DE69532534T2

DE69532534T2 - Verfahren für makrodiversity in aufwärtsverbindung und einrichtung in einem digitalen mobilen funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69532534T2
Application number: DE69532534T
Authority: DE
Inventors: George Chambert
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2015-11-23
Also published as: SE9404275L; KR100289794B1; AU698017B2; CA2205571C; US5867791A; JPH10510404A; DE69532534D1; EP0796544A1; FI972364A0; SE516723C2; EP0796544B1; MX9704131A; CA2205571A1; WO1996018277A1; CN1168757A; AU4274996A; FI116354B; CN1085028C; FI972364A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Makrodiversity in einem digitalen mobilen Funkkommunikationssystem, und insbesondere auf ein Aufwärtsstrecken-Makrodiversityverfahren und eine Vorrichtung in einem derartigen System.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In konventionellen digitalen zellularen mobilen Funkkommunikationssystemen kommuniziert eine Mobilstation zu jedem gegebenen Zeitpunkt mit nur einer Basisstation. Kürzlich wurde jedoch angeregt, so genannte Makrodiversity in derartigen Systemen zu verwenden. Dieses Konzept bedeutet, dass in der Abwärtsstreckenrichtung mehrere Basisstationen die gleichen Informationsblöcke zu einer Mobilstation senden, die die gesendeten Blöcke in einen endgültigen empfangenen Block kombiniert. In der Aufwärtsstreckenrichtung überträgt eine Mobilstation einen Informationsblock, der in mehreren Basisstationen empfangen wird. Die empfangenen Blöcke werden zu einem gemeinsamen Knoten in dem terrestrischen System übertragen, z. B. einer Mobildienstvermittlungsstelle, wo die empfangenen Blöcke in einen endgültigen empfangenen Block kombiniert werden. Diese Prozeduren erhöhen die Zuverlässigkeit der empfangenen Informationsblöcke, da sich die Information nun entlang unterschiedlicher Pfade bewegt hat, von denen einer die Information weniger als der andere verzerren kann.
Ein Nachteil von diesen Aufwärtsstreckendiversityverfahren besteht darin, dass die empfangenen Informationsblöcke von mehreren Basisstationen zu der Mobildienstvermittlungsstelle gesendet werden müssen, was die Kapazität des terrestrischen Systems reduziert.
Ein Beispiel eines derartigen Systems wird in EP-A-643542 angegeben, was ein Aufwärtsstrecken-Makrodiversitysystem beschreibt, in dem die Basisstationen jedem Informationsblock (oder jedem Bit in dem Informationsblock) ein Qualitätsmaß hinzufügen. Danach werden diese erweiterten Informationsblöcke zu einer kombinierenden Einheit gesendet, die einen davon auswählt oder mehrere empfangene Informationsblöcke kombiniert.
WO-A-9319537 beschreibt ein System zum Steuern einer Übergabe in einer Mobildienstvermittlungsstelle, wobei Signalstärkemessungen in Basisstationen verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Aufwärtsstrecken-Makrodiversityverfahren und eine Vorrichtung in einem digitalen zellularen Mobilfunkkommunikationssystem vorzusehen, in dem die Kapazität des terrestrischen Systems durch Reduzieren des Umfangs von Information erhöht wird, die zwischen Basisstationen und dem nächsten Knoten des terrestrischen Systems des Kommunikationssystems, z. B. einer Mobildienstvermittlungsstelle, zu übermitteln ist.
Ein Weg, Informationsblöcke von mehreren Basisstationen zu kombinieren, ist, nur die Information von dem "besten" Block zu verwenden. In einem derartigen Fall wäre es unnötig, die Information von verworfenen Blöcken zwischen Basisstationen und der Mobildienstvermittlungsstelle zu übermitteln. Somit basiert die vorliegende Erfindung auf der Idee, dass es an Stelle einer Übertragung aller empfangenen Blöcke ausreichend ist, ein Qualitätsmaß für jeden Block zu kalkulieren und nur diese Qualitätsmaße zu übermitteln. Die Qualitätsmaße, die durch die Mobildienstvermittlungsstelle empfangen werden, werden dann verglichen, und die Basisstation, von der das beste Qualitätsmaß empfangen wurde, wird angewiesen, ihren Informationsblock zu übermitteln.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung, gemeinsam mit weiteren Zielen und Vorteilen von ihr, kann am besten durch Verweis auf die folgende Beschreibung verstanden werden, genommen gemeinsam mit den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 ein Blockdiagramm eines Teils eines digitalen zellularen Mobilfunkkommunikationssystems ist, das die Konzepte der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Diagramm ist, das die Signalübermittlung zwischen Basisstationen und einer Mobildienstvermittlungsstelle veranschaulicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung arbeiten; und
3 ein Flussdiagramm ist, das das Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf ein digitales zellulares Funkkommunikationssystem vom Typ TDMA beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Sys teme beschränkt, sondern ist auch auf andere digitale zellulare Systeme anwendbar, wie etwa CDMA-Systeme.
In 1 überträgt eine Mobil-MS Informationsblöcke, die in zwei Basisstationen BS1 und BS2 empfangen werden. Die empfangenen Signale werden in Übereinstimmung mit konventionellen Verfahren demoduliert und dekodiert, und die resultierenden Informationsblöcke BL1 bzw. BL2 werden in jeweiligen Puffern BUF1 und BUF2 gespeichert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Informationsblock ein Rahmen, der typischerweise 10–40 ms von Sprache/Daten entspricht. Mikroprozessorsteuervorrichtungen MPC1 bzw. MPC2 rufen relevante Bits über Bitabrufleitungen B zum Kalkulieren und Ausgeben entsprechender Qualitätsverfahren Q1 bzw. Q2 der gespeicherten Blöcke BL1 und BL2 ab.
Hier bedeutet das Konzept Qualitätsmaß nicht notwendigerweise nur einen einzelnen Wert, sondern könnte eine Sequenz von Werten implizieren, die unterschiedliche Aspekte der Qualität des jeweiligen empfangenen Blocks darstellen.
Beispiele geeigneter Qualitätsmaße sind die Anzahl von Bytes in einem Block, der einen Fehler enthalten hat, der korrigierbar war, die Anzahl von Bytes, die nicht-korrigierbare Fehler enthalten, oder eine Kombination davon. Ein anderes Qualitätsmaß wird in WO-94/05100 beschrieben, dem gemäß eine Kanalschätzung verwendet wird, um ein Qualitätsmaß zu bilden.
Die Qualitätsmaße Q1, Q2 werden auf jeweiligen Leitungen L1, L2 zu der Mobildienstvermittlungsstelle MSC gesendet, die ein Entscheidungsmittel DEC enthält, das diese Signale empfängt. Entscheidungsmittel DEC kann z. B. einen Mikroprozessor umfassen. Die Punkte unter Leitung L2 und unter den Eingangsleitungen von Entscheidungsmittel DEC implizieren, dass Qualitätsmaße von mehr als zwei Basisstationen empfangen werden können. In der Tat impliziert die Erfindung in ihrer allgemeinsten Form einen Empfang von Qualitätsmaßen Q1, Q2, ..., QN von einer Menge von entsprechenden Basisstationen BS1, BS2, ..., BSN.
Entscheidungsmittel DEC bestimmt das beste empfangene Qualitätsmaß und sendet eine Nachricht M zu der Mikroprozessorsteuervorrichtung in der entsprechenden Basisstation BS1 oder BS2 über eine entsprechende Leitung L1 oder L2. Die Mikroprozessorsteuervorrichtung, die diese Nachricht empfängt, instruiert über eine Leitung C ihren Puffer, seinen Block (BL1 oder BL2) zur Mobildienstvermittlungsstelle MSC auf der entsprechenden Ausgangsleitung (L1 oder L2) auszugeben. Der Block, der durch die Mobildienstvermittlungsstelle MSC empfangen wird, wird als der gemeinsame Ausgabeblock aller Basisstationen in der Menge betrachtet.
Die obige Prozedur wird weiter in 2 veranschaulicht. Hier werden Qualitätsmaße Q1 und Q2 durch Mobildienstvermittlungsstelle MSC von den Basisstationen BS1 bzw. BS2 empfangen. Das Entscheidungsmittel in Mobildienstvermittlungsstelle MSC bestimmt, dass Q2 das beste Maß ist, was impliziert, dass Block BL2 der zuverlässigste Block ist. Daher sendet Mobildienstvermittlungsstelle MSC eine Nachricht M zu Basisstation BS2, in der Mikroprozessorsteuervorrichtung MPC2 Puffer BUF2 instruiert, Block 2 zu Mobildienstvermittlungsstelle MSC auszugeben, die wiederum Block BL2 auf Leitung L3 zum öffentlich vermittelten Telefonnetz PSTN (siehe 1) als eine gemeinsame Ausgabe von Basisstationen BS1, BS2 ausgibt.
In der obigen Beschreibung wurde angenommen, dass Leitungen L1, L2 für Signalisierung (Q1, Q2, M) ebenso wie Informationsübermittlung (BL1, BL2) verwendet werden. In der Praxis kann es jedoch getrennte Leitungen für Signalisierung und Informationsübermittlung geben.
3 ist ein Flussdiagramm, das das oben beschriebene Verfahren veranschaulicht. Die Routine beginnt in Schritt 300. In Schritt 310 werden die Maße Q1, Q2, ..., QN der empfangenen Informationsblöcke in jeder Basisstation BS1, BS2, ..., BSN in der Menge kalkuliert. In Schritt 320 wird die Menge von Qualitätsmaßen Q1, Q2, ..., QN zu Entscheidungsmittel DEC gesendet. In Schritt 330 bestimmt Entscheidungsmittel DEC das beste Maß Q. In Schritt 340 wird die Basisstation, die dem Block mit dem besten Q entspricht, instruiert, ihren Block als eine gemeinsame Ausgabe von der gesamten Menge von Basisstationen auszugeben. Schließlich endet die Routine in Schritt 350. Diese Routine wird für jeden Informationsblock, der von der Mobilstation MS übertragen und durch die Basisstationen in der Menge empfangen wird, wiederholt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde angenommen, dass sich Entscheidungsmittel DEC in einer Mobildienstvermittlungsstelle befindet. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall, da Entscheidungsmittel DEC nicht tatsächlich jegliche empfangene Informationsblöcke verarbeitet, es empfängt nur Qualitätsmaße, bestimmt das beste Maß und instruiert entsprechende Basisstationen, ihren Block auszugeben. Deshalb kann Entscheidungsmittel DEC von Mobildienstvermittlungsstelle MSC physisch getrennt sein. Die tatsächlich übertragenen Informationsblöcke von Basisstationen BS1, BS2 werden jedoch zur Mobildienstvermittlungsstelle MSC gesendet.
In der obigen Beschreibung wurde auch angenommen, dass nur ein Informationsblock aus einer Menge von empfangenen Informationsblöcke gewählt wird. Es ist jedoch innerhalb des Bereichs der gleichen erfinderischen Idee, (z. B. in Element DEC in 1) eine Kombination der besten (im Sinne vom Qualitätsmaß) empfangenen Blöcke als eine gemeinsame Ausgabe von einer Menge von Basisstationen zu bilden. Dies würde dennoch den Umfang von Signalisierung reduzieren, da nicht alle empfangenen Blöcke zu der Mobildienstvermittlungsstelle übermittelt werden müssen. Falls z. B. die 3 besten empfangenen Blöcke zu der Mobildienstvermittlungsstelle übermittelt werden, kann ein kombinierter Block durch Setzen von jedem Bit in diesem Block gleich dem Wert der Mehrheit der 3 entsprechenden übermittelten Bits gebildet werden.
Des Weiteren wurde in dieser Beschreibung die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein TDMA-System beschrieben. Wie jedoch oben vermerkt, ist die Erfindung auch auf ein CDMA-System anwendbar.
Es wird durch einen Durchschnittsfachmann verstanden, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Bereich vorgenommen werden können, der durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Aufwärtsstrecken-Makrodiversityverfahren in einem digitalen zellularen Mobilfunksystem, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Senden eines Informationsblocks von einer mobilen Station bzw. einem Funktelefon, Empfangen von Informationsblöcken entsprechend dem gesendeten Informationsblock bei jeder Basisstation einer vorbestimmten Gruppe von Basisstationen, bei jeder Basisstation in der Gruppe Bestimmen eines Qualitätsmaßes, das die Zuverlässigkeit des aktuell empfangenen Informationsblocks (310) darstellt, gekennzeichnet durch Senden des Qualitätsmaßes, aber nicht des entsprechenden Informationsblocks, von jeder Basisstation zu einer Entscheidungseinrichtung (320); Bestimmen des besten Qualitätsmaßes in der Entscheidungseinrichtung (330); und Beauftragen nur der Basisstation entsprechend dem besten Qualitätsmaß, ihren empfangenen Informationsblock als gemeinsamen Ausgangsinformationsblock der Gruppe von Basisstationen auszugeben (340).
Aufwärtsstrecken-Makrodiversityverfahren in einem digitalen zellularen Mobilfunksystem, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Senden eines Informationsblocks von einer mobilen Station bzw. einem Funktelefon, Empfangen von Informationsblöcken entsprechend dem gesendeten Informationsblock bei jeder Basisstation einer vorbestimmten Gruppe von Basisstationen, bei jeder Basisstation in der Gruppe Bestimmen eines Qualitätsmaßes, das die Zuverlässigkeit des aktuell empfangenen Informationsblocks darstellt, gekennzeichnet durch Senden des Qualitätsmaßes, aber nicht des entsprechenden Informationsblocks, von jeder Basisstation zu einer Entscheidungseinrichtung; Bestimmen einer Untergruppe von Qualitätsmaßen, die nur die besten Qualitätsmaße in der Entscheidungseinrichtung enthalten; Beauftragen nur von Basisstationen entsprechend der Untergruppe von besten Qualitätsmaßen, ihren aktuell empfangenen Informationsblock auszugeben; und Kombinieren der ausgegebenen Informationsblöcke in einen Ausgangsinformationsblock der Gruppe von Basisstationen.
Aufwärtsstrecken-Makrodiversitysystem in einem zellularen Mobilfunksystem, welches Makrodiversitysystem folgendes enthält: eine mobile Station bzw. ein Funktelefon, die bzw. das einen Informationsblock sendet, eine Gruppe von Basisstationen, die Informationsblöcke entsprechend dem gesendeten Informationsblock bei jeder Basisstation in der Gruppe empfangen, in jeder Basisstation der Gruppe eine Einrichtung zum Bestimmen eines Qualitätsmaßes, das die Zuverlässigkeit des aktuell empfangenen Informationsblocks darstellt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (MPC1, MPC2) zum Senden des Qualitätsmaßes, aber nicht des entsprechenden Informationsblocks, von jeder Basisstation (BS1, BS2) zu einer Entscheidungseinrichtung (DEC), die das beste Qualitätsmaß bestimmt; und eine Einrichtung zum Beauftragen nur der Basisstation entsprechend dem besten Qualitätsmaß, ihren empfangenen Informationsblock als einen gemeinsamen Ausgangsinformationsblock der Gruppe von Basisstationen auszugeben.
Diversitysystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidungseinrichtung (DEC) in einer Funkvermittlungsstelle (MSC) vorgesehen ist.
Aufwärtsstrecken-Makrodiversitysystem in einem digitalen zellularen Mobilfunksystem, welches Makrodiversitysystem folgendes enthält: eine mobile Station bzw. ein Funktelefon, die bzw. das einen Informationsblock sendet, eine Gruppe von Basisstationen, die Informationsblöcke entsprechend dem gesendeten Informationsblock bei jeder Basisstation in der Gruppe empfangen, in jeder Basisstation der Gruppe eine Einrichtung zum Bestimmen eines Qualitätsmaßes, das die Zuverlässigkeit des aktuell empfangenen Informationsblocks darstellt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (MPC1, MPC2) zum Senden des Qualitätsmaßes, aber nicht des entsprechenden Informationsblocks, von jeder Basisstation (BS1, BS2) zu einer Entscheidungseinrichtung (DEC), die eine Untergruppe von Qualitätsmaßen bestimmt, die nur die besten Qualitätsmaße enthalten; eine Einrichtung zum Beauftragen nur von Basisstationen entsprechend der Untergruppe von besten Qualitätsmaßen, ihren aktuell empfangenen Informationsblock auszugeben; und eine Einrichtung zum Kombinieren der ausgegebenen Informationsblöcke in einen gemeinsamen Ausgangsinformationsblock der Gruppe von Basisstationen.