DE10137498A1

DE10137498A1 - Basisstation mit Sensorsystem zur Messung lokaler Daten

Info

Publication number: DE10137498A1
Application number: DE2001137498
Authority: DE
Inventors: Rudolf Bauer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-05-15
Also published as: WO2003015318A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Basisstation eines Funkkommunikationssystems, welche zur Informationsübertragung mit Teilnehmerstationen über eine Funkschnittstelle in Verbindung steht, sowie ein Basisstationssystem mit einem Basisstationscontroller und zumindest einer Basisstation und das zugehörige Funkkommunikationssystem. Erfindungsgemäß ist die Basisstation (1) für den Empfang von Daten zumindest eines Sensorsystems (6) zur Messung lokaler Daten ausgebildet. Dies erlaubt eine Anpassung der Parameter für die Basisstation an die jeweiligen Umgebungs- beziehungsweise Umweltbedingungen der Basisstation. Im Sensorsystem (6) können verschiedene Sensoren eingesetzt werden, welche Daten unterschiedlicher Art an die ihr zugeordnete Basisstation (1) liefern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Basisstation eines Funkkommunikationssystems, welche zur Informationsübertragung mit Teilnehmerstationen über eine Funkschnittstelle in Verbindung steht.
Die Erfindung betrifft ferner ein Basisstationssystem mit einem Basisstationscontroller und zumindest einer Basisstation, sowie ein zugehöriges Funkkommunikationssystem.
Die Verwaltung von Basisstationen in hierarchisch aufgebauten Funkkommunikationssystemen erfolgt durch übergeordnete Einheiten, wie Basisstationscontroller (BSC) und Operation- und Maintenance-Center (OMC). Diese übergeordneten Einheiten benötigen zur Verwaltung der begrenzten Ressourcen auf der Funkschnittstelle (Layer 1 nach dem OSI/ISO-Modell) zwischen Basisstation und Teilnehmerstation eine Vielzahl von Parametern, welchem im allgemeinen von einer Bedienungsperson, dem sogenannten Operator, vorgegeben werden.
In Mobilfunksystemen der dritten Generation, wie beispielsweise TD-SCDMA, UTRA-TDD oder UTRA-FDD, ist die Anzahl der zu wählenden Parameter gegenüber einem Mobilfunksystem der zweiten Generation, wie dem GSM-Netz, beträchtlich erhöht.
Ferner bereitet die Bestimmung der Parameter aufgrund der sich ständig ändernden Übertragungsbedingungen der Funkschnittstelle große Mühe. Um eine möglichst große Übertragungssicherheit zu garantieren, muss der Operator bei der Bestimmung der Parameter immer vom "worst case" ausgehen. Ein derartiges Szenario führt jedoch häufig dazu, das wertvolle Übertragungskapazität ungenutzt bleibt.
Zur Erläuterung soll ein Beispiel angeführt werden: Bei dem Übertragungsverfahren TD-SCDMA ist die Anzahl von Teilnehmerstationen, mit denen eine Basisstation Funkverbindungen erstellen kann, von der Geschwindigkeit der Teilnehmerstationen abhängig. Ist dem Operator bekannt, dass eine Basisstation entlang einer Autobahn oder Schnellstraße aufgestellt wird, muss er bestimmte Parameter derart einstellen, das die Basisstation nur einer Auslastung von zirka 50% ihres theoretischen Maximums erreicht. Befindet sich die Basisstation dagegen in einem Umfeld, bei der die Geschwindigkeit der Teilnehmerstationen Schrittgeschwindigkeit in der Regel nicht überschreitet, können die Parameter derart gewählt werden, das die Basisstation bis zu ihrer Auslastungsgrenze arbeitet.
Ändern sich jedoch die Umgebungsbedingungen, zum Beispiel aufgrund eines Staus auf der Autobahn, so ist die Basisstation theoretisch in der Lage, eine größere Anzahl von Teilnehmerstationen zu bedienen. Aufgrund der jedoch bereits im voraus festgelegten Parameter lässt sich dieses Auslastungsmaximum in der Praxis nicht erreichen.
Eine Lösung dieses Problems liegt in der Verwendung adaptiver Parameter. Hierzu werden die an der Basisstation empfangenen Funkdaten ausgewertet und die Parameter entsprechend der Übertragungsqualität der Funkverbindung angepaßt. Es kann jedoch keine gezielte Anpassung der Parameter erfolgen, da die genaue Ursache der Veränderung der Übertragungsqualität unbekannt ist. Ferner erfordert eine derartige Lösung einen hohen Rechen- und Verwaltungsaufwand.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Basisstation eines Funkkommunikationssystems, ein Basisstationssystem respektive ein Funkkommunikationssystem der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche eine Anpassung der Parameter für die Basisstation an die jeweiligen Umgebungs- beziehungsweise Umweltbedingungen der Basisstation erlauben und dabei gleichzeitig einfach und kostengünstig zu realisieren sind.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Basisstation durch eine Basisstation nach Anspruch 1, hinsichtlich des Basisstationssystems durch ein Basisstationssystem nach Anspruch 13 und hinsichtlich des Funkkommunikationssystem durch ein Funkkommunikationssystem nach Anspruch 18 erzielt.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Basisstation für den Empfang von Daten mindestens eines Sensorsystems zur Messung lokaler Daten ausgebildet, d. h. die Basisstation steht mit einem Sensorsystem zur Messung lokaler Daten in Verbindung. Das Sensorsystem, welches vorteilhafterweise in unmittelbarer Nähe zur Basisstation oder unmittelbar an der Basisstation angeordnet ist, stellt für die Basisstation eine Anzahl von Messdaten aus der vorzugsweise unmittelbaren Umgebung der Basisstation zur Verfügung, welche als Grundlage für die Bestimmung der Parameter verwendet werden können. Dabei erfolgt die Messung der lokalen Daten vorzugsweise im wesentlichen fortlaufend, so dass daraus aktuelle Parameter für die jeweilige Basisstation bestimmt werden können. Auf diese Weise lässt sich die Auslastung der Basisstation beträchtlich erhöhen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles mit zwei Basisstationen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles mit zwei Basisstationen 1. Dabei ist jede Basisstation 1 (Base Transceiver Station BTS) mit einem zugehörigen Basisstationscontroller (BSC) 2 verbunden, welcher eine Anzahl von Basisstationen 1 - hier zwei - verwaltet. Ein lokales Überwachungszentrum 3 (Operations- and Maintenance-Center OMC) steht mit dem Basisstationscontroller 2 (BSC) in Verbindung. Die Einstellung der wesentlichen Parameter der Basisstation 1 erfolgt durch einen Operator 4 im Überwachungszentrum 3 (OMC).
Ein Basisstationssystem (Base Station System BSS) als ein netzwerkstruktureller Teil eines Funkkommunikationssystems umfasst zumindest einen Basisstationscontroller 2 und in der Regel eine Anzahl von durch diesen verwalteten Basisstationen, im dargestellten Ausführungsbeispiel die zwei Basisstationen 1.
In einem Funkkommunikationssystem sind über das Basisstationssystem hinaus - in Fig. 1 mit Element 5 angedeutet - Einheiten des sogenannten "Network and Switching (Sub)System" NSS vorgesehen, welche Mobilvermittlungstellen MSC (Mobile Switching Center), die untereinander vernetzt sind beziehungsweise den nicht dargestellten Zugang zu einem Festnetz herstellen, und Transcodiereinheiten TRAU (Transcoder and Rate Adaptor Unit), die Funktionen der Kodierung/Dekodierung und Ratenanpassung der Datenübertagung im Mobilfunksystem verwirklichen, umfassen.
Das Sensorsystem 6 liefert lokale Daten aus der unmittelbaren Umgebung der Basisstation 1 an die jeweils ihr zugeordnete Basisstation 1. Dabei ist vorzugsweise jeder Basisstation 1 genau ein Sensorsystem zugeordnet.
Es können jedoch auch mehrere Basisstationen 1 mit einem Sensorsystem 6 verbunden sein. In diesem Fall nutzen mehrere Basisstationen 1 gemeinschaftlich ein Sensorsystem 6. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die einzelnen Basisstationen 1 räumlich benachbart sind.
Ferner ist auch denkbar, dass eine Basisstation 1 mit einer Vielzahl von Sensorsystemen 6 verbunden ist. Diese Sensorsysteme 6 können dabei identisch oder verschiedenartig ausgestaltet sein.
In Ausgestaltung der Erfindung stehen mit Vorteil alle Basisstationen 1 eines Basisstationssystems, welches einen Basisstationcontroller 2 und mehrere Basisstationen 1 aufweist, mit zumindest einem Sensorsystem 6 zur Messung lokaler Daten in Verbindung.
Das Sensorsystem 6 kann grundsätzlich eine Vielzahl verschiedener Sensoren umfassen, welche Daten unterschiedlicher Art an die ihr zugeordnete Basisstation 1 liefern.
So ist es beispielsweise denkbar, zur Messung der Umgebungstemperatur Temperatursensoren zu verwenden. Bei verschlechterten Funkbedingungen muss die maximale Anzahl der zu verwaltenden Teilnehmerstationen verringert werden, da sich beispielsweise durch Eisbildung an Antennen der Basisstation andere Empfangscharakteristiken ergeben. Daher muss in der Regel bei sehr niedrigen Temperaturen die Anzahl der Teilnehmerstationen in einem Zeitfenster eines TDMA-basierten Funkkommunikationssystems verkleinert werden. Weiterhin müssen alle Schwellwerte der Sendeleistungsregelung derart angepasst werden, dass die Basisstation 1 Funkstörungen gegenüber unempfindlicher wird.
Auch bei starkem Wind, dichtem Schneetreiben oder schweren Regenfällen verschlechtern sich die Funkbedingungen ebenso wie durch die erwähnte Eisbildung. Auch in diesen Fällen können ähnlich wie bei niedrigen Temperaturen die Parameter bei Verwendung von Wind- sowie Feuchtigkeitssensoren unmittelbar angepasst werden.
Es ist auch möglich, die Basisstation an ein Verkehrsleitsystem anzuschließen. Ein derartiges System weist beispielsweise Sensoren zur Messung der aktuellen Verkehrsdichte auf, mit Hilfe derer sich Rückschlüsse auf die mögliche Anzahl von Teilnehmerstationen im Bereich der Basisstation 1 ziehen lassen. Es kann im allgemeinen davon ausgegangen werden, dass bei hohen Geschwindigkeiten der zugeordneten Teilnehmerstationen zum Beispiel auf der Autobahn oder auch in einem fahrenden Zug die Anzahl der Teilnehmerstationen in einem Zeitfenster verkleinert werden muss. Ein Geschwindigkeitssensor, welcher in dem Sensorsystem 6 aufgenommen ist, liefert dem Operator 4 hierzu die nötigen Informationen zur Auswahl der Parameter. Ein derartiges Verkehrsleitsystem kann einer Basisstation 1 auch Informationen zum Beispiel über Ort und Lage einer nahen Autobahn beziehungsweise Zugstrecke liefern.
Ein Sensorsystem zur Aufnahme lokaler Daten lässt sich auch vorteilhaft für Basisstationen verwenden, welche über sogenannte "Smart Antennas" gerichtet senden oder empfangen. Kann das Sensorsystem eine größere Menschenansammlung im Bereich der Basisstation als Beispiel eines zu erfassenden Ereignisses feststellen, so kann über die Berechnung der Entfernung zur Basisstation 1 sowie die räumliche Lage der Menschenansammlung im Vergleich zur Basisstation 1 die Senderichtung der Antenne der Basisstation 1 sowie Schwellwerte und andere Parameter derart eingestellt werden, dass bevorzugt das Gebiet versorgt wird, in dem die größte Teilnehmerdichte vermutet wird.
Durch Einsatz eines Geräuschpegelsensors kann die Lage einer größeren Menschenansammlung ermittelt werden.
Der Einsatz eines Entfernungsmessers erlaubt es, die maximale Reichweite einer Basisstation 1 durch die Basisstation 1 selbst einzustellen beziehungsweise nachzuregeln. Hierzu misst die Basisstation 1 ihre maximale Sendereichweite in jede Senderichtung mit Hilfe von beispielsweise Radar-, Infrarot-, Ultraschall-, Laser- oder optischen Sensoren. Dies ist insbesondere in urbanen Gegenden sinnvoll, in denen die Sendereichweite aufgrund von Abschattungs- und Reflexionserscheinungen zum Teil erheblich eingeschränkt wird.

Claims

1. Basisstation eines Funk-Kommunikationssystems, welche zur Informationsübertragung über eine Funkschnittstelle mit Teilnehmerstationen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (1) für den Empfang von Daten mindestens eines Sensorsystems (6) zur Messung lokaler Daten ausgebildet ist.

2. Basisstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur aufweist.

3. Basisstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Windsensor zur Messung der Windgeschwindigkeit umfasst.

4. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Feuchtigkeitssensor zur Messung der Luftfeuchtigkeit aufweist.

5. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Sensor zur Messung lokaler Verkehrsdaten umfasst.

6. Basisstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Sensor zur Messung der aktuellen Verkehrsdichte aufweist.

7. Basisstation nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Sensor zur Feststellung der lokalen Infrastruktur aufweist.

8. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Geschwindigkeitssensor zur Messung der Geschwindigkeit der Teilnehmerstationen aufweist.

9. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Abstandsmesser zur Erfassung des Abstandes der Basisstation zu einem bestimmten Ereignis aufweist.

10. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Geräuschpegelmesser aufweist.

11. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) einen Entfernungsmesser zur Feststellung der maximalen Sendereichweite der Basisstation (1) aufweist.

12. Basisstation nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (6) über einen Sensordateneingang mit der Basisstation (1) verbunden ist.

13. Basisstationssystem umfassend einen Basisstationcontroller (2) und zumindest eine Basisstation (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Basisstationssystem wenigstens eine Basisstation (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit mindestens einem Sensorsystems (6) zur Messung lokaler Daten enthält.

14. Basisstationssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Basisstation 1 ein Sensorsystem zugeordnet ist.

15. Basisstationssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Basisstationen (1) mit einem Sensorsystem (6) in Verbindung stehen.

16. Basisstationssystem nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Basisstationen (1) mit mehreren Sensorsystemen (6) in Verbindung steht.

17. Basisstationssystem nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass alle Basisstationen (1) des Basisstationssystems mit zumindest einem Sensorsystem (6) zur Messung lokaler Daten in Verbindung stehen.

18. Funkkommunikationssystem mit zumindest einer Basisstation (1) oder einem Basisstationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche.