens ermittelt. In beiden Fällen wird der aktuelle CQI nach dem Ermitteln dem Packet Scheduler bereitgestellt, der wiederum eine entsprechende Anpassung des Packet Scheduling vornehmen kann, d. h. er kann das Modulations- und Codierungsschema für die an die Mobilstation 104 zu übertragenden Datenpakete anpassen.

4 illustriert ein Ablaufdiagramm, bei dem die CQI-Interpolierung und das CQI-Durchschnittsbildungsverfahren konkurrierend durchgeführt werden und bei dem die resultierenden CQI-Werte einem Gewichtungsverfahren unterworfen werden. Die Schritte 400 und 402 entsprechen daher den Schritten 300 und 302 aus 3. Hier wird ein Kanalqualitätskennzeichen von einer Mobilstation 104 empfangen, und es wird die allgemeine Qualität des CQI ermittelt. Statt jetzt eine definitive Entscheidung zu treffen, ob die CQI-Durchschnittsermittlung oder die CQI-Interpolierung durchgeführt werden soll, wird in Schritt 404 ein Qualitätsmesswert QM für das Interpolierungsverfahren bestimmt. Der Qualitätsmesswert QM ist ein Maß dafür, in wieweit das Interpolierungsverfahren für eine bestimmte Qualität eines CQI geeignet ist. Der Qualitätsmesswert QM kann beispielsweise im Bereich zwischen 0 und 1 liegen.

Nach dem Ermitteln des Qualitätsmesswerts QM in Schritt 404 werden die beiden Schritte zur Durchführung eines CQI-Interpolierungsverfahrens in Schritt 408 und zur Durchführung eines CQI-Durchschnittsermittlungsverfahrens konkurrierend und schließlich gleichzeitig ausgeführt. Wegen der in den Schritten 408 und 406 angewandten unterschiedlichen Abschätzungsverfahren können sich die resultierenden CQI-Werte erheblich unterscheiden. Es werden jedoch beide konkurrierend erzielten CQI-Werte an Schritt 410 weitergegeben, in dem eine Gewichtung durchgeführt wird. Das Gewichtungsverfahren kann beispielsweise den Qualitätsmesswert QM so verwenden, dass durch Multiplizieren des QM mit dem Ergebnis des interpolierten CQI plus einer Multiplikation des durchschnittlichen CQI mit einem Faktor (1-QM) ein gewichteter CQI berechnet werden kann.

Nach der Durchführung der Gewichtung, d. h. nach dem Ermitteln eines gewichteten geschätzten CQI-Werts kann in Schritt 412 der gewichtete durchschnittliche CQI-Wert dem Packet Scheduler bereitgestellt werden. Auf diese Weise wird effektiv verhindert, eine definitive Entscheidung darüber zu treffen, ob das CQI-Interpolierungsverfahren oder das CQI-Durchschnittsermittlungsverfahren angewandt werden soll.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung einer Qualitätsermittlung eines empfangenen CQI. Die Qualitätsermittlung basiert auf einem Vergleich eines geschätzten CQI-Werts, der über das Abschätzungsverfahren geschätzt wurde. Dieser geschätzte CQI wird in einem ersten Schritt 500 mithilfe eines im Blockdiagramm von 2 nicht dargestellten Speichermoduls gespeichert. Dieser geschätzte CQI bezieht sich auf einen CQI-Wert entsprechend dem zweiten Zeitpunkt, d. h. einem Zeitpunkt in der Zukunft. Anschließend wird in Schritt 502 von der Mobilstation ein zweiter CQI-Wert empfangen. Dieser zweite CQI-Wert stellt einen tatsächlich gemessenen CQI-Wert dar, der die Kanalqualität zum zweiten Zeitpunkt angibt. Somit beziehen sich der in Schritt 500 gespeicherte geschätzte CQI wie auch der in Schritt 502 empfangene zweite CQI auf den gleichen Zeitpunkt. Im folgenden Schritt 504 werden der zweite CQI und der geschätzte CQI miteinander verglichen. Dieser Vergleich erlaubt jetzt eine effektive Steuerung der Zuverlässigkeit des Abschätzungsverfahrens.

Im folgenden Schritt 506 wird das Ergebnis des in Schritt 504 durchgeführten Vergleichs ausgewertet. Wenn eine nicht akzeptable Abweichung zwischen dem zweiten CQI und dem geschätzten CQI vorliegt, d. h. wenn der zweite CQI und der geschätzte CQI stark voneinander abweichen, wird das Verfahren mit Schritt 510 fortgesetzt, indem dem gespeicherten CQI-Wert eine nicht akzeptable Qualität zugeordnet wird. Als Reaktion auf die Zuordnung dieser nicht akzeptablen Qualität wählt die Entscheidungseinheit 110 das Durchschnittsbildungsverfahren aus zur Durchführung der Abschätzung für sukzessive CQI-Werte.

Im umgekehrten Fall, wenn der zweite CQI-Wert in Schritt 506 mit dem geschätzten CQI-Wert übereinstimmt oder nur leicht davon abweicht, wird dem CQI-Wert eine akzeptable Qualität zugeordnet; die Entscheidungseinheit 110 wählt daraufhin das Interpolierungsverfahren zur Abschätzung des CQI-Werts aus. Somit erfolgt die Qualitätsermittlung effektiv durch einen Vergleich einer Interpolierung, also einem auf einer Extrapolierung basierenden geschätzten Wert, mit einem realen Messwert.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines Kalibrierungsverfahrens auf der Basis der Ermittlung einer Paketfehlerrate. In einem ersten Schritt 600 wird eine Zielpaket- oder Zielübertragungsfehlerrate eingegeben und gespeichert. Eine solche Zielfehlerrate kann beispielsweise ausgewählt werden, um den Paketdatendurchsatz des Systems für eine bestimmte Sendeleistung zu maximieren. Die Zielfehlerrate kann beispielsweise bei 10% liegen.

In einem zweiten Schritt 602 wird eine tatsächliche Paketfehlerrate gemessen, normalerweise durch Verarbeiten einer Folge von ACK/NACK-Meldungen, die von der Mobilstation 104 abgerufen werden. Im folgenden Schritt 604 werden die Zielpaketfehlerrate und die tatsächlich gemessene Paketfehlerrate verglichen, und in Schritt 606 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Abweichungen zwischen der vordefinierten Zielpaketfehlerrate und der gemessenen Paketfehlerrate innerhalb einer zulässigen Toleranz liegen, oder ob eine Kalibrierung des Packet Scheduler durchgeführt werden muss, um die Messabweichung zu kompensieren.

Wenn in Schritt 606 die Abweichungen zwischen der gemessenen Paketfehlerrate und der Zielpaketfehlerrate über einem bestimmten Schwellenwert liegen, wird das Verfahren mit Schritt 610 fortgesetzt, in dem ein Versatzsignal für den Packet Scheduler erzeugt wird. Das Versatzsignal dient der Manipulation des ermittelten CQI-Werts und der Modifikation des nachfolgenden Packet Scheduling in einer Weise, die dazu führt, dass die Paketfehlerrate wieder in die zulässige Toleranz fällt. Zum Abschluss wird in Schritt 612 das erzeugte Versatzsignal an den Packet Scheduler übertragen. Je nach dem Versatzsignal kann der ermittelte CQI-Wert hoch- oder heruntergezählt werden, bevor er an den Packet Scheduler übertragen wird. Alternativ dazu kann dem Packet Scheduler ein nicht modifizierter geschätzter CQI-Wert bereitgestellt werden, wenn das Versatzsignal separat an den Packet Scheduler übertragen wird. In diesem Fall wird der Packet Scheduler zur Verarbeitung des erhaltenen Versatzsignals weiter angepasst.

Im umgekehrten Fall, wenn also die Abweichungen zwischen der gemessenen Paketfehlerrate und der Zielfehlerrate in Schritt 606 innerhalb der zulässigen Toleranz liegen, muss keine Kalibrierung angewandt werden, und der geschätzte CQI-Wert bleibt unverändert. In Schritt 608 wird daher der geschätzte CQI-Wert an den Packet Scheduler übertragen.

100
Kommunikationsnetz
102
Basisstation
104
Mobilstation
106
CQI-Empfänger
108
CQI-Qualitätsmessungseinheit
110
Entscheidungseinheit
112
Packet Scheduler
114
Verarbeitungseinheit
116
CQI-Durchschnittsbildungsmodul
118
CQI-Interpolierungsmodul
120
Kanal in Abwärtsrichtung
122
Kanal in Aufwärtsrichtung
124
Sendeleistungsmodul
126
Übertragungsfehlermodul
128
Kalibrierungseinheit
130
Gewichtungsmodul
Fig. 1
102
Basisstation
104
Mobilstation
106
CQI-Empfänger
108
CQI-Qualitätsmessungseinheit
110
Entscheidungseinheit
112
Packet Scheduler
114
Verarbeitungseinheit
116
CQI-Durchschnittsbildung
118
CQI-Interpolierung
Fig. 2
102
Basisstation
106
CQI-Empfänger
108
CQI-Qualitätsmessungseinheit
130
Gewichtungsmodul
110
Entscheidungseinheit
124
Sendeleistungsmodul
126
Übertragungsfehlermodul
112
Packet Scheduler
128
Kalibrierungseinheit
114
Verarbeitungseinheit
116
CQI-Durchschnittsbildung
118
CQI-Interpolierung
Fig. 3
300
CQI empfangen
302
Qualität des CQI ermitteln
304
Qualität des CQI für Interpolierung ausreichend?
Ja
308
CQI-Interpolierung ausführen
312
Aktuelles CQI ermitteln
Nein
306
CQI-Durchschnittsbildung ausführen
310
Aktuelles CQI ermitteln
314
CQI dem Packet Scheduler bereitstellen
Fig. 4
400
CQI empfangen
402
Qualität des CQI ermitteln
404
Qualitätsmesswert QM für Interpolierung ermitteln
408
CQI-Interpolierung ausführen
406
CQI-Durchschnittsbildung ausführen
410
Gewichtung ausführen: QM * interpoliertes CQI + (1-QM) * Durchschnitts-CQI
412
Ermitteltes CQI dem Packet Scheduler bereitstellen
Fig. 5
500
Geschätztes CQI speichern
502
2. CQI empfangen
504
2. CQI und geschätztes CQI vergleichen
506
2. CQI ≠ geschätztes CQI?
Ja
510
Inakzeptable Qualität dem CQI zuordnen
Nein
508
Akzeptable Qualität dem CQI zuordnen
Fig. 6
600
Zielpaketfehlerrate eingeben
602
Tatsächliche Paketfehlerrate messen
604
Tatsächliche und Zielpaketfehlerrate vergleichen
606
Ermittelte ≠ Zielpaketfehlerrate?
Ja
610
Versatzsignal erzeugen
612
Versatzsignal an Packet Scheduler übertragen
Nein
608
Geschätztes CQI an Packet Scheduler übertragen


Anspruch[de]
Verfahren zur Abschätzung der Kanalqualität eines kabellosen Übertragungskanals durch Verwendung von Kanalqualitätskennzeichen, die von einer Mobilstation (104) an eine Basisstation (102) eines kabellosen Funkkommunikationsnetzes (100) übertragen werden, wobei mindestens ein erstes Kanalqualitätskennzeichen von der Mobilstation empfangen wird und wobei dieses mindestens erste Kanalqualitätskennzeichen die Kanalqualität zu einem ersten Zeitpunkt angibt, und wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

– Auswahl eines Abschätzungsverfahren auf der Basis von mindestens dem ersten Kanalqualitätskennzeichen, wobei das Abschätzungsverfahren so angepasst wurde, dass es die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt abschätzt,

– Anwenden des ausgewählten Abschätzungsverfahrens, um die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt abzuschätzen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Abschätzungsverfahren ein Verfahren zur Interpolierung der Kanalqualität umfasst, die zumindest das erste Kanalqualitätskennzeichen nutzt. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Abschätzungsverfahren ein Verfahren zur Bildung der durchschnittlichen Kanalqualität umfasst, die zumindest das erste Kanalqualitätskennzeichen nutzt. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Zeitpunkt einen aktuellen Zeitpunkt oder einen zukünftigen Zeitpunkt angibt. Verfahren gemäß Anspruch 1, das des Weiteren ein Kalibrierungsverfahren umfasst, das die folgenden Schritte umfasst:

– Speichern der geschätzten Kanalqualität, die die Kanalqualität zu dem zweiten Zeitpunkt abgibt,

– Ermitteln eines Übertragungsqualitätsmesswerts des Datenübertragungskanals,

– Vergleichen des Übertragungsqualitätsmesswerts mit einem vordefinierten Qualitätsmesswert,

– Erzeugen eines Versatzsignals für einen Packet Scheduler (112), wenn eine Abweichung zwischen dem ermittelten und dem vordefinierten Qualitätsmesswert erkannt wurde, wobei das Versatzsignal zur Steuerung des Packet Scheduler angepasst wurde, um diese Abweichung zu eliminieren.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Auswahl des Abschätzungsverfahrens des Weiteren den Vergleich der geschätzten Kanalqualität mit einer zweiten Kanalqualität umfasst, die über ein zweites Kanalqualitätskennzeichen, das die Kanalqualität zum zweiten Zeitpunkt angibt, erhalten wird. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Auswahl eines Abschätzungsverfahrens des Weiteren die Durchführung eines Gewichtungsverfahrens umfasst, das so angepasst wurde, dass es eine gewichtete durchschnittliche Kanalqualität auf der Basis von mindestens zwei Kanalqualitäten ermittelt, die mithilfe unterschiedlicher Abschätzungsverfahren ermittelt wurden. Basisstation (102) eines kabellosen Kommunikationsnetzes (100), die so angepasst wurde, dass sie eine Kanalqualität eines kabellosen Datenübertragungskanals abschätzt durch Verwendung von Kanalqualitätskennzeichen, die von einer Mobilstation (104) an die Basisstation übertragen werden, wobei die Basisstation Mittel umfasst zum Empfangen (106) von mindestens einem ersten Kanalqualitätskennzeichen von der Mobilstation und wobei dieses mindestens erste Kanalqualitätskennzeichen die Kanalqualität zu einem ersten Zeitpunkt kennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (102) des Weiteren Folgendes umfasst:

– Auswahlmittel (110) zur Auswahl eines Abschätzungsverfahrens auf der Basis mindestens des ersten Kanalqualitätskennzeichens, wobei das Abschätzungsverfahren so angepasst wurde, das es die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt abschätzt.

– Verarbeitungseinheit (114), die zur Ausführung des ausgewählten Abschätzungsverfahrens angepasst ist zur Abschätzung der Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt.

– Packet Scheduler (112), der zur Steuerung einer Übertragung von Datenpaketen an die Mobilstation als Reaktion auf den Empfang der abgeschätzten Kanalqualität angepasst ist.
Basisstation gemäß Anspruch 8, die des Weiteren eine Kalibrierungseinheit umfasst, die so angepasst wurde, dass sie einen vordefinierten Messwert für die Übertragungsqualität des Datenübertragungskanals mit einem vordefinierten Qualitätsmesswert vergleicht und ein Versatzsignal für den Packet Scheduler erzeugt, wenn eine Abweichung zwischen dem ermittelten und dem vordefinierten Qualitätsmesswert vorliegt, wobei das Versatzsignal zur Steuerung des Packet Scheduler dient oder zum Modifizieren der geschätzten Kanalqualität, um die Abweichung zu eliminieren. Computerprogrammprodukt zur Bestimmung einer Kanalqualität eines kabellosen Datenübertragungskanals durch Nutzung der Kanalqualitätskennzeichen, die von einer Mobilstation (104) an eine Basisstation (102) eines kabellosen Kommunikationsnetzes (100) übertragen werden, wobei das Computerprogrammprodukt so angepasst wurde, dass es bei Ausführung auf einem Computer ein erstes Kanalqualitätskennzeichens von der Mobilstation empfängt, das die Kanalqualität zu einem ersten Zeitpunkt angibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt des weiteren eingesetzt werden kann, um bei Ausführung auf einem Computer:

– ein Abschätzungsverfahren auszuwählen auf der Basis mindestens des ersten Kanalqualitätskennzeichens, wobei dieses Abschätzungsverfahren so angepasst wurde, dass es die Kanalqualität zu einem zweiten Zeitpunkt abschätzt.

das ausgewählte Abschätzungsverfahren zur Abschätzung der Kanalqualität zu dem zweiten Zeitpunkt anzuwenden.






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