DE10137498A1

DE10137498A1 - Base station with sensor system for measuring local data

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.The invention relates to a base station of a radio communication system which is connected to subscriber stations via a radio interface for the transmission of information, and to a base station system with a base station controller and at least one base station and the associated radio communication system. The base station (1) is designed to receive data from at least one sensor system (6) for measuring local data. This allows the parameters for the base station to be adapted to the respective ambient or environmental conditions of the base station. Various sensors can be used in the sensor system (6), which deliver data of different types to the base station (1) assigned to them.

Description

Die Erfindung betrifft eine Basisstation eines Funkkommunikationssystems, welche zur Informationsübertragung mit Teilnehmerstationen über eine Funkschnittstelle in Verbindung steht. The invention relates to a base station of a Radio communication system, which for information transmission with Subscriber stations is connected via a radio interface.

Die Erfindung betrifft ferner ein Basisstationssystem mit einem Basisstationscontroller und zumindest einer Basisstation, sowie ein zugehöriges Funkkommunikationssystem. The invention further relates to a base station system with a Base station controller and at least one base station, as well an associated radio communication system.

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. Base stations in hierarchically structured radio communication systems are managed by higher-level units such as base station controllers (BSC) and operation and maintenance centers (OMC). In order to manage the limited resources on the radio interface (layer 1 according to the OSI / ISO model) between the base station and the subscriber station, these superordinate units require a large number of parameters, which are generally specified by an operator, the so-called operator.

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. In third generation mobile radio systems, such as TD-SCDMA, UTRA-TDD or UTRA-FDD, is the number of to choosing parameters compared to a mobile radio system of the second Generation, such as the GSM network, increased considerably.

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. Furthermore, the determination of the parameters based on the constantly changing transmission conditions of the radio interface great effort. To ensure the greatest possible transmission security guarantee, the operator must determine the parameters always start from the "worst case". Such a scenario leads however, this often adds to the valuable transmission capacity remains unused.

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. An example will be given for explanation: The Transmission method TD-SCDMA is the number of Subscriber stations with which a base station establish radio connections can depend on the speed of the subscriber stations. Is the operator aware that a base station is along a Motorway or expressway is set up, it must be certain Set parameters so that the base station only one Utilization of approximately 50% of their theoretical maximum reached. However, if the base station is in an environment at which the speed of the subscriber stations Usually does not exceed walking speed Parameters can be chosen such that the base station up to their utilization limit works.

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. However, the environmental conditions change, for example due to a traffic jam on the freeway, so is the base station theoretically able to handle a larger number of To operate subscriber stations. Due to this, however, in advance This utilization maximum can be determined in the specified parameters Not achieve practice.

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. One solution to this problem is to use adaptive Parameter. To do this, those received at the base station Radio data evaluated and the parameters according to the Adapted transmission quality of the radio connection. However, it can no specific adjustment of the parameters take place because the exact The cause of the change in transmission quality is unknown. Furthermore, such a solution requires a high computing and Administrative expenses.

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. The object of the present invention is therefore a Base station of a radio communication system, a base station system or a radio communication system of the aforementioned Kind of providing an adaptation of the Parameters for the base station to the respective environment or allow environmental conditions of the base station and are simple and inexpensive to implement at the same time.

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. This object is achieved according to the present invention with regard to the base station by a base station according to claim 1 , with regard to the base station system by a base station system according to claim 13 and with regard to the radio communication system by a radio communication system according to claim 18.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous further developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.

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. According to the present invention, the base station for the Receive data from at least one sensor system for measurement local data, d. H. the base station stands with a sensor system for measuring local data in connection. The Sensor system, which is advantageously in the immediate vicinity to the base station or directly at the base station is arranged, provides a number of measurement data for the base station from the preferably immediate vicinity of the base station which are the basis for determining the Parameters can be used. The measurement of the local data preferably essentially continuous, so that from this current parameters for the respective base station can be determined. In this way, the utilization can be the base station considerably.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In the following the invention is based on a Embodiment and the accompanying drawing explained.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles mit zwei Basisstationen gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment with two base stations according to the present invention.

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). Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment with two base stations 1. Each base station 1 (base transceiver station BTS) is connected to an associated base station controller (BSC) 2 , which manages a number of base stations 1 - here two. A local monitoring center 3 (operations and maintenance center OMC) is connected to the base station controller 2 (BSC). The essential parameters of the base station 1 are set by an operator 4 in the monitoring center 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. A base station system (Base Station System BSS) as a network structural part of a radio communication system comprises at least one base station controller 2 and usually a number of base stations managed by it, in the exemplary embodiment shown the two base stations 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. In a radio communication system, units of the so-called "Network and Switching (Sub) System" NSS are provided in addition to the base station system - indicated in FIG. 1 with element 5 - which mobile switching centers MSC (Mobile Switching Center), which are networked with one another or not shown Establish access to a fixed network, and include transcoding units TRAU (Transcoder and Rate Adapter Unit), which implement the functions of coding / decoding and rate adaptation of data transmission in the mobile radio system.

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. The sensor system 6 delivers local data from the immediate vicinity of the base station 1 to the base station 1 assigned to it. Exactly one sensor system is preferably assigned to each base station 1 .

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. However, several base stations 1 can also be connected to one sensor system 6 . In this case, several base stations 1 share a sensor system 6 . This is particularly advantageous if the individual base stations 1 are spatially adjacent.

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. Furthermore, it is also conceivable for a base station 1 to be connected to a multiplicity of sensor systems 6 . These sensor systems 6 can be configured identically or differently.

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. In an embodiment of the invention, all base stations 1 of a base station system which has a base station controller 2 and a plurality of base stations 1 are advantageously connected to at least one sensor system 6 for measuring local data.

Das Sensorsystem 6 kann grundsätzlich eine Vielzahl verschiedener Sensoren umfassen, welche Daten unterschiedlicher Art an die ihr zugeordnete Basisstation 1 liefern. In principle, the sensor system 6 can comprise a multiplicity of different sensors which deliver data of different types to the base station 1 assigned to them.

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. For example, it is conceivable to use temperature sensors to measure the ambient temperature. In the case of deteriorated radio conditions, the maximum number of subscriber stations to be managed must be reduced, since, for example, ice formation on antennas of the base station results in different reception characteristics. Therefore, the number of subscriber stations in a time window of a TDMA-based radio communication system must generally be reduced at very low temperatures. Furthermore, all threshold values of the transmission power control must be adapted in such a way that the base station 1 becomes less sensitive to radio interference.

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. Even in strong winds, heavy snow or heavy snow Rainfalls deteriorate the radio conditions as well through the aforementioned ice formation. In these cases too similar to the parameters at low temperatures Use of wind and moisture sensors directly be adjusted.

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. It is also possible to connect the base station to a traffic control system. Such a system has, for example, sensors for measuring the current traffic density, with the aid of which conclusions can be drawn about the possible number of subscriber stations in the area of the base station 1 . In general, it can be assumed that at high speeds of the assigned subscriber stations, for example on the freeway or in a moving train, the number of subscriber stations must be reduced in a time window. A speed sensor, which is accommodated in the sensor system 6 , provides the operator 4 with the necessary information for the selection of the parameters. Such a traffic control system can also provide a base station 1 with information, for example, about the location and location of a nearby motorway or train route.

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. A sensor system for recording local data can also be used advantageously for base stations which send or receive in a directed manner via so-called "smart antennas". If the sensor system can detect a larger crowd of people in the area of the base station as an example of an event to be detected, then the calculation of the distance to the base station 1 and the spatial position of the crowd of people in comparison to the base station 1 can determine the transmission direction of the antenna of the base station 1 as well as threshold values and others Parameters are set in such a way that the area in which the greatest subscriber density is suspected is preferably supplied.

Durch Einsatz eines Geräuschpegelsensors kann die Lage einer größeren Menschenansammlung ermittelt werden. By using a noise level sensor, the location of a larger crowds can be determined.

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. The use of a range finder allows to set the maximum range of a base station 1 by the base station 1 itself or readjust. For this purpose, the base station 1 measures its maximum transmission range in each transmission direction with the aid of, for example, radar, infrared, ultrasound, laser or optical sensors. This is particularly useful in urban areas, in which the transmission range is partially considerably restricted due to shadowing and reflection phenomena.

Claims

1. Base station of a radio communication system which is connected to subscriber stations for the transmission of information via a radio interface, characterized in that the base station ( 1 ) is designed to receive data from at least one sensor system ( 6 ) for measuring local data.

2. Base station according to claim 1, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a temperature sensor for measuring the ambient temperature.

3. Base station according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor system ( 6 ) comprises a wind sensor for measuring the wind speed.

4. Base station according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a moisture sensor for measuring the air humidity.

5. Base station according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor system ( 6 ) comprises a sensor for measuring local traffic data.

6. Base station according to claim 5, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a sensor for measuring the current traffic density.

7. Base station according to claim 5 or 6, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a sensor for determining the local infrastructure.

8. Base station according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a speed sensor for measuring the speed of the subscriber stations.

9. Base station according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a distance meter for detecting the distance of the base station to a specific event.

10. Base station according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a noise level meter.

11. Base station according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sensor system ( 6 ) has a range finder for determining the maximum transmission range of the base station ( 1 ).

12. Base station according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sensor system ( 6 ) is connected to the base station ( 1 ) via a sensor data input.

13. Base station system comprising a base station controller ( 2 ) and at least one base station ( 1 ), characterized in that the base station system contains at least one base station ( 1 ) according to one of the preceding claims with at least one sensor system ( 6 ) for measuring local data.

14. Base station system according to claim 13, characterized in that each base station 1 is assigned a sensor system.

15. Base station system according to claim 13, characterized in that a plurality of base stations ( 1 ) are connected to a sensor system ( 6 ).

16. Base station system according to claim 13 or 15, characterized in that at least one base station ( 1 ) is connected to a plurality of sensor systems ( 6 ).

17. Base station system according to claim 13 to 16, characterized in that all base stations ( 1 ) of the base station system are connected to at least one sensor system ( 6 ) for measuring local data.

18. Radio communication system with at least one base station ( 1 ) or a base station system according to one of the preceding claims.