DE69736615T2

DE69736615T2 - Drahtloses Kommunikationssystem mit dynamischer Zuweisung der Funkkanäle

Info

Publication number: DE69736615T2
Application number: DE69736615T
Authority: DE
Inventors: Mathilde South Orange Benveniste
Original assignee: AT&T Wireless Services Inc
Current assignee: AT&T Mobility II LLC
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: JP3958418B2; CA2204815A1; EP0838964A2; CA2350939A1; CA2204815C; JP2008125079A; US20020098847A1; JP2002101468A; US20030064745A1; CA2350875A1; CA2350875C; DE69736615D1; JP2002044015A; US6496699B2; EP1152626A3; EP1152551B1; JP2008118719A; US6473623B1; US6442397B1; JP4162870B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme mit Versorgungsbereichen, die in eine Vielzahl von Zellen unterteilt sind, nach Anspruch 1.
Stand der Technik
Aus EP-A-0 731 622 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur adaptiven dynamischen Kanalzuteilung in drahtlosen Kommunikationsnetzen bekannt. Dieses bekannte Kanalzuteilungssystem teilt Kanäle verschiedenen Zellen zu durch die optimale Partitionierung der verfügbaren Funkfrequenzen in einander nicht-überschneidende Mengen, die optimale Gruppierung von Mitbenutzerzellen und die beste Zuteilung der ersteren an die letzteren. Das Ziel ist die Optimierung der Verkehrsbewältigungsleistung, die, angesichts der Vielzahl von Zellen, als Maximierung eines Engpassleistungsverhältnisses ausgedrückt wird. Das Leistungsverhältnis für eine Zelle wird definiert als das Verhältnis der Zahl von Funkfrequenzen, die der Zelle zugeteilt sind, zur Zahl der Funkfrequenzen, die erforderlich sind, um Blockierungswahrscheinlichkeits-Anforderungen zu erfüllen. Die Lösung zur Erreichung einer optimalen nicht-regelmäßigen Kanalzuordnung ist auf zwei mathematische Programme aufgeteilt, die als Masterprogramm und als Unterprogramm bezeichnet werden. Diese werden schrittweise mit Unterstützung von einer Kanalmengen-Vermehrungstechnik, die zwischen Lösungen des Master- und des Unterprogramms implementiert ist, gelöst.
Aus der Schrift „Channel Assignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunications Systems: A Comprehensive Survey", I. Katzela – IEEE Personal Communications, Juni 1996, XP000593925, sind Kanalzuteilungsschemata für zelluläre mobile Telekommunikationssysteme bekannt. Entsprechend diesen bekannten Kanalzuteilungsschemata kann ein bestimmtes Funkspektrum (oder eine Bandbreite) in eine Menge aus nicht verbundenen oder einander nicht störenden Funkkanälen unterteilt werden. Diese Kanäle können alle gleichzeitig verwendet werden, während ein zufrieden stellend empfangenes Funksignal beibehalten wird. Um ein bestimmtes Funkspektrum in solche Kanäle aufzuteilen, können viele Verfahren, wie Frequenzteilung, Zeitteilung oder Code-Teilung verwendet werden.
Aus EP 0 802 695 sind ein selbstkonfigurierbares Kanalzuteilungssystem und ein Verfahren bekannt. Dieses bekannte selbstkonfigurierbare Kanalzuteilungssystem kann seine eigenen Kanalzuteilungen ohne vorherige Planung oder menschliche Intervention bestimmen. Ein solches System wird als eine Verbesserung eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, dessen Versorgungsbereiche in eine Vielzahl von Zellen aufgeteilt sind, implementiert, wobei die Verbesserung durch eine zusammenwirkende Kombination von: (1) einem Mittel zur autonomen Sammlung von Daten an den Zellen in Bezug auf Dienstsignal/Interferenzmessungen und andere relevanten Daten; und (2) einem Mittel zur automatischen Durchführung eines ausgewählten Kanalzuteilungsalgorithmus als Antwort auf Daten, die vom Datensammlungsmittel bereitgestellt werden, implementiert wird.
Aus US 5,491,837 sind ein Verfahren und ein System zur adaptiven Zuordnung von Kanälen innerhalb eines Funkkommunikationssystems, insbesondere eines Zellularnetzes bekannt. Die Zuordnung macht sich die Messungen, die von dem mobilen Funktelefon durchgeführt werden, zunutze und ordnet Kanäle aufgrund des Träger-zu-Interferenz-Verhältnisses zu. Unter Verwendung einer adaptiven Leistungssteuerung wird auf die Beibehaltung eines annehmbaren Träger-zu-Interferenz-Verhältnisses bei gleichzeitiger Minimierung der Übertragungsleistung geachtet.
Das Versorgungsgebiet eines drahtlosen Kommunikationssystems ist in als Zellen bekannte verbundene Versorgungsdomänen aufgeteilt, wobei Funkfernsprechbenutzer über Funkstrecken mit der die Zelle versorgenden Basisstation kommunizieren. Die Basisstation (BS) ist an das Landnetz angeschlossen. Effiziente Ausnutzung des verfügbaren Funkfrequenzspektrums wird durch Wiederverwendung derselben Funkfre quenzen in designierten Kobenutzerzellen erzielt, die ausreichend durch Distanz getrennt sind, so dass die kombinierten, durch Kokanal- und Nachbarkanalzellen erzeugten Störungen unter tolerierbaren Werten liegen.
Historisch gesehen basiert die Zuweisung von Funkfrequenzen (oder Kanälen) zu Zellen auf Regularitätsannahmen (d.h. gleich große, gleichmäßig beabstandete Zellen mit gleichförmig verteilten Verkehrslasten), die die Verwendung einfacher Regeln zum Identifizieren von Kobenutzerzellen und ein Aufteilen des HF-Spektrums in Kanalmengen erlauben. Da solche Regularitätsannahmen häufig nicht gelten, und somit die Regeln der regulären Kanalzuweisung nicht unbedingt zu der effizienten Ausnutzung des HF-Spektrums führen, hat sich jedoch ein Kanalzuweisungsansatz entwickelt, der als nicht reguläre Kanalzuweisung bekannt ist, um diese Unzulänglichkeit zu behandeln. Der reguläre und der nicht reguläre Kanalzuweisungsansatz können beide als feste Kanalzuweisung klassifiziert werden, die durch eine feste Beziehung zwischen Zellen und diese versorgenden Kanälen gekennzeichnet ist.
Im Gegensatz zu Zuweisungsverfahren mit festem Kanal wurde eine als flexible Kanalzuweisung bekannte neue Klassifikation entwickelt. Solche flexible Kanalzuweisungsverfahren nutzen die Fähigkeit eines Systems für abgesetztes, softwaregesteuertes Neuabstimmen der Basisstationsfunkgeräte aus, wobei diese Fähigkeit eine Anpassung von Kanalkapazität an Verkehrsschwankungen ermöglicht.
Drahtlose Systeme bewegen sich im Allgemeinen in Richtung digitaler Technologien von traditionellen analogen drahtlosen Systemen aus, obwohl erwartet wird, dass analoge Systeme weiterhin eine signifikante Population von Benutzern für einige Zeit versorgen werden. In der digitalen Umgebung treten drei Kandidaten hervor: TDMA („Time-Division Multiple Access"), Global System for Mobile (GSM) und Code-Division Multiple Access (CDMA). Bei den ersten beiden treten schmalbandige Kanale auf, die in getrennten Zeitschlitzen jeweils drei oder acht Gespräche fuhren können. Letzterer verwendet breitere Kanale, die viele Benutzer auf einmal berücksichtigen können und die in aneinander anstoßenden Zellen wiederverwendet werden können.
Vom Standpunkt des Dienstanbieters aus gesehen ist einer der Grundunterschiede zwischen den beiden Technologien die Notwendigkeit einer Kanalzuweisung bei ersterer, eine Anforderung, die bei der letzteren fehlt. Wie aus der obigen Besprechung hervorgehen wird, ist die Kanalzuweisung für die zur Zeit verwendeten analogen Systeme zu sehr hohem Grade eine Anforderung.
Diese im Stand der Technik ausgeführte Kanalzuweisungsfunktion ist sowohl durch die Notwendigkeit einer Vorausplanung solcher Kanalzuweisungen als auch eine Anforderung einer beträchtlichen Datensammlung gekennzeichnet. Außerdem erzielt eine solche traditionelle Kanalzuweisungsplanung tendenziell nur eine suboptimale Verkehrsauslastung in den Zellen eines drahtlosen Systems, sowie suboptimalen Verkehrsdurchsatz in einem solchen System. Im Zusammenhang mit der Kanalzuteilung steht die Einstellung oder Kalibrierung von Zellbasisstations-HF-Übertragungsleistung.
Ein selbstkonfigurierbares drahtloses System ist eines, in dem autonom Daten gesammelt und Kanäle Zellen zugeteilt werden. Die gesammelten Daten liefern Informationen, die für die Kanalzuteilung erforderlich sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit dem Frequenz-/Kanalzuweisungen zu Zellen selbst konfiguriert werden und HF-Übertragungsleistungspegel selbst kalibriert werden, wobei Daten verwendet werden, die von dem drahtlosen System gesammelt werden und die durch Systemfunktionalitäten als Teil des Selbstkonfigurationsprozesses bestimmt werden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Verbesserte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen drahtlosen Systems ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Daten, die zur Selbstkonfiguration und Selbstkalibrierung erforderlich sind, bestehen aus Signalstärkemessungen zwischen Mobilteilen und Basisstationen. Die Messungen können entweder auf der Aufwärts- oder der Abwärtsstrecke durchgeführt werden. Software koordiniert die Datensammlung, die HF-Leistungseinstellung und die Kanalzuordnung.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die benötigten Daten automatisch von MAHO/MACA (d.h. Mobile Assisted Hand Off; Mobile Assisted Channel Assignment)-Funktionalitäten des IS 136 Air Interface Standard (AIS) geliefert, wodurch ein IS 136-System fähig gemacht wird, sich ohne zusätzliche Hardware selbst zu konfigurieren und selbst zu kalibrieren.
Genauer wird das System zu Beginn mit vorläufigen Daten gestartet. Somit können Signalstärkemessungen durchgeführt werden, um eine Datensammlung zu liefern, die für die effiziente Durchführung der Selbstkonfigurierungs- und Selbstkalibrierungsalgorithmen ausreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schema eines regulären Zellengebietlayouts eines drahtlosen/zellularen Funkfernsprechsystems;
2 ist ein Zellengebietschema in Bezug auf die Kanalzuweisungszulässigkeit;
3 ist ein Blockschaltbild eines drahtlosen/zellularen Funkfernsprechsystems;
4 ist ein Blockschaltbild einer Mobilvermittlungszentrale für ein drahtloses/zellulares Funkfernsprechsystem;
5 zeigt eine Vielzahl von gemäß dem Verfahren der Erfindung konfigurierten Mobilvermittlungszentralen;
6 zeigt eine funktionale Abbildung einer Master- und Versorgungs-Mobilvermittlungszentrale gemäß der Erfindung;
7 ist ein Flussprozessdiagramm eines Verkehrsdatensammelverfahrens, so wie es in der Erfindung implementiert wird;
8 ist ein Flussprozessdiagramm eines Versorgungssignal- und Störungsdatensammelverfahrens, so wie es in der Erfindung implementiert wird;
9 ist ein Flussprozessidiagramm eines Kanal(neu-)zuteilungsverfahrens, so wie es in der Erfindung implementiert wird;
10 ist ein Flussprozessdiagramm eines Selbstkalibrierungsprozesses, um HF-Übertragungsleistungspegel einzustellen.
Ausführliche Beschreibung
1. Einführung
1 zeigt in schematischer Form ein herkömmliches reguläres hexagonales Zellenlayout eines drahtlosen zellularen Kommunikationssystems. Das Abbilden des geographischen Versorgungsgebiets über ein hexagonales Gitter stellt ein geometrisches Muster her, das eine Zuweisung von Frequenzen in einer strukturierten Disposition gestattet, wodurch die Wiederverwendung dieser Frequenzen in einem gesteuerten wiederholbaren regulären Zuweisungsmodell möglich wird. Den Zellengebieten sind spezifische Kanalmengen zugewiesen. Jede Kanalmenge umfasst eine Vielzahl einzelner Sende- und Empfangsfunkkanäle zur Verwendung in dem Zellengebiet. In dem in 1 gezeigten Modell sind mit „A" markierte Zellen Kobenutzerzellen und alle benutzen dieselbe Kanalmenge. Dasselbe gilt für mit „B", „C" usw. markierten Kobenutzerzellen, die alle ihre eigene zugewiesene Kanalmenge aufweisen.
Jede Zelle wird durch ein mit einer Basisstation assoziiertes Antennensystem bestrahlt, wobei die Basisstationen miteinander und/oder mit anderen Netzwerken verbunden sein können. Bei der in 1 dargestellten beispielhaften Konfiguration ist durch die Antenne 101 eine omnidirektionale Richtcharakteristik abgebildet, und die Antenne 102 repräsentiert eine gerichtete Antennencharakteristik, wodurch Sektorisierung von Zellen zu kleineren Versorgungsgebieten des Keiltyps repräsentiert wird.
Bekanntlich ist ein zentraler Aspekt zellularer Kommunikationssysteme das Konzept der Frequenzwiederbenutzung. Mit Frequenzwiederbenutzung können Benutzer in verschiedenen geographischen Orten (verschiedenen Zellen) gleichzeitig denselben Frequenzkanal benutzen, wie durch gleichbenannte Zellen in 1 für reguläre Kanalzuweisung abgebildet. Obwohl die Frequenzwiederbenutzung die spektrale Effizienz eines Systems wesentlich vergrößern kann, kann es zwischen an der gemeinsamen Benutzung desselben Kanals beteiligten Zellen zu starken Störungen kommen, wenn ein ordnungsgemäßer Systementwurf fehlt. Frequenzwiederverwendung oder Kanalzuweisungen werden im Allgemeinen durch Verwendung einfacher Regeln zum Identifizieren von Kobenutzerzellen und zum Aufteilen des HF-Spektrums in Kanalmengen implementiert.
Kanalzuweisungsansätze können grob in zwei Kategorien klassifiziert werden: fest und flexibel. Feste Kanalzuweisung fixiert die Beziehung zwischen Zellen und den sie versorgenden Kanälen. Nur die einer Zelle zugeteilten Kanale können Verbindungen in dieser Zelle versorgen, und jeder Kanal kann gleichzeitig von allen Zellen verwendet werden, denen der Kanal zugewiesen ist. Ein Beispiel für feste Kanalzuweisung ist reguläre Kanalzuweisung, die durch die regelmäßige Wiederholung eines Wiederverwendungsmusters gekennzeichnet ist. Reguläre Kanalzuweisung ist für ein System mit gleichförmig über Zellen verteiltem Verkehr optimal.
Wenn die Verkehrsverteilung nicht gleichförmig ist, kann eine feste nicht reguläre Kanalzuteilung gefunden werden, die Kanäle Zellen abhängig von ihrer Verkehrslast zuteilt. [Ein Prozess zur Erreichung einer solchen optimalen nicht regulären Zuteilung wird in M. Benveniste, „Apparatus and Method for Non-Regular Channel Assignment in Wireless Communication Networks", US-Patent Nr. 5,404,574, beschrieben.]
Flexible Kanalzuweisungsverfahren nutzen dagegen die Fähigkeit eines Systems für abgesetzte, softwaregesteuerte Neuabstimmung der Basisstationsfunkgeräte aus, wobei diese Fähigkeit eine Anpassung der Kanalkapazitat an Verkehrsschwankungen ermöglicht.
Außerdem ist es wohlbekannt, dass die Qualität der Kommunikation in drahtlosen Systemen wesentlich von dem Verhältnis des Empfangssignals zu Störungen (S/1) oder der Bitfehlerrate (BER) abhangt, wobei letztere ihrerseits von empfangenem Signal und Störungen abhängt. Die Hauptstörungen, die problematisch sind, bestehen aus zwei Komponenten: Kokanalstörungen und Nachbarkanalstörungen. Kokanalstörungen sind die Störungen aus Kommunikationsquellen, die auf dieselbe Frequenz wie der Betriebskanal abgestimmt sind. Nachbarkanalstörungen stammen aus Kommunikationsquellen, die Kanäle in der Nahe des Betriebskanals in dem Frequenzspektrum benutzen. Um die gewünschte Sprach- oder Datenübertragungsqualitat zu erreichen, muss das Verhältnis des Empfangssignals zu den kombinierten Kokanal- und Nachbarkanalstörungen über einer spezifizierten Schwelle liegen. HF-Übertragungsleistungspegel sind ebenfalls ein Faktor bei der Bestimmung der Interferenz.
Im Folgenden wird eine Methodologie beschrieben, wodurch ein kanalisiertes drahtloses System die Notwendigkeit einer Kanalzuweisungsplanung vermeiden kann und statt dessen seine eigenen Kanalzuweisungsbestimmungen vornimmt, ohne dass Vorausplanung oder menschliches Eingreifen notwendig sind. Die Implementierung dieser Methodologie wird hier als selbstkonfigurierbares drahtloses System bezeichnet.
Im Folgenden wird auch eine Methodik beschrieben, mit der ein in Kanäle aufgeteiltes drahtloses System die Notwendigkeit für eine manuelle Kalibrierung von HF-Leistungsübertragungspegel einer Basisstation vermeiden kann. Tatsächlich kalibriert sich das System nach einer anfänglichen groben Leistungseinstellung selbst, ohne dass ein Techniker eingreifen müsste. Diese Methodik wird mit dem Ausdruck Selbstkalibrierung bezeichnet, bei der die HF-Leistungseinstellung sich auf eine softwaregestützte Berechnung reduziert, die die gleichen systemgesammelten Daten wie die Selbstkon figuration verwendet. Die HF-Leistungspegeleinstellungen werden so bestimmt, dass sie Beschränkungen berücksichtigen, die Kriterien für nutzerspezifische Dienste und Systemleistung erfüllen. Die Selbstkalibrierung ist kontinuierlich. Sie endet, wenn das System einen stabilen Zustand erreicht.
Ein selbstkonfigurierendes, selbstkalibrierendes System entsprechend der Erfindung umfasst eine autonome Kanalzuteilung und eine autonome HF-Übertragungsleistungspegel-Einstellung für die Basisstationen. Die Selbstkonfigurierung ordnet Kanäle automatisch Zellen auf solche Weise zu, dass eine Kanalinterferenz vermieden wird. Sie beinhaltet die Einrichtung von Kanalzuordnungs-Zulässigkeitskriterien, die bestimmen, ob die gleichzeitige Nutzung eines Kanals durch eine Sammlung von Basisstationen (oder deren Mobilteilen) zulässig ist. Solche Kriterien können verwendet werden, um eine Nachbarliste zu erstellen. Die Selbstkalibrierung hat mit dem Einstellen von HF-Übertragungsleistungspegeln von Basisstationen auf einen minimalen Pegel zu tun.
In einem drahtlosen System, das zur Selbstkonfigurierung und Selbstkalibrierung in der Lage ist, ist die HF-Planung einfach auf das Problem der Auswahl von Zellenstandorten und des Einstellens von Systemkonfigurationsparametern reduziert. Alles andere, was traditionell Teil der HF-Planung, beim Einrichten eines neuen Systems und seiner Erweiterung war, wird durch Software geleitet, die in den Systemgeräten verankert ist.
Selbstkonfigurierung und Selbstkalibrierung verwenden Daten, die durch das System gesammelt werden, während dieses arbeitet. Diese Daten bestehen aus Signalstärkemessungen zwischen Mobilteilen und Basisstationen, während diese entweder auf der Aufwärtsstrecke oder der Abwärtsstrecke durchgeführt werden können. Generell wären zusätzliche Funkgeräte an der Basisstation für die Sammlung dieser Daten erforderlich. Ein drahtloses Kommunikationssystem, das gemäß einem Aspekt der Erfindung unter dem IS 136 AIS arbeitet, kann jedoch ohne jede Modifizierung der Hardwarestruktur des drahtlosen Systems implementiert werden. Die MAHO/MACA- Funktionalität liefert die benötigten Signalstärkemessungen ohne die diesbezügliche Notwendigkeit für zusätzliche Funkgeräte an den Zellenorten. Tatsächlich können notwendige Messungen auf der Abwärtsstrecke durch reisende Mobilteile bei Empfang der richtigen Befehle durchgeführt werden. Dieser Prozess wird durch Software koordiniert, die zu vorhandener Software hinzugefügt wird.
2. Selbstkonfigurierung
I. Einführung
Ein selbstkonfigurierbares drahtloses System gemäß der Erfindung bietet gegenüber vorbekannten Systemen zwei Hauptvorteile. Am offensichtlichsten ist das Entfallen des Kanalplanungsprozesses selbst und somit das Entfallen oder die wesentliche Reduktion des für diesen Zweck notwendigen Fachpersonals – ein signifikanter Kostenvorteil für den Systembetreiber. Zweitens kann die Anzahl der zur Versorgung einer gegebenen Verkehrslast notwendigen Zellenstandorte signifikant vermindert werden. Es gibt zwei Mechanismen, wodurch eine solche Zellenstandortreduktion erreicht wird. Einer ist durch die Fähigkeit des Systems, Kanäle gegebenenfalls zu verlagern, wenn sich Verkehrslasten zeitlich andern. Wenn sich Verkehrsspitzen über das System hinweg verschieben, führt die Portierbarkeit von Kanalkapazitat zu weniger Zellenstandorten. Der Zweite ist durch vergrößerten Verkehrsdurchsatz, der auch in statischen Verkehrsbedingungen erreichbar ist.
Selbstkonfigurierbarkeit umfasst zwei Schlüsselmerkmale:
Autonomes Datensammeln und
eine gewählte Kanalzuweisungsmethodologie.
Das erste Merkmal, autonomes Datensammeln, betrifft die für die Administration von Sprachkanälen notwendigen Daten. Dazu gehören Daten, die die Störungsumgebung charakterisieren, sowie andere Daten, die für den implementierten spezifischen Kanalzuweisungsalgorithmus relevant sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform, die einen ADCA-Algorithmus verwendet, sind solche Daten die in einer Zelle auftretenden Verkehrslasten. Die Störungsdaten würden beim Herauffahren des Systems oder beim Hinzufügen neuer Zellen oder Sektoren gesammelt. Beide Arten von Daten können während des normalen Betriebs und ohne Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit des Systems gesammelt werden. Geeignete Verfahren für ein solches autonomes Datensammeln werden Fachleuten bekannt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das gewählte Kanalzuweisungsverfahren aus der Klasse flexibler Kanalzuweisungsverfahren ausgewählt, die wie bereits erwähnt die Fähigkeit eines Systems für abgesetzte, softwaregesteuerte Neuabstimmung der Basisstationsfunkgeräte ausnutzen, die Fähigkeit, die eine Anpassung von Kanalkapazität an Verkehrsschwankungen ermöglicht. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Methodologie der Erfindung auch auf feste Kanalzuweisungsverfahren anwendbar ist.
Flexible Kanalzuweisungsmethodologien umfassen drei Kategorien: adaptive, dynamische und adaptiv-dynamische Kanalzuweisung. Dieser Algorithmus leistet beständig mehr als traditionelle Kanalzuweisungsverfahren und ist mit derzeitigen und geplanten Standards für zellulare Technologie, Infrastruktur und Funkschnittstellen kompatibel.
Es ist zu beachten, dass die Selbstkonfigurabilitätsmethodologie der Erfindung, einschließlich der Selbstkalibrierung, sowie das zugrunde liegende Kanalzuweisungsverfahren auf analoge, TDMA-, GSM-, TDMA-analog-Hybridsysteme und GSM-analog-Hybrid-Systeme anwendbar sind. TDMA-Kanäle können genauso wie analoge Kanäle behandelt werden, solange man drei Verbindungen pro TDMA-Kanal (eine auf jedem der drei Zeitschlitze) zulässt und alle drei Zeitschlitze von derselben Zelle bzw. demselben Sektor verwendet werden. GSM-Kanäle werden ähnlich behandelt, wobei erkannt wird, dass jeder Kanal 8 Verbindungsschlitze aufweist.
II. Kanalzuweisung
Wie bereits erwähnt wird bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Kanalzuweisungsverfahren aus der Klasse flexibler Kanalzuweisungsmethodologien ausgewählt, wobei diese Klasse die folgenden konkreten Kategorien umfasst: adaptiv, dynamisch und adaptiv-dynamisch. Es wird hier eine kurze Besprechung bezüglich dieser flexiblen Kanalzuweisungskategorien angegeben.
A. Adaptive Kanalzuweisung
Ein Algorithmus der adaptiven Kanalzuweisung („ACA") stellt die Kanalzuweisungen auf den Verkehr ein, indem die optimale nicht reguläre Kanalzuteilung für verschiedene Zeiträume neu berechnet wird, wobei beobachtete Daten verwendet werden, um erwartete Verkehrslasten zu schätzen.
Bei ACA wird eine neue Kanalzuteilung neu berechnet, wenn sich die Verkehrslasten auf statistisch signifikante Weise verändert haben, um eine Neuberechnung zu rechtfertigen. Das Zeitintervall zwischen sukzessiven Kanalneuzuteilungen könnte von einer halben Stunde bis zu acht Stunden reichen. Die Neuzuteilung wird durch einen Test ausgelöst, der der Zurückweisung des entsprechenden Hypothesetests äquivalent ist. Dies ergibt den Mechanismus zur Einstellung auf Verkehrstrendschwankungen. Die adaptive Kanalzuweisung verfügt über keinerlei Möglichkeit zur Einstellung auf Verkehrsschwankungen aufgrund von Zufälligkeit. Die Beziehung zwischen Kanälen und Zellen liegt innerhalb des Zeitintervalls zwischen aufeinander folgenden Kanalneuzuteilungen ähnlich wie bei nicht regulärer Kanalzuweisung fest.
B. Dynamische Kanalzuweisung
Ein anderes Verfahren zur Einstellung auf den variablen Bedarf an Kanälen ist dynamische Kanalzuweisung. Dynamische Kanalzuweisung kommt völlig ohne die feste Beziehung zwischen Kanälen und Zellen aus. Es können mehr Benutzer auf einen Kanal zugreifen, als gleichzeitig versorgt werden könnten. [Siehe z.B. L.G. Anderson, „A Simulation Study of Some Dynamic Channel Assignment Algorithms in a High Capacity Mobile Telecommunications System", IEE Trans. Commun., Band 21, Nr. 11, November 1973; R. Beck und H. Panzer, „Strategies for Handover and Dynamic Channel Allocation in Micro-Cellular Mobile Radio Systems", Proc. IEEE Vehicular Technol. Conference, Mai 1989; L.J. Cimini, Jr., G.J. Foschini]. Aufgrund seiner vergrößerten Flexibilität kann sich ein dynamischer Kanalzuweisungsalgorithmus sowohl auf zufällig verursachte Verkehrsschwankungen als auch auf Trendänderungen einstellen.
Wenn mehr Benutzer Zugang zu einem gegebenen Kanal haben, kann die Leerlaufzeit des Kanals häufig reduziert werden. Fachleuten ist jedoch bekannt, dass nicht alle dynamischen Kanalzuweisungsalgorithmen eine Kapazitätsverbesserung relativ zu regulärer Kanalzuweisung garantieren. [Siehe z.B. Beck und Panzer, „Strategies for Handover and Dynamic Channel Allocation in Micro-Cellular Mobile Radio Systems", id.] Da die Ansammlung der einem Kanal zu einem gegebenen Zeitpunkt zugewiesenen Benutzer von der Dynamik der Ankünfte und Abschlüsse von Verbindungen abhängt, kann die mittlere Distanz zwischen ihnen größer als der minimale, aus Störungssteuergründen zulässige Trennabstand sein. Die durch größere Wiederbenutzungsdistanz verursachte Kapazitätsabnahme würde die aus größerer Flexibilität bei der Kanalbenutzung entstehenden potentiellen Gewinne aufheben.
C. Adaptiv-Dynamische Kanalzuweisung
Adaptive Kanalzuweisung leistet beständig mehr als reguläre Kanalzuweisung, kann aber die Kanallehrlaufzeitreduktion nicht ausnutzen, die erzielt wird, wenn die Beschränkungen bezüglich Kanalzugriffs gelockert werden. Dynamische Kanalzuweisung ermöglicht dagegen Flexibilität bei der Benutzung von Kanälen durch verschiedene Zellen, bei Stau können jedoch Kapazitätsverluste auftreten, weil eine längere mittlere Wiederverwendungsdistanz realisiert wird. Adaptiv-dynamische Kanalzuweisung („ADCA") kombiniert das Beste der beiden Ansätze: Die beständige Nicht- unterlegenheit adaptiver Kanalzuweisung mit der Fähigkeit dynamischer Kanalzuweisung, Kanalleerlaufzeit zu reduzieren.
ADCA ist adaptive Kanalzuweisung unter Verwendung einer speziellen Form der dynamischen Kanalzuweisung, Kanalborgen. Beim traditionellen Kanalborgen werden Kanäle Zellen durch die Regeln regulärer Kanalzuweisung zugeteilt. [Siehe Anderson, „Simulation Study of Some Dynamic Channel Assignment Algorithms in a High Capacity Mobile Telecommunications System", id.; J.S. Engel und M.M. Peritsky, "Statistically-Optimum Dynamic Server Assignment in Systems with Interfering Servers", IEEE Trans. Commun., Band 21, Nr. 11, November 1973.] Zellen versuchen dann zuerst die zugeteilten Kanäle zu verwenden. Bei Nichtverfügbarkeit wird auf andere Kanäle zugegriffen. Ein Kanal, der von einer anderen Zelle als seiner Eignerzelle benutzt wird, wird als geborgter Kanal bezeichnet. Ein Kanal wird nur dann von einer Zelle benutzt, wenn Störungseinschränkungen erfüllt sind.
Der Kanalborgeralgorithmus bei ADCA ist insofern von dem traditionellen Kanalborgen verschieden, als die Kanalzuteilung nicht regulär ist. Sie ist wie bei der adaptiven Kanalzuweisung nicht regulär. Aufgrund des Kanalborgens kann ADCA Kanalkapazität auf zufällig verursachte Schwankungen des Verkehrs sowie auf Verkehrstrendänderungen einstellen.
Dieser ADCA-Algorithmus kann über drei Grundfunktionen beschrieben werden: eine Funktion der Kanalakquisition, eine Funktion der Kanalfreigabe und eine Funktion der Kanal(neu-)zuteilung. Die Funktion der Kanalakquisition wird aufgerufen, wenn eine Verbindung gestartet oder weitergereicht wird. Die Funktion der Kanalfreigabe ist nur notwendig, wenn der Algorithmus Kanalneuanordnungen gestattet. Sie wird immer dann aufgerufen, wenn eine durch einen der Zelle zugeteilten Kanal versorgte Verbindung beendet oder weitergereicht wird, wodurch die Freigabe eines „geborgten" nicht zugeteilten Kanals erlaubt wird, wobei die Verbindung daraufhin zu dem neuerdings leeren zugeteilten Kanal transferiert wird. Die Funktion der Kanal(neu-)zuteilung findet heraus, wie Kanäle in dem System zugeteilt werden sollen, so dass die Anzahl der jeder Zelle oder jedem Sektor zugeteilten Kanäle ein gewähltes Kriterium erfüllt. Zum Beispiel ist die Anzahl zugeteilter Kanäle proportional zu der Anzahl notwendiger Kanäle, und ihr Verhältnis ist maximal. Die Funktion wird aufgerufen, wenn die Kanalzuteilung (neu)berechnet werden muss.
Alle Funktionen verwenden die Statistiken des Versorgungssignals und der Störungen. Diese Statistiken werden aus durch das System gesammelten Daten geschätzt. Weitere von den ersten beiden Funktionen benötigte Informationen sind der Zuteilungsstatus von Kanälen für jede Zelle, der von der dritten Funktion geliefert wird.
III. Kriterium für Zulässigkeit einer Kanalzuweisung
Bei den meisten existierenden dynamischen Kanalzuweisungsalgorithmen wird die Zulässigkeit einer neuen Verbindung auf einem Kanal bestimmt, indem geprüft wird, ob der Kanal in irgendeiner einer spezifizierten Liste von Nachbarzellen belegt ist. Die Liste störender Kandidaten wird durch verschiedene Methoden auf der Basis entweder von Echtzeit- oder A-priori-Messungen oder einer analytischen Modellierung konstruiert.
In bestimmten Fällen wird die Prüfung auf Zulässigkeit von Kokanalbenutzung für ein Paar von Zellen/Sektoren durch die Konstruktion einer Kompatibilitätsmatrix, einer quadratischen Matrix mit Dimension gleich der Anzahl der Zellen/Sektoren in dem drahtlosen Kommunikationsnetz, erleichtert. Die Elemente der Matrix sind entweder 1 oder 0, wodurch jeweils angegeben wird, ob ein Paar von Zellen/Sektoren denselben Kanal gleichzeitig benutzen kann oder nicht. Wenn der Graph-Einfärbeansatz für die Kanalzuweisung genommen wird, wird als Alternative ein Graph mit den Zellen/-Sektoren in dem System entsprechenden Knoten und Kanten, die Zellen/Sektoren, die nicht denselben Kanal auf einmal benutzen können, entsprechenden Knoten verbinden, konstruiert.
Bei beiden Repräsentationen verwenden die existierenden Algorithmen paarweise Zulassungen, um eine Ansammlung von Zellen/Sektoren hervorzubringen, die denselben Kanal gleichzeitig benutzen können. Da diese Zulassungen ohne jegliche Informationen über andere Zellen/Sektoren abgeleitet werden, werden sie strenger als notwendig. Das Ergebnis ist suboptimal, da eine Anzahl machbarer Kombinationen von Kokanalbenutzern ausgeschlossen werden kann. Man betrachte etwa das Beispiel der Zellen A und A' in 2. Wenn man paarweise Zulassungen für die gleichzeitige Benutzung eines Kanals auf der Basis der Annahmen und Kriterien ableiten würde, wie bei der Verwendung eines Wiederverwendungsfaktors N = 7 verwendet werden (das heißt, es wird angenommen, dass es sechs andere Kokanalbenutzer in derselben Distanz wie das fragliche Paar gibt, wie durch die Punkte in 2 angezeigt), würde diesen beiden Zellen die Zulassung, denselben Kanal zu benutzen, verweigert. In einer Situation, in der es keine anderen Zellen in der Umgebung gibt, die denselben Kanal benutzen, ist die Kokanalbenutzung durch die Zellen A und A' jedoch zulässig.
Folglich wird hierein ein neuer Test auf Zulässigkeit einer neuen Kanalzuweisung offengelegt, bei dem die Kanalbenutzung in allen Zellen/Sektoren in der Störungsumgebung der fraglichen Zelle bzw. des fraglichen Sektors berücksichtigt wird.
Der Zulässigkeitstest, den wir für eine neue Kanalzuordnung empfehlen, berücksichtigt die Kanalbenutzung in allen Zellen in der Interferenznachbarschaft der fraglichen Zelle. Ein Beispiel aus Entgegenhaltung [4] illustriert diesen Ansatz. Alternative Tests können auf ähnliche Weise unter Verwendung der Bitfehlerrate als Maß für die Qualität einer drahtlosen Verbindung abgeleitet werden.
Um algebraisch die Verbindung auszudrücken, die verlangt, dass das Signal-zu-Interferenz (S/I)-Verhältnis über einem bestimmten Schwellenwert liegt, definieren wir die folgende Terminologie. Es seien
j = 1, ..., J Index verschiedener Zellen
i = 1, ..., J wie j (die Kombination (i, j) bezeichnet ein Paar Zellen)
I_ij Kokanalinterferenzbeitrag von Zelle i zu Zelle j (statistische Variable)
S_j Signalstärke bei Zelle j (statistische Variable)
T Schwellenwert für Signal-zu-Interferenz-Verhältnis
I–α Konfidenzniveau für S/I-Verhältnisforderung
C_j Zellenmenge, die den gleichen Kanal wie Zelle j nutzt
Die S/I-Verhältnisforderung kann als Wahrscheinlichkeitsaussage wie folgt gesetzt werden:
Um das obige als äquivalente deterministische Ungleichung zu schreiben, muss man die Wahrscheinlichkeitsverteilung des S/I-Verhältnisses kennen. Y sei der Wert dieses Verhältnisses, ausgedrückt in Dezibel. [Der Einfachheit halber haben wird den Index j in übrigen Appendizes weggelassen]. Das heißt:
Anderen Behandlungen folgend wird angenommen, dass Y normal verteilt ist. μ_γ und σ_γ ² seien der Mittelwert bzw. die Varianz von Y, und R sei der Schwellenwert T des S/I-Verhältnisses, ausgedrückt in Dezibel. Die Gleichung (1) kann wie folgt geschrieben werden:
wobei z eine normale statistische Variable ist. Die äquivalente deterministische Nebenbedingung ist wie folgt: μγ + zασγ ≥ R (4)wobei z_α das α-Quantil einer normalen statistischen Variablen ist.
Die Gleichung (4) ist das Kriterium für die Zulässigkeit einer Kanalzuordnung. Die Werte μ_γ und σ_γ hängen von der Zusammensetzung der Menge C_j, der Sammlung von Zellen, die für eine Zuordnung des Kanals j in Betracht gezogen werden, ab. Ihre Werte werden mittels der Annahme berechnet, dass die Signale an allen Basisstationen, in Dezibel ausgedrückt, unabhängig voneinander normal verteilte statistische Variablen sind und dass die kumulative Störung in der Zelle _j auch normal verteilt ist, in Dezibel ausgedrückt. Es gelte Y = P – L (5)wobei L = 10log10[ΣIkj] (6) P = 10log10Sj (7)Falls
μ_L der Mittelwert der kumulativen Interferenz L in der Zelle j ist, ausgedrückt in Dezibel
σ_L ² die Varianz von L ist
μ_ρ der Mittelwert des Leistungssignals P in der Zelle j ist, ausgedrückt in Dezibel
σ_p ² die Varianz von P ist
cov² (p,L) die Kovarianz von P und L ist
dann werden die Mittelwerte und die Varianz von Y durch Folgendes gegeben: μγ = E(Y) = (E(P) – e(L) = μρ – μL (8) σγ 2 = Var(Y) = Var(P) + Var(L) = σρ 2 + σL 2 + 2 cov2 (P,L) (9) μ_p und σ_p ² sind Parameter, die anhand von empirischen Daten geschätzt werden, die sich während des Betriebs des Systems summieren. μ_L, σ_L ² und cov(P,L), die mit der Zusammensetzung der Menge Cj variieren, werden durch ein Leistungssummierungsverfahren berechnet. Die statistischen Parameter, die in der Leistungssummierungsberechnung verwendet werden, werden ebenfalls aus empirischen Daten geschätzt.
Alternative Tests können auf ähnliche Weise unter Verwendung der Bitfehlerrate als Maß für die Qualität einer drahtlosen Verbindung verwendet werden.
IV. Ausführungsform eines selbstkonfigurierbaren drahtlosen Systems
Ein selbstkonfigurierbares drahtloses System gemäß der vorliegenden Erfindung kann ohne Modifikation der drahtlosen Systemarchitektur implementiert werden. Statt dessen wird eine solche Implementierung durch eine Kombination von Softwarezusätzen, Modifikationen an existierender Software und das Hinzufügen von Funkgeräten an den Zellenstandorten, um Signalstärken- und Störungsmessungen bereitzustellen, ausgeführt. Indem somit auf der existierenden Systemarchitektur aufgebaut wird, wird die vorhandene Funktionalität dieser Architektur erhalten und ein die Selbstkonfigurabilitätsmethodologie enthaltendes System erhält folglich die Fähigkeit zum Wechseln zwischen dem vorhandenen und dem selbstkonfigurierbaren Betriebsmodus, falls ein solcher Wechsel notwendig oder wünschenswert werden sollte. Um ein ordnungsgemäßes Verständnis der von der Erfindung in Betracht gezogenen Modifikationen an einem drahtlosen System zu entwickeln, wird zuerst kurz ein veranschaulichendes Beispiel für ein existierendes drahtloses System beschrieben.
A. Vorhandene Systemkonfiguration
Ein spezielles Beispiel für einen Kokanal ist in 2 dargestellt. Wie in den Stammanmeldungszulassungen für die gleichzeitige Nutzung eines Kanals mit dem Wiederbenutzungsfaktor N = 7 angegeben, würde diesen beiden Zellen die Erlaubnis, einen gemeinsamen Kanal zu nutzen, verweigert. Wenn keine anderen Zellen in der Nachbarschaft den gleichen Kanal nutzen, ist eine Kokanalnutzung durch Zellen A und A' zulässig.
Ein typisches zelluläres System, auf das die Erfindung selbstkonfigurierbar (einschließlich der Selbstkalibrierung) angewendet werden kann, ist im Blockschaltbild von 3 dargestellt. Es sind mehrere Mobilvermittlungszentralen (MSC), 202 und 203, gezeigt, die das Mobilfunkfernsprechsystem mit dem öffentlichen Fernsprechwählnetz 201 (PSTN) verbinden. Die Vermittlung der MSCs verbindet mehrere Basisstationen (BS) 210, die jeweils ein Zellenabdeckungsgebiet versorgen. Jedes Abdeckungsgebiet ist als für ein tatsächliches System typische irreguläre Grenzen aufweisend gezeigt. Jede BS besitzt Funksende-/-empfangsgeräte und Strahlungsantennen zur Versorgung von Mobilfunkfernsprechern 250 in ihrem Zellenabdeckungsgebiet.
In 4 sind die Hauptfunktionselemente einer Mobilvermittlungszentrale dargestellt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist die Steuerung des Verbindungsbearbeitungs- und Kanalzuweisungsprozesses in der MSC 301 verankert, worin mehrere Prozessoren untergebracht sind, die in einer Token-Ring-Architektur mit einer Zwischenprozessnachrichtenvermittlung (IMS) 302 verknüpft sind. Die Kanalzuweisung erfolgt durch den Exekutivzellularprozessor (ECP) 303 in dem Sprachkanaladministrationsmodul (VCA-Modul). In dem vorliegenden VCA-Modul sind typisch erweise sowohl feste Kanalzuweisung als auch ein einfacher dynamischer Kanalzuweisungsalgorithmus verfügbar.
Nach Initialisierung des Systems liest die VCA aus einer Datenbank die Kanalzuweisungen, die für alle Zellen/Sektoren spezifiziert wurden. VCA führt einen Datensatz über die einer Zelle bzw. einem Sektor verfügbaren Sprachkanäle und über ihren Belegt-/Leerlaufstatus während des Systembetriebs. Wenn Dienst angefordert wird, wird ein leerlaufender Kanal gewählt im Anschluss an einen der verfügbaren Algorithmen zur „Verbindungsleitungssuche". Wenn die Option der dynamischen Kanalzuweisung (DCA) verwendet wird, markiert VCA die für den DCA-Algorithmus zugänglichen Kanäle und verfolgt den DCA-Freigabe/-Sperrstatus eines Kanals, d.h. ob ein DCA-Kanal in einer störenden Nachbarzelle belegt ist. wenn ein DCA-Kanal ausgewählt wird, wird er in den Nachbarzellen als DCA-gesperrt markiert.
Der ECP ist außerdem für OA&M-Funktionen verantwortlich, wozu das Sammeln von Dienstmessungen gehört. Zum Beispiel werden die Anzahl angebotener Verbindungen, Verbindungsweiterreichungsanforderungen, blockierte Verbindungen und abgeworfene Verbindungen von den Zellenstandorten gezählt und werden periodisch zu dem ECP herauf geladen. Ein dem ECP adjungierter schnellerer Prozessor, die Operations- und Verwaltungsplattform (OMP) 305, hilft dem ECP mit den OA&M-Funktionen. Die OMP ist voll für das Sammeln von Dienstmessungen verantwortlich.
B. Selbstkonfigurierbare Systemkonfiguration
Für das selbstkonfigurierbare drahtlose System der Erfindung bleibt die Kanalzuweisung bei einer bevorzugten Ausführungsform zentral gesteuert. In einem System mit mehreren MSC, wie zum Beispiel in 5 abgebildet, wird die Kanalzuweisungsfunktion in einer hierarchischen Zweiebenenarchitektur implementiert. Wie in der Figur dargestellt, arbeitet eine als Master-MSC 401 bezeichnete MSC zur Berechnung der Kanalzuteilung für das gesamte System. Die übrigen Funktionen, z.B. Verkehrslast-, Versorgungssignal- und Störungsstatistikschätzung, werden durch die versorgenden MSCs 402, 403 & 404 gesteuert (einschließlich auch der Master-MSC in Bezug auf ihr eigenes Versorgungsgebiet).
Die funktionalen Beziehungen zwischen der Master-MSC, einer versorgenden MSC und einem Zellenstandort sind in 6 dargestellt. In einer MSC teilen sich ECP und OMP die Verantwortung für die gemäß der Erfindung implementierten neuen Funktionen, und neue Datensammelfunktionen werden durch die Zellenstandorte ausgeführt. Die Funktionen der erfindungsgemäßen Methodologie und ihre Beziehung untereinander werden in den folgenden Teilabschnitten beschrieben und in Flussdiagrammform in 7–9 abgebildet.
(1) Der ECP
In dem ECP arbeitet VCA wie gehabt, mit Modifikationen und zusätzlichen Merkmalen, die hier beschrieben werden. Eine wesentliche Änderung ist die Beseitigung einer eindeutigen Korrespondenz zwischen Funkgeräten und Sprechkanälen. Jede Zelle bzw. jeder Sektor besitzt Zugang zu mehr Kanälen als die Anzahl der Funkgeräte an dem Zellenstandort. Wenn eine Kanal-Funkanforderung empfangen wird, wählt VCA sowohl einen Sprechkanal als auch ein Funkgerät und instruiert den Zellenstandort, das gewählte Funkgerät auf den gewählten Kanal abzustimmen. Die Funkgeräteauswahlprozedur bleibt unverändert, aber die Sprechkanalauswahl durch die VCA wird in dem erfindungsgemäßen System modifiziert.
VCA führt wie bisher eine Liste der einer Zelle bzw. einem Sektor zugänglichen Kanäle und verfolgt den Kanalzuteilungsstatus, d.h. ob ein Kanal einer Zelle zugeteilt oder nicht zugeteilt ist. Diese Informationen werden von der OMP geliefert und werden jedes Mal aktualisiert, wenn eine neue Kanalzuteilung berechnet wird. Dieser Prozess der Kanal(neu-)zuteilung ist in dem Flussdiagramm von 9 gezeigt. Alle einer Zelle zugänglichen Kanäle werden als DCA-Kanäle markiert.
Um zu bestimmen, ob ein akzeptables S/I-Verhältnis oder eine akzeptable BER für eine gegebene Kanalzuweisung erhalten werden, verfolgt VCA die gesamten auf jedem Kanal in jeder Zelle auftretenden Störungen. Diese Größe wird aktualisiert, während Kanäle beschafft oder freigegeben werden, und wird unter Verwendung der relevanten statistischen Parameter berechnet. Die für die Schätzung des S/I-Verhältnisses oder der BER notwendigen statistischen Parameter werden von der OMP geliefert und durch die VCA für jede Zelle bzw. jeden Sektor aufgezeichnet. Diese Parameter ändern sich nur dann, wenn es Systemkonfigurationsänderungen gibt oder neue Zellen/-Sektoren hinzugefügt werden. Der Prozess der Bestimmung von Versorgungssignal- und Störungsstatistiken ist in dem Flussdiagramm von 8 gezeigt.
Wenn Kanalumordnungen zulässig sind, führt die VCA außerdem einen Zähler der Anzahl der auf jeder Verbindung durchgeführten Umordnungen. Bei einer alternativen Ausführungsform enthält die VCA einen Timer zum Führen eines Datensatzes des Zeitintervalls seit der letzten Kanalumordnung auf jeder Verbindung, so dass minimaler Abstand aufrechterhalten wird.
(2) Die OMP
Wie in 6 dargestellt, sammelt die OMP 506 Versorgungssignal- und Störungsmessungen aus dem Modul 518 für Versorgungssignal- und Störungsmessungen (SIMEAS) an einem Zellenstandort 507 zur Schätzung ihrer statistischen Verteilungsparameter (d.h. Mittelwert, Varianz und Kovarianz) in dem Modul für Versorgungssignal- und Störungsstatistikschätzung (SISTAT). Diese Parameter werden beide von der VCA benötigt und für die Berechnung einer Kanalzuteilung. Die Versorgungssignal- und Störungsstatistiken werden zuerst zum Zeitpunkt der Installation eines neuen Systems berechnet. Diese Statistiken werden dann immer dann neu berechnet, wenn es Systemkonfigurationsänderungen oder Hinzufügungen neuer Zellen/Sektoren gibt.
Die OMP sammelt außerdem Verkehrsdaten aus dem Modul 517 für Verkehrsmessungen (TMEAS) an einem Zellenstandort 507 und schätzt die gebotenen Lasten in dem Modul 514 für Verkehrslaststatistikschätzung (TLSTA). Diese Schätzungen werden von dem Modul 515 für Verkehrslaständerungstest (TLCT) benutzt, um zu bestimmen, ob sich das Verkehrsmuster genug geändert hat, um eine Neuzuteilung des Kanals zu erfordern. Der Prozess des Bestimmens solcher Verkehrslaststatistiken und des Bestimmens, ob eine neue Kanalzuteilung berechnet werden soll, ist in dem Flussdiagramm von 7 gezeigt.
Als letztes bestimmt die Master-OMP 504 die Zuteilung von Kanälen zu Zellen in dem Modul 513 für die Berechnung einer neuen Kanalzuteilung (REALL).
In einem Multi-MSC-System ist es wünschenswert, für alle MSCs zusammen Kanalzuteilungen zu berechnen, um die besten Ergebnisse zu erhalten. Da es effiziente Algorithmen für große Systeme ist es möglich, dass eine einzige OMP, die Master-OMP, Verkehrs-, Versorgungssignal- und Störungsstatistiken aus den anderen OMPs empfängt und die optimale Kanalzuteilung für das gesamte System berechnet.
(3) Die Zellenstandorte
Das selbstkonfigurierbare drahtlose System verwendet eine existierende Funktion des Zellenstandorts, die Messung von Versorgungssignalen, in Verbindung mit einer am Zellenstandort implementierten neuen Funktion, dem Sammeln von Störungsmessungen. Mittels dieser Erfindung werden Messungen von Signalen zwischen Basisstationen und Mobilteilen anhand der MAHO/MACA-Funktionalitäten gesammelt. Das SIMEAS-Modul in der Zelle sammelt Versorgungs- und Störsignalmessungen, die vom SISTAT-Modul in der OMP benötigt werden, um die statistischen Verteilungsparameter zu schätzen, die von dem REALL-Modul in der Master-OMP und der VCA in dem ECP verwendet werden sollen. Die Heimatbasisstationen von registrierten Mobilteilen instruieren diese Mobilteile, einen bestimmten Steuerkanal abzustimmen und die Stärke von empfangenen Signalen zu messen.
C. Schätzung statistischer Parameter
Die Zulässigkeit einer gegebenen Kanalzuweisung erfordert Kenntnis der Versorgungs- und Störsignale in einem Mobil- und Basisstationsempfänger, gleichgültig, ob das Zulässigkeitskriterium als deterministische oder probabilistische Anweisung gestellt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die notwendigen Parameter aus Messungen abgeleitet, die in der Basisstation während des Normalbetriebs des Systems durchgeführt werden und diesen nicht stören. Diese sind keine Echtzeitmessungen der Versorgungs-und Störsignale für die Verbindung(en), wofür die Durchführbarkeit von Kokanalbenutzung geprüft wird. Diese Messungen dienen als Stichprobe einer größeren Population zur Verwendung zur Parameterschätzung. Daher können sie selektiv ge sammelt werden, und nachdem eine ausreichende Stichprobengröße gesammelt wurde, können Signalstärkenmessungen aufhören, um nur dann wieder aufgenommen zu werden, wenn neue Zellen/Sektoren hinzugefügt werden oder wenn Systemkonfigurationsparameter modifiziert werden. Nur eine Teilmenge der Parameter in der Nähe der unmittelbaren Umgebung der Systemänderung muss neu geschätzt werden, da Systemänderungen nur eine lokale Auswirkung haben.
Der obige Abschnitt III gibt ein Beispiel für eine Prüfung der Zulässigkeit einer in Frage kommenden Kanalzuweisung. In dem vorausgehenden Abschnitt wurde die Konfiguration eines drahtlosen Systems mit der Fähigkeit zum Sammeln von Versorgungs- und Störsignalmessungen während des Normalbetriebs beschrieben. In dem vorliegenden Abschnitt wird gezeigt, wie die notwendigen statistischen Parameter aus gesammelten Signalstärkenmessungen geschätzt werden können.
Man betrachte als veranschaulichendes Beispiel, dass die Parameter, die geschätzt werden sollen, die folgenden sind:
μ_j Mittelwert des Versorgungssignals in der logischen Zelle j
σ_j Varianz des Versorgungssignals in der logischen Zelle j
μ_ij Mittelwert des Störsignals aus der logischen Zelle i zu der logischen Zelle j
σ_ij ² Varianz des Störsignals aus der logischen Zelle i zu der logischen Zelle j
cov_ikj ² Kovarianz der störenden Signale aus den logischen Zellen i und k zu der logischen Zelle j
Signale, die entweder auf der Aufwärtsstrecke (von der mobilen Einrichtung zu der Basisstation) oder der Abwärtsstrecke (von der Basisstation zu der mobilen Einrichtung) gemessen werden, können zur Parameterschätzung in beiden Richtungen verwendet werden, solange die ordnungsgemäße Leistungsskalierung angewandt wurde, um das Signal zu normieren. In der folgenden Besprechung wird der Einfachheit halber und ohne Verlust an Allgemeingültigkeit angenommen, dass alle Signale in Dezibel auf der Aufwärtsstrecke gemessen werden und normiert wurden. Ferner wird angenommen, dass die folgenden Signale für die Schätzung der oben aufgelisteten Parameter verfügbar sind. Man bezeichne die n-te Einzelmessung des Signals, das aus einer mobilen Einrichtung empfangen wird, die von Zelle j versorgt wird, als DSj(n), n = 1, ..., N, und das Signal, das durch Zelle j aus mobilen Einrichtungen empfangen wird, die von Zelle i versorgt werden, als DIij(n), n = 1, ..., N. Dann können die folgenden Formeln benutzt werden, um die oben besprochenen Aufwärtsstreckenparameter zu schätzen.
Dieselben Formeln gelten für Abwärtsstreckenparameter, solange man Abwärtsstreckenmessungen verwendet. Bei Verwendung von Aufwärtsstreckenmessungen reicht es aus, die Beziehung zwischen den Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignalen zu bemerken. Wenn die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenmessungen eines Signals q als u(q) bzw. d(q) bezeichnet werden, dann gelten die folgenden Beziehungen: u(DSj) = d(DSj) (15) u((DIij) = d(DIji) (16)
(1) Berechnerische Betrachtungen
Die folgenden Beziehungen können als Abkürzungen verwendet werden, um eine Neuberechnung eines Teils der Parameter zu vermeiden: u(μj) + d(μj) (17) u(σj 2) = d(σj 2) (18) u(μij) + d(μij) (19) u(σij 2) + d(σji 2) (20)
Es besteht keine einfache Beziehung zwischen Abwärtsstrecken- und Aufwärtsstreckenkovarianz der Signale zweier logischer Zellen, die sich mit einer dritten stören. Es muss beides berechnet werden.
Die Schätzung der notwendigen statistischen Parameter erfordert nicht, alle Stichprobendaten im Speicher zu halten. Es reicht aus, die folgenden Statistiken zu halten:
Nach Abschluss einer neuen Messung wird daher eine einfache Multiplikation und/oder Addition ausgeführt, um die obigen relevanten Statistiken zu aktualisieren. Die Messung kann dann verworfen werden.
Schließlich müssen Störungsparameter nicht für alle möglichen Zellenkombinationen geschätzt werden. Diese Parameter werden nur für die Zellen in der Störungsumgebung jeder Zelle geschätzt.
D. Systeminitialisierungsbedingungen
Ein selbstkonfigurierbares drahtloses System gemäß der Erfindung führt seine eigene Kanalzuweisung durch und sammelt die notwendigen Daten während des Normalbetriebs. Solange das System nicht fertig läuft, sind jedoch keine Daten verfügbar, mit denen man einen Anfang machen kann. Für diesen Zweck wird eine einfache Menge von Eingangsdaten ausreichen. Diese Daten bestehen aus Paaren von Zellen/Sektoren, die nicht gleichzeitig denselben Kanal benutzen dürfen.
Um zu sehen, dass diese Datenmenge nicht ausreicht, betrachte man das oben erörterte Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die VCA benötigt die folgenden Daten: den Zuteilungsstatus der Kanäle in jeder Zelle und die Versorgungssignal- und Störungsstatistiken, die notwendig sind, um zu bestimmen, ob Kanal-S/I oder -BER eine spezifizierte Anforderung erfüllen, bevor Kanäle ausgewählt werden. Der Zuteilungsstatus von Kanälen ist zwar für effizienten Betrieb des Systems notwendig, ist aber nicht für die Ausführung der VCA notwendig und kann daher beim Systemherauffahren weggelassen werden. Allen Kanälen wird somit zu Anfang ein Status „nicht zugeteilt" gegeben. Während das System läuft, akkumuliert es die notwendigen Daten für die Berechnung einer Kanalzuteilung.
Die Bestimmung von Kanal-S/I oder -BER erfordert dagegen Daten in Bezug auf die Versorgungssignal- und Störungsstatistiken, wobei diese Daten erst dann verfügbar sind, wenn das System einige Zeit gelaufen ist. Die Kenntnis der Paare von Zellen/Sek toren, die nicht denselben Kanal gleichzeitig benutzen dürfen, reicht jedoch aus, um Kompatibilität mit den S/I- oder BER-Anforderungen sicherzustellen und reicht aus, um das System anzufahren. Mit dem Systembetrieb akkumulieren sich verbesserte Daten.
Die erforderlichen Initialisierungsdaten können vom Bediener geliefert werden. Alternativ dazu können diese Daten autonom durch ein System gesammelt werden, dessen Basisstationsfunkgeräte in der Lage sind, Signale von anderen Basisstationen zu empfangen. Durch Beschäftigung mit der Peer-Signalstärkemessung kann man einschätzen, ob ein Paar Basisstationen den gleichen Kanal gleichzeitig verwenden kann.
Ebenso können Anfangs-HF-Leistungsübertagungspegel vom Operator bereitgestellt werden, um das System zum Laufen zu bringen. Diese Daten ermöglichen den Anfangsbetrieb des Systems. Wenn das System während seines Betriebs Daten sammelt, liefert die Selbstkalibrierung entsprechend der Erfindung schließlich die effizienten HF-Leistungspegel.
Unter Verwendung dieser Erfindung in der Stammanmeldung kann ein System seinen Betrieb beim maximalen Wirkungsgrad beginnen, wie folgt. Sobald Initialisierungsdaten spezifiziert wurden, kann das System damit beginnen, die notwendigen Daten für die Selbstkonfigurierung und Selbstkalibrierug durch Aufzeichnen von Signalstärkemessungen zwischen Basisstationen und Mobilteilen, aber nicht von Kundenmobilteilen, zu sammeln. An diesem Punkt können Mobilteile, die der Steuerung durch einen Techniker unterstehen, in dem Systemversorgungsbereich zu dem ausdrücklichen Zweck der Sammlung von benötigten Daten bewegt werden. Das System muss nicht wissen, dass die Mobilteile keine Kundenanrufe darstellen. Sobald genügend Daten gesammelt wurden (und die optimalen Parameter geschätzt wurden) werden Kundenanrufe in das System zugelassen.
In einem allgemeinen System (wie einem analogen oder IS-54-System) müssen die Mobilteile, die für die Initialisierung verwendet werden, an einem Anruf beteiligt sein. In einem IS-136-System reicht es jedoch aus, dass die Mobilteile registriert sind.
Entsprechend der in dieser Anmeldung beanspruchten Erfindung kann die MACA-Funktionalität des IS-136-Standards verwendet werden, um die nötigen Daten bereitzustellen, wobei die Mobilteile im Leerlauf sind.
3. Selbstkalibrierung
Das Ziel der Selbstkalibrierung ist die Einstellung des Leistungspegels für jede Basisstation auf den niedrigsten Pegel, der es den Basisstationen ermöglicht, gemeinsam eine angemessene Signalstärke für den Versorgungsbereich mit einer spezifizierten Wahrscheinlichkeit bereitzustellen. Leistungspegel werden anhand des Abdeckungsbereichs einer Basisstation bestimmt, die von dem Modell bestimmt wird. Der Versorgungsbereich wird durch die Sammlung der Standorte der Mobilteile, deren Signale während der Selbstkonfiguration gemessen wurden, bestimmt. Das Modell ordnet diese Standorte auf optimale Weise Basisstationen zu, wodurch der Abdeckungsbereich jeder Basisstation und wiederum deren benötigte HF-Leistung bestimmt wird.
Das Selbstkalibrierungsproblem kann daher als Spezialfall des stochastischen „Mengenüberdeckungs"-Problems betrachtet werden. Das heißt,
Problembeschreibung: Es sind unterschiedliche Mobilgerätestandorte gegeben, welche den Versorgungsbereich darstellen. Man wünscht nun, Mobilgerätestandorte Basisstationen zuzuweisen und den geringsten Leistungspegel zu bestimmen, der von den Basisstationen benötigt wird, um den ihnen zugeordneten Mobilgerätestandorten mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit ein Signal von gewünschter Stärke zu liefern.
Aus den gesammelten Daten leitet man eine eigenständige Menge M für Mobilgerätestandorte ab, die durch den Index m dargestellt wird. Dann bestimmt man anhand der Signalstärkemessungen DI_ij ⁽ⁿ⁾ und DS_j ⁽ⁿ⁾ den relativen Ausbreitungsverlust α_mj des Signals vom Mobilgerätestandort m zur Basisstation j. Das folgende mathematische Programmierungsmodell kann formuliert werden, um die optimalen Basistations-Leistungspegel zu finden. Es gelte
Q ist die Empfangssignalstärkeanforderung.
β ist das Konfidenzniveau, bei dem die Empfangssignalstärkeanforderung erfüllt sein sollte
α_mj ist die Signaldämpfung vom Mobilteilstandort m zur Basisstation j.
Man löst für die folgenden unbekannten Variablen auf:
p_j der Leistungspegel der Basisstation j
p_MAX der Worst Case-Leistungspegel
x_mj eine binäre Variable, die gleich 1 ist, falls der Mobilgerätestandort von der Basisstation j abgedeckt werden sollte; ansonsten 0.
Das Selbstkalibrierungsproblem wird wie folgt gestellt: Min pMAX (26) S.t. pMAX ≥ pj für alle j (27) amj pj ≥ Q xmj für alle m und j (28)
xmj = 0,1 (31)wobei M_k Mengen von Mobilgerätestandorten sind, die für unterschiedliche k, verschiedene Subbereiche des Versorgungsbereichs darstellen, deren Vereinigung den Systemversorgungsbereich ergibt. M_k ist die Kardinalzahl der Menge M_k. Bei der einfachsten Implementierung des Modells gibt es einen einzigen Subbereich, der den gesamten Versorgungsbereich umfasst.
Durch Einstellen der Leistungspegel, so dass sie diese Nebenbedingungen erfüllen, werden die Leistungspegel P_j auf einen minimalen brauchbaren Wert nieder gezwungen und trotzdem wird ein zufrieden stellendes Signal geliefert, das den zu versorgenden Mobilgerätebereich mit einer Wahrscheinlichkeit β abdeckt.
Der Ausdruck in (26) ist das Ziel des Optimierungsmodells; die Ausdrücke (27) bis (31) sind die Nebenbedingungen. Die Nebenbedingungen in (27) ordnen p_MAX seinen Wert zu. Durch Minimierung von p_MAX während die Nebenbedingungen in (27) erfüllt sind, zwingt man alle Leistungspegel p_j nach unten. Die Nebenbedingungen in (28) stellen sicher, dass das gewünschte Signal von der versorgenden Basisstation geliefert wird. Die Nebenbedingungen in (29) und (30) stellten gemeinsam eine Abdeckung mit einer Wahrscheinlichkeit von β sicher. Die Nebenbedingungen in (30) sind notwendig, um zu verhindern, dass Mobilgerätestandorte, die von mehr als einer Basisstation abgedeckt werden können, im Ausdruck (29) doppelt gezählt werden. Der Ausdruck in (31) spezifiziert die Werte, die durch die Entscheidungsvariablen x_mj angenommen werden können.
Weitere Nebenbedingungen können hinzugefügt werden, um zusätzliche Anforderungen oder Ziele wiederzugeben. Falls keine zusätzlichen Nebenbedingungen hinzugefügt werden, kann die Lösung in diesem mathematischen Programm anhand des nachstehend in Tabelle 1 dargestellten Verfahrens erhalten werden.
Tabelle 1. Ein Algorithmus für die Lösung des Selbstkalibrierungsproblems
Schritt 1 Man stellt den HF-Leistungspegel aller Basisstationen gleich auf den zulässigen Mindestwert ein.
Schritt 2 Man ordnet jeden Mobilgerätestandort der Basisstation zu, die das stärkste Signal liefert.
Schritt 3 Man findet unter den abgedeckten Mobilgerätestandorten den bzw. die Standort(e) m' mit dem schwächsten Empfangssignal.
Schritt 4 Falls das schwächste Empfangssignal nicht unter der Anforderung Q liegt, beendet man.
Schritt 5 Ansonsten identifiziert man alle k = k', so dass M_K' den Mobilgerätestandort m' enthält. Man entfernt den Mobilgerätestandort m' aus der Abdeckung durch seine zugeordnete Basisstation, falls die Abdeckungsanforderungen in der Nebenbedingung (29) immer noch erfüllt werden können. [Dies impliziert, dass die Nebenbedingung (29) bei strikter Ungleichheit für alle k' erfüllt wurden.]
Schritt 6 Falls es möglich ist, den Mobilgerätestandort m' aus dem Abdeckungsbereich seiner zugeordneten Basisstation zu entfernen, geht man zu Schritt 3 über.
Schritt 7 Ansonsten inkrementiert man den Leistungspegel des Basisstationsabdeckungs-Mobilgerätestandorts m' und geht zu Schritt 2 über
Ende
Der Selbstkalibrierungsprozess ist im Ablaufschema von 10 dargestellt. Der Prozess beginnt am Startterminal 1001 und wie vom Instruktionsblock 1003 angewiesen, wird die Übertragungsleistung der Basisstationen auf einen zulässigen Mindestwert gesetzt. Anschließende Instruktionen des Instruktionsblocks 1005 spezifizieren, dass Mobilgerätestandorte vorübergehend Basisstationen zugeordnet werden, die ihnen das stärkste Signal liefern.
Die Empfangssignalstärke wird im Bewertungsblock 1007 bewertet, um zu bestimmen, ob sie die benötigten Empfangssignalstärke erreicht oder übertrifft. Falls dies der Fall ist, endet der Selbstkalibrierungsprozess, wie von Block 1017 angewiesen. Falls die Entscheidung lautet, dass die Empfangssignalstärke nicht ausreicht, wird dann über die Instruktionen des Entscheidungsblocks 1011 bestimmt, ob die spezifizierte Abdeckungswahrscheinlichkeit nach der Entfernung des Mobilgeräts m' aus dem Abdeckungsbereich seiner zugeordneten Basisstation erfüllt wird. Falls die spezifizierte Abdeckung erfüllt wird, wird das Mobilgerät m' aus dem Abdeckungsbereich seiner zugeordneten Basisstation entfernt, wie von den Instruktionen in Block 1013 spezifiziert. Der Prozess geht weiter und kehrt zu Block 1007 zurück. Falls die Abdeckungswahrscheinlichkeitsanforderung nicht erfüllt wird, wird der Leistungspegel der Basis station durch die Instruktionen des Blocks 1015 inkrementiert und der Ablauf kehrt zu Block 1005 zurück
Die in der obigen Tabelle 1 beschriebene Vorgehensweise kann mit geringen Modifizierungen durchgeführt werden, wenn einfache Nebenbedingungen der Formulierung des Problems hinzugefügt werden. Falls beispielsweise ein maximaler zulässiger HF-Leistungspegel existiert, der beachtet werden muss, muss Schritt 7 überprüfen, ob der neu berechnete Leistungspegel diese Nebenbedingung erfüllt. Falls nicht, hat das Problem keine realisierbare Lösung und der Algorithmus endet, ohne eine zu finden. Ansonsten wird Schritt 2 ausgeführt.
Falls komplexere Nebenbedingungen hinzugefügt werden, kann man das entstehende „Mengenabdeckungs"-Problem durch Verwenden vorhandener Algorithmen für die Lösung solcher Probleme lösen.
Ein selbstkonfigurierbares drahtloses System gemäß der Erfindung verwendet zu Anfang einfache Näherungsdaten, um hochzufahren und zu laufen und verwendet dann Signalstärkemessungen, die gesammelt werden, um sowohl die HF-Leistungspegel besser bestimmen zu können, als auch für Kanalzuordnungszwecke. Diese Anfangsdaten können von einem Techniker eingegeben werden oder aus Messungen bestimmt werden, die gesammelt werden, wenn Mobilgeräte unter Aufsicht eines Technikers im Versorgungsbereich bewegt werden. Wenn das System hochgefahren ist und läuft, sammeln sich Daten an und die Selbstkonfigurations- und Selbstkalibrierungsprozesse werden verfeinert.
Schlussfolgerung
Es wird hierin ein neuartiges System und Verfahren für die automatische Selbstkonfiguration von Kanalzuordnungen und die Selbstkalibrierung von HF-Leistungspegeln eines drahtlosen Kommunikationssystems beschrieben. Somit müssen Selbstkonfiguration und Selbstkalibrierung nicht mehr eine Aktivität sein, die der Installation eines neuen Systems oder seiner Erweiterung vorausgehen muss. Die Implementierung solcher Systeme liegt völlig innerhalb der Fähigkeiten derzeitiger Technologie- und Funkschnittstellenstandards. Die existierende drahtlose Systemarchitektur kann auf eine Weise erhalten werden, die es ermöglicht, gegebenenfalls zwischen dem vorliegenden „manuellen" und einem autonomen Betriebsmodus zu wechseln. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung im allgemeinen im Hinblick auf Frequenzzuweisungen in analogen Systemen charakterisiert wurden, es sich versteht, dass verschiedene Änderungen, Abänderungen und Ersetzungen darin vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Ausführungsformen zwar allgemein anhand von Kanalzuweisung und HF-Leistungsübertragungspegeln in TDMA-Systemen beschrieben wurde, die gleichen Verfahren auch auf die Leistungseinstellung in CDMA-Systemen und analogen Systemen sowie auf GSM-Systeme angewandt werden können. Sie werden auch auf Hybride von zwei oder mehr solchen Systemen anwendbar sein. Außerdem versteht sich, dass die Methodologie der Erfindung auch auf mikrozellulare Systeme, einschließlich gebäudeinterner Systeme, anwendbar sein wird.
E. Kanalzuteilungsalgorithmus
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der von dem Verfahren der Erfindung implementierte Kanalzuteilungsalgorithmus aus der Klasse adaptivdynamischer Kanalzuteilungsalgorithmen ausgewählt, wie oben beschrieben und ausführlicher in der als M. Benveniste-6 bezeichneten zitierten Anmeldung erläutert wird. Dieser ADCA-Algorithmus erreicht die folgenden Ziele: Er leistet beständig mehr als reguläre feste Kanalzuweisung und passt sich voll an Verkehrsschwankungen an. Daher minimiert er die Anzahl der Zellenstandorte, die notwendig sind, um einer Verkehrslast mit variabler Verteilung zu genügen.
Wenn man erkennt, dass Kanalumordnungen sparsam verwendet werden sollten, kann ADCA solche Kanalumordnungen implementieren, verlässt sich aber nicht auf diese. [Für eine Besprechung von Kanalumordnungsbetrachtungen siehe die als Benveniste-6 bezeichnete zitierte Anmeldung.] Außerdem verwendet der

Claims

Drahtloses Kommunikationssystem mit Versorgungsbereichen, die in eine Vielzahl von Zellen unterteilt sind, wobei eine Gruppe von Kommunikationskanälen für die Zuteilung unter diesen Zellen verfügbar ist und die Verwaltung von Kanalzuordnungen die autonome Bestimmung von Kanalzuordnungs-Zulässigkeitskriterien aufgrund von Daten., die während des Systembetriebs gesammelt werden, erfordert, wobei das System durch folgendes gekennzeichnet ist: ein Mittel zum Initiieren des Systembetriebs durch Bestimmen von Zulässigkeitskriterien für eine Kanalzuordnung, wobei die Bestimmung der Zulässigkeitskriterien zumindest teilweise auf Messungen der Signalstärke von Basisstation zu Basisstation beruht; ein Mittel zum Verbessern der Schätzungen der initiierenden Kanalzuordnungs-Zulässigkeitskriterien unter Verwendung von Signalstärke- und Interferenzmessungen zwischen mobilen Einrichtungen und Basisstationen; ein Mittel zum Erhalten dieser Messungen durch Bewegen von durch Techniker gesteuerten mobilen Einrichtungen, die entweder eingebucht sind oder die einen Anruf durchführen, im Versorgungsbereich des Systems; ein Mittel zur Verbesserung der Schätzungen von Kanalparametern unter Verwendung der ermittelten Daten; und ein Mittel für die Zulassung von Client-Mobiltelefonen zu dem System.
System nach Anspruch 1, wobei Kanalparameter die Zulässigkeit einer Kanalzuordnung bestimmen.
System nach Anspruch 2, wobei die Zulässigkeitskriterien bei der Zuteilung von Steuerkanälen verwendet werden.
System nach Anspruch 2, wobei die Zulässigkeitskriterien bei der Zuteilung von Verkehrskanälen verwendet werden;
System nach Anspruch 1, wobei Kanalparameter RF-Sendepegel der Basisstationen auf einem Steuerkanal bestimmen.
System nach Anspruch 1, welches ein Mittel zur Verwendung der Signalmessungen zwischen Basisstation und Basisstation zum Bestimmen einer Nachbarliste von Basisstationen des Systems einschließt.
System nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Verbessern der Schätzungen der Anfangs-Kanalzuordnungs-Zulässigkeitskriterien die Verwendung von Signalstärke- und Interferenzmessungen zwischen mobilen Einrichtungen und Basisstationen unter Verwendung von MAHO/MACA-Funktionen eines IS 136 Air Interface Systems ist.
System nach Anspruch 1 oder 7, wobei Kanalparameter die Zulässigkeit einer Kanalzuordnung bestimmen.
System nach Anspruch 8, wobei die Zulässigkeitskriterien bei der Zuteilung von Steuerkanälen verwendet werden.
System nach Anspruch 8, wobei die Zulässigkeitskriterien bei der Zuteilung von Verkehrskanälen verwendet werden.
System nach Anspruch 7, wobei Kanalparameter die RF-Sendepegel der Basisstationen eines Steuerkanals bestimmen.
System nach Anspruch 7, welches ein Mittel zum Verwenden der Signalstärkemessungen zwischen Basisstation und Basisstation zum Bestimmen einer Nachbarliste von Basisstationen des Systems einschließt.