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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation in einem Funkkommunikationssystem, welches
einen ersten und einen zweiten Funkzugangspunkt und eine Mehrzahl
von Funkstationen umfasst. weiterhin betrifft die Erfindung einen
Funkzugangspunkt, eine netzseitige Einrichtung und eine Funkstation
zur Kommunikation in einem solchen Funkkommunikationssystem.
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In
Funkkommunikationssystemen werden Signale bzw. Nachrichten, wie
z.B. Signalisierungsnachrichten oder Nachrichten mit Sprachinformation, Bildinformation,
Videoinformation, SMS (Short Message Service), MMS (Multimedia Messaging
Service) oder anderen Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine
Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station übertragen. Bei
den Stationen kann es sich hierbei je nach konkreter Ausgestaltung
des Funkkommunikationssystems um verschiedenartige teilnehmerseitige
Funkstationen, Repeater, oder netzseitige Funkzugangspunkte handeln.
In einem Mobilfunkkommunikationssystem handelt es sich bei zumindest
einem Teil der teilnehmerseitigen Funkstationen um mobile Funkstationen.
Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt mit Trägerfrequenzen,
die in dem für das
jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen.
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Mobilfunkkommunikationssysteme
sind oftmals als zellulare Systeme z.B. nach dem Standard GSM (Global
System for Mobile Communication) oder UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
mit einer Netzinfrastruktur bestehend z.B. aus Basisstationen, Einrichtungen
zur Kontrolle und Steuerung der Basisstationen und weiteren netzseitigen
Einrichtungen ausgebildet.
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Außer diesen
weiträumig
organisierten (supralokalen) zellularen, hierarchischen Funkkommunikationssystemen
gibt es auch Funkkommunikationssystemen mit drahtlosen lokalen Netzen
(WLANs, Wireless Local Area Networks), z.B. nach den Standards HiperLAN,
DECT, IEEE 802.11, Bluetooth und WATM. Oft wird für WLANs
der nicht lizenzierte Frequenzbereich um 2,4 GHz genutzt. Datenübertragungsraten
liegen bei bis zu 11 Mbit/s. Künftige WLANs
können
z.B. im 5 GHz Bereich betrieben werden und Datenraten von über 50 Mbit/s
erreichen. Somit stehen den Teilnehmern der WLANs Datenraten zur
Verfügung,
die erheblich höher
liegen als diejenigen, die von der dritten Mobilfunkgeneration (wie z.B.
UMTS) angeboten werden. Damit ist für die Übertragung von großen Datenmengen,
insbesondere in Verbindung mit Internetzugriffen, der Zugriff auf WLANs
für hochbitratige
Verbindungen vorteilhaft.
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Das
Dokument WO 02/23829 A2 beschreibt ein WLAN gemäß dem Standard IEEE 802.11,
in welchem von Teilnehmerstationen die Signalqualität von Kanälen eines
Access Points gemessen wird, woraufhin aufgrund der Messergebnisse
neue Kanäle von
dem Access Point ausgesucht werden.
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Das
Dokument
DE 101 45
753 A1 beschreibt ein Bluetooth-System, bei welchem von einem Handgerät die Sende-Feldstärke von
im Empfangsbereich des Handgerätes
liegenden Zugriffspunkten gemessen wird, woraufhin derjenige Zugriffspunkt
für ein Roaming/Handover
gewählt
wird, für
welchen das Handgerät
die größte Sende-Feldstärke misst.
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Die
Größe der von
Funkzugangspunkten von Funkkommunikationssystemen versorgten Funkabdeckungsbereiche
hängt von
der von den Funkzugangspunkten verwendeten Sendeleistung ab. Je höher die
Sendeleistung eines Funkzugangspunktes ist, desto größer ist
die Anzahl an Funkstationen innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des Funkzugangspunktes, und daher nimmt mit steigender Größe des Funkabdeckungsbereiches
zumindest bis zu einer bestimmten Obergrenze der maximal mögliche Datendurchsatz pro
Funkzugangspunkt zu. Andererseits besteht die Gefahr, dass bei steigender
Sendeleistung eines Funkzugangspunktes die Kommunikation innerhalb
der Funkabdeckungsbereiche anderer Funkzugangspunkte durch Interferenz
gestört
wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren
zur Regulierung der Sendeleistung eines Funkzugangspunktes aufzuzeigen. Weiterhin
sollen ein Funkzugangspunkt, eine Funkstation und eine netzseitige
Einrichtung zur Durchführung
des Verfahrens vorgestellt werden.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Bei
dem Verfahren zur Kommunikation in einem Funkkommunikationssystem,
wobei das Funkkommunikationssystem einen ersten und einen zweiten
Funkzugangspunkt und eine Mehrzahl von Funkstationen umfasst, strahlt
der erste Funkzugangspunkt Signale mit steigender Sendeleistung
aus. Weiterhin beendet der erste Funkzugangspunkt aufgrund einer
Nachricht von mindestens einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation die Steigerung
der Sendeleistung. Hierbei betrifft die Nachricht der mindestens
einen sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes
befindenden Funkstation mindestens ein Signal des ersten Funkzugangspunktes
und/oder mindestens ein Signal einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des ersten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation.
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Bei
dem ersten und dem zweiten Funkzugangspunkt kann es sich zum Beispiel
um Basisstationen eines zellularen Funkkommunikationssystems, oder
um Access Points eines WLAN handeln. Die Mehrzahl von Funkstationen
kann z.B. teilnehmerseitige, insbesondere mobile, Funkstationen
umfassen, sowie stationäre
oder mobile Repeater. Von dem ersten Funkzugangspunkt werden Signale
mit steigender Sendeleistung ausgestrahlt. Hierbei kann die Sendeleistung
von Signal zu Signal steigend sein, so dass die einzelnen Signale
mit konstanter Sendeleistung ausgestrahlt wird, und die Steigerung
der Sendeleistung zwischen den Signalen stattfindet. Hierbei muss
nicht jedes der mit steigender Sendeleistung ausgestrahlten Signale
eine höhere
Sendeleistung aufweisen als das vorherige, vielmehr können aufeinander
folgende Signale auch die gleiche Sendeleistung aufweisen. Es ist
jedoch auch möglich,
dass die Sendeleistung innerhalb von einzelnen Signalen ansteigt.
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Bei
dem Funkabdeckungsbereich eines Funkzugangspunktes handelt es sich
um denjenigen geografischen Bereich, in dem Signale zwischen Funkstationen
und dem Funkzugangspunkt direkt, dass heißt ohne Weiterleitung der Signale
durch weitere Funkstationen, ausgetauscht werden können. Die
Größe des Funkabdeckungsbereiches
ist bedingt durch die verwendete Sendeleistung des Funkzugangspunktes,
so dass eine Steigerung der Sendeleistung zu einer Vergrößerung des
Funkabdeckungsbereiches führt.
Erfindungsgemäß wird die Steigerung
der Sendeleistung durch den ersten Funkzugangspunkt aufgrund einer
Nachricht beendet. Diese Kausalität zwischen der Nachricht und
der Beendigung der Steigerung der Sendeleistung kann z.B. dadurch
realisiert werden, dass der erste Funkzugangspunkt die Nachricht
direkt von dem Sender der Nachricht empfängt, oder dadurch, dass die Nachricht
an den ersten Funkzugangspunkt weitergeleitet wird, oder auch dadurch,
dass die Nachricht eine Reaktion einer anderen Funkstation oder
netzseitigen Einrichtung hervorruft, aufgrund welcher Reaktion die
Beendigung der Steigerung der Sendeleistung durch den ersten Funkzugangspunkt
erfolgt. Die Beendigung der Steigerung der Sendeleistung kann temporär oder permanent
sein.
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Die
von der mindestens einen sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation ausgestrahlte
Nachricht betrifft mindestens ein Signal, welches aus dem Funkabdeckungsbereich
des ersten Funkzugangspunktes stammt. Dies kann z.B. dadurch realisiert
werden, dass die Nachricht sich in expliziter oder kodierter Form
auf eine inhaltliche Aussage des Signals bezieht, oder auch dadurch,
dass die Nachricht Aussagen über
die Tatsache, dass und/oder wie das Signal empfangen wurde, und/oder
um welche Art von Signal es sich handelt, und/oder wer der Sender
des Signals ist, beinhaltet. Eine Vielzahl von Informationen bzw.
Kombinationen von Informationen, welche in direkter oder indirekter
Weise mit dem mindestens einen Signal zusammenhängen, können somit in der Nachricht
der mindestens einen sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation enthalten
sein.
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In
Weiterbildung der Erfindung umfasst die Nachricht der mindestens
einen sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes
befindenden Funkstation einen Inhalt von und/oder ein Ergebnis einer
Messung an mindestens einem Signal des ersten Funkzugangspunktes und/oder
einen Inhalt von und/oder ein Ergebnis einer Messung an mindestens
einem Signal einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des
ersten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation. Bei dem Inhalt
des Signals kann es sich zum Beispiel um die Angabe handeln, mit
welcher Sendeleistung das Signal ausgestrahlt wird, so dass die
Nachricht der mindestens einen sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation über die
Sendeleistung eines Signals aus dem Funkabdeckungsbereich des ersten
Funkzugangspunktes informieren kann. Das Ergebnis einer Messung
an einem Signal kann zum Beispiel aus dem Messergebnis betreffend
eine Empfangsleistung und/oder ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis bestehen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der erste Funkzugangspunkt jeweils eine Antwort auf
die mit steigender Sendeleistung von dem ersten Funkzugangspunkt
ausgestrahlten Signale von einer Mehrzahl von Funkstationen empfängt. Die
Nachricht der mindestens einen sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation kann dann
zum Beispiel ein solches Antwortsignal betreffen. Vorzugsweise beantwortet
jede Funkstation innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des ersten
Funkzugangspunktes jedes mit steigender Sendeleistung ausgestrahlte
Signal des ersten Funkzugangspunktes, welches sie empfangen hat.
Es ist auch möglich,
dass eine solche Antwort nur dann erfolgt, wenn die selbe Funkstation
nicht schon auf eines der zuvor mit steigender Sendeleistung ausgestrahlten
Signale geantwortet hat. Somit kann der erste Funkzugangspunkt darüber informiert werden,
welche Funkstationen sich innerhalb seines von der Sendeleistung
abhängigen
Funkabdeckungsbereiches befinden. Hieraus können dann Schlüsse gezogen
werden, ob eine weitere Steigerung der Sendeleistung sinnvoll ist.
Die Funkstationen, welche die mit steigender Sendeleistung von dem
ersten Funkzugangspunkt ausgestrahlten Signale beantworten, verwenden
für ihre
Antwort insbesondere die gleiche Sendeleistung, welche der erste Funkzugangspunkt
für die
Versendung des jeweiligen Signals verwendet hat.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sendet die mindestens eine sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes befindende
Funkstation die Nachricht dann, wenn die Empfangsleistung des mindestens
einen Signals des ersten Funkzugangspunktes und/oder der sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des ersten Funkzugangspunktes befindenden
Funkstation über einem
Schwellenwert liegt. In diesem Fall überprüft die mindestens eine sich
innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes befindende
Funkstation, ob sie Signale des ersten Funkzugangspunktes und/oder
von Funkstationen aus dem Funkabdeckungsbereich des ersten Funkzugangspunktes
empfängt.
Hat sie den Empfang eines solchen Signals detektiert, kann sie dessen
Empfangsleistung messen, und ihn mit einem Schwellenwert vergleichen.
Der Vergleich mit dem Schwellenwert ergibt dann, ob die mindestens
eine sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes
befindende Funkstation eine Nachricht betreffend das jeweilige Signal
sendet.
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Mit
Vorzug beinhalten die mit steigender Sendeleistung von dem ersten
Funkzugangspunkt ausgestrahlten Signale Identifikationsinformationen des
ersten Funkzugangspunktes und die verwendete Sendeleistung. Die
mit steigender Sendeleistung ausgestrahlten Signale können neben
der Sendeleistung und den Identifikationsinformationen des ersten Funkzugangspunktes
weitere Informationen umfassen. Antworten Funkstationen innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des ersten Funkzugangs punktes auf die
mit steigender Sendeleistung ausgestrahlten Signale, so ist es vorteilhaft,
wenn in den Antwortnachrichten die verwendeten Sendeleistungen wiederholt
werden. In diesem Fall ist eine sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindende Funkstation in der Lage, sowohl
den mit steigender Sendeleistung von dem ersten Funkzugangspunkt
ausgestrahlten Signale als auch den Antwortsignalen auf diese Signale
direkt die verwendete Sendeleistung zu entnehmen.
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Einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß werden während des Ausstrahlens der Signale
mit steigender Sendeleistung durch den ersten Funkzugangspunkt keine
Nachrichten von dem zweiten Funkzugangspunkt an die sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes befindenden
Funkstationen gesendet. Dies dient dazu, dass Funkstationen innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes ungestört detektieren
können,
ob sie Signale des ersten Funkzugangspunktes bzw. von Funkstationen
aus dem Funkabdeckungsbereich des ersten Funkzugangspunktes empfangen.
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In
Weiterbildung der Erfindung sendet die mindestens eine sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes befindende
Funkstation die Nachricht an eine von dem ersten Funkzugangspunkt
unterschiedliche netzseitige Einrichtung. Hierbei kann es sich zum Beispiel
um den zweiten Funkzugangspunkt oder auch um eine andere netzseitige
Einrichtung handeln.
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Von
Vorteil ist es, wenn die mindestens eine sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des zweiten Funkzugangspunktes befindende Funkstation durch eine
Nachricht angewiesen wird, den Empfang von Signalen des ersten Funkzugangspunktes und/oder
von sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des ersten Funkzugangspunktes
befindenden Funkstationen zu detektieren. Diese Anweisung kann zum
Beispiel durch den zweiten Funkzugangspunkt oder auch durch eine
andere netzseitige Einrichtung an die mindestens eine sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes befindende
Funkstation gesendet werden. Insbesondere kann es sich hierbei um
dieselbe netzseitige Einrichtung handeln, an welche die mindestens
eine sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes
befindende Funkstation die Nachricht betreffend mindestens ein Signal
aus dem Funkabdeckungsbereich des ersten Funkzugangspunktes versendet.
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In
Ausgestaltung der Erfindung fordert der erste Funkzugangspunkt bei
einer netzseitigen Einrichtung durch eine Nachricht die Erlaubnis
zum Ausstrahlen von Signalen mit steigender Sendeleistung an.
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Einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung gemäß wird der erste Funkzugangspunkt
von einer netzseitigen Einrichtung durch eine Nachricht angewiesen,
die Signale mit steigender Sendeleistung auszustrahlen. Diese Anweisung
kann insbesondere durch die gleiche netzseitige Einrichtung erfolgen, bei
welcher der erste Funkzugangspunkt eine Erlaubnis zum Ausstrahlen
derartiger Signale angefordert hat.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der erste Funkzugangspunkt von einer netzseitigen Einrichtung
durch eine Nachricht angewiesen wird, die Steigerung der Sendeleistung
zu beenden. Diese Anweisung kann insbesondere durch die gleiche
netzseitige Einrichtung erfolgen, welche den ersten Funkzugangspunkt zuvor
angewiesen hat, die Sendeleistung zu steigern. In diesem Fall wird
die Anweisung der netzseitigen Einrichtung als Reaktion auf die
Versendung der Nachricht betreffend mindestens ein Signal aus dem
Funkabdeckungsbereich des ersten Funkzugangspunktes durch die mindestens
eine sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes
befindende Funkstation gesendet.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird dem ersten Funkzugangspunkt von
einer netzseitigen Einrichtung durch eine Nachricht mitgeteilt,
welche Sendeleistung der erste Funkzugangspunkt nach der Beendigung
der Steigerung der Sendeleistung verwenden soll. Dies kann insbesondere
in der gleichen Nachricht erfolgen, in welcher auch eine Anweisung zur
Beendigung der Steigerung der Sendeleistung erfolgt.
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Einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß kommunizieren der erste Funkzugangspunkt
mit den sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des ersten Funkzugangspunktes
befindenden Funkstationen und der zweite Funkzugangspunkt mit den
sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes
befindenden Funkstationen unter Verwendung einer ersten Funkfrequenz.
Dies bedeutet, dass Signale aus dem Funkabdeckungsbereich des ersten
Funkzugangspunktes mit Signalen aus dem Funkabdeckungsbereich des
zweiten Funkzugangspunktes interferieren, wodurch sowohl die Kommunikation
von Funkstationen mit dem ersten Funkzugangspunkt als auch die Kommunikation
von Funkstationen mit dem zweiten Funkzugangspunkt gestört wird.
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In
Ausgestaltung der Erfindung werden Nachrichten zwischen sich außerhalb
der Funkabdeckungsbereiche des ersten Funkzugangspunktes und des
zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstationen und dem ersten
Funkzugangspunkt und/oder dem zweiten Funkzugangspunkt durch Weiterleitung
der Nachrichten durch Funkstationen übertragen. Insbesondere kann
zur Weiterleitung von Nachrichten zwischen Funkstationen eine zweite Funkfrequenz
verwendet werden.
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Die
oben genannte Aufgabe hinsichtlich eines Funkzugangspunktes zur
Kommunikation in einem Funkkommunikationssystem wird durch einen Funkzugangspunkt
mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Funkzugangspunkt weist
Mittel zum Ausstrahlen von Signalen mit steigender Sendeleistung
auf, und Mittel zum Empfangen einer von einer sich innerhalb des
Funkabdeckungsbereiches eines anderen Funkzugangspunktes befindenden
Funkstation gesendeten Nachricht betreffend mindestens ein Signal
des Funkzugangspunktes, oder Mittel zum Empfangen einer von einer netzseitigen
Einrichtung gesendeten Nachricht mit der Anweisung, die Steigerung
der Sendeleistung zu beenden. Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Funkzugangspunkt
Mittel zum Beenden der Steigerung der Sendeleistung aufgrund des
Empfangs der von der sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des anderen Funkzugangspunktes befindenden Funkstation gesendeten
Nachricht oder aufgrund des Empfangs der von der netzseitigen Einrichtung
gesendeten Nachricht.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zum Empfangen einer von einer
netzseitigen Einrichtung gesendeten Nachricht derart ausgestaltet sind,
dass eine von einer netzseitigen Einrichtung auf den Empfang einer
von einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches eines anderen
Funkzugangspunktes befindenden Funkstation gesendeten Nachricht
betreffend mindestens ein Signal des Funkzugangspunktes und/oder
mindestens ein Signal einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des Funkzugangspunktes befindenden Funkstation hin gesendeten Nachricht
mit der Anweisung, die Steigerung der Sendeleistung zu beenden,
empfangbar ist.
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Die
oben genannte Aufgabe hinsichtlich einer netzseitigen Einrichtung
zur Kommunikation in einem Funkkommunikationssystem wird durch eine netzseitige
Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Die
netzseitige Einrichtung weist Mittel zum Senden einer Nachricht
an einen ersten Funkzugangspunkt mit der Anweisung, Signale mit steigender
Sendeleistung auszustrahlen, auf, sowie Mittel zum Empfangen einer
Nachricht von einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches eines
zweiten Funkzugangspunktes befindenden Funkstation betreffend mindestens
ein Signal des ersten Funkzugangspunk tes und/oder mindestens ein
Signal einer sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des ersten
Funkzugangspunktes befindenden Funkstation, sowie Mittel zum Senden
einer Nachricht auf den Empfang der Nachricht von der sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des zweiten Funkzugangspunktes befindende
Funkstation hin an den ersten Funkzugangspunkt mit der Anweisung,
die Steigerung der Sendeleistung zu beenden.
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Die
oben genannte Aufgabe hinsichtlich einer Funkstation zur Kommunikation
in einem Funkkommunikationssystem wird durch eine Funkstation mit
den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
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Die
Funkstation weist Mittel zum Detektieren des Empfangs von Signalen
eines ersten, von dem Funkzugangspunkt, innerhalb dessen Funkabdeckungsbereich
sich die Funkstation aktuell befindet, unterschiedliche Funkzugangspunktes
auf, und/oder von Signalen von sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches
des ersten Funkzugangspunktes befindenden Funkstationen. Weiterhin
umfasst die erfindungsgemäße Funkstation
Mittel zum Ermitteln von Sendeleistung der detektierten Signale,
und Mittel zum Senden einer Nachricht betreffend eine Sendeleistung
von mindestens einem detektierten Signale des ersten Funkzugangspunktes
und/oder von mindestens einem detektiertem Signal einer sich innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des ersten Funkzugangspunktes befindenden
Funkstation an eine netzseitige Einrichtung und/oder an den ersten Funkzugangspunkt
und/oder an den Funkzugangspunkt, innerhalb dessen Funkabdeckungsbereichs sich
die Funkstation aktuell befindet.
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Sowohl
der erfindungsgemäße Funkzugangspunkt,
als auch die erfindungsgemäße netzseitige
Einrichtung, als auch die erfindungsgemäße Funkstation eignen sich
insbesondere zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutrifft.
Hierzu können
sie weitere geeignete Mittel aufweisen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1:
einen Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem,
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2:
ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3:
schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Funkzugangspunktes,
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4:
schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Basisstation,
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5:
schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Mobilstation.
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Der
in 1 dargestellte Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem
beinhaltet eine Basisstation BS eines zellularen Mobilfunkkommunikationssystems,
wie z.B. eines Systems gemäß dem Standard
UMTS, und die vier Mobilstationen MS1, MS2, MS3 und MS4, welche über eine
Funkschnittstelle des zellularen Systems mit der Basisstation BS kommunizieren
können.
Außer
der Basisstation BS sind weitere netzseitige Einrichtungen des zellularen Mobilfunkkommunikationssystems
der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt.
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In
der Funkzelle der Basisstation BS befinden sich die beiden Funkzugangspunkte
AP-A und AP-B eines WLAN, welche über eine Funkschnittstelle
des zellularen Systems mit der Basisstation BS kommunizieren können. Der
Funkabdeckungsbereich FZB des Funkzugangspunktes AP-B ist schematisch
durch einen Kreis um den Funkzugangspunkt AP-B dargestellt. Für den Funkzugangspunkt AP-A
sind -ebenfalls in Form von Kreisen- zwei verschieden große Funkabdeckungsbereiche
FZA1 und FZA2 dargestellt. In dem Funkabdeckungsbereich FZB des
Funkzugangspunk tes AP-B befindet sich die Mobilstation MS3, im kleineren
Funkabdeckungsbereich FZA1 des Funkzugangspunktes AP-A befindet
sich die Mobilstation MS1, und im größeren Funkabdeckungsbereich
FZA2 des Funkzugangspunktes AP-A befinden sich die Mobilstationen
MS1 und MS2. Die Funkstationen MS1, MS2 und MS3 kommunizieren mit
den Funkzugangspunkten AP-A und AP-B über
eine WLAN-Funkschnittstelle unter Verwendung einer ersten Frequenz.
Durch eine nicht in 1 dargestellte Anbindung der
beiden Funkzugangspunkte AP-A und AP-B an andere Kommunikationssysteme
ist es den Mobilstationen MS1, MS2 und MS3 z.B. möglich, Daten
aus dem Internet herunterzuladen.
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Die
Mobilstation MS4 befindet sich weder im Funkabdeckungsbereich FZB
des Funkzugangspunktes AP-B, noch im Funkabdeckungsbereich FZA2
des Funkzugangspunktes AP-A. Sie kann jedoch mit den Funkzugangspunkten
AP-A bzw. AP-B kommunizieren, indem Nachrichten zwischen der Mobilstation
MS4 und des Funkzugangspunktes AP-A bzw. AP-B durch andere Mobilstationen
weitergeleitet werden. So ist z.B. eine Kommunikation zwischen der
Mobilstation MS4 und dem Funkzugangspunkt AP-B möglich, indem die Mobilstation
MS3 die jeweiligen Nachrichten weiterleitet. Die Mobilstationen
MS1, MS2, MS3 und MS4 kommunizieren untereinander über die
WLAN-Funkschnittstelle unter Verwendung einer zweiten Frequenz,
welche sich von der ersten Frequenz, die zur Kommunikation zwischen
den Funkzugangspunktes AP-A bzw. AP-B und den Mobilstation MS1,
MS2, MS3 innerhalb der Funkabdeckungsbereiche FZB bzw. FZA1 bzw. FZA2
der Funkzugangspunkte AP-A bzw. AP-B eingesetzt wird, unterscheidet.
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Zusätzlich zu
dem in 1 dargestellten Fall ist es vorteilhaft, dass
das WLAN fixe Funkstationen umfasst, welche Nachrichten zwischen
den Mobilstationen MS1, MS2, MS3 und MS4 und den Funkzugangspunkten
AP-A und AP-B weiterleiten, und somit als sogenannte Repeater fungieren.
Diese verwenden wie auch die Mobilstationen MS1, MS2, MS3 und MS4
zur Kommunikation mit den Funkzugangspunkten AP-A und AP-B die erste
Fre quenz des WLAN und zur Kommunikation mit Mobilstationen MS1,
MS2, MS3 und MS4 die zweite Frequenz des WLAN.
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Die
Größe der Funkabdeckungsbereiche von
Funkzugangspunkten wächst
mit steigender Sendeleistung der Funkzugangspunkte. Wie in 1 anhand
des Vergleichs der beiden Funkabdeckungsbereiche FZA1 und FZA2 des
Funkzugangspunktes AP-A ersichtlich wird, steigt die Anzahl an Mobilstationen,
welche sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches eines Funkzugangspunktes
befinden, mit der Sendeleistung des jeweiligen Funkzugangspunktes an.
Verwendet der Funkzugangspunkt AP-A eine Sendeleistung, welche dem
Funkabdeckungsbereich FZA1 entspricht, so ist lediglich eine direkte
Kommunikation zwischen dem Funkzugangspunkt AP-A und der Mobilstation
MS1 möglich,
während
bei der dem Funkabdeckungsbereich FZA2 entsprechenden Sendeleistung
eine direkte Kommunikation zwischen dem Funkzugangspunkt AP-A und
den beiden Mobilstationen MS1 und MS2 möglich ist. Weiterhin existieren
bei steigender Größe des Funkabdeckungsbereiches
des Funkzugangspunktes AP-A weniger Mobilstationen, welche unter
Verwendung der zweiten Funkfrequenz kommunizieren, um Nachrichten
von bzw. zu einem Funkzugangspunkt weiterzuleiten. So muss die Mobilstation
MS2 bei der Sendeleistung, welche dem Funkabdeckungsbereich FZA1
entspricht, auf der zweiten Funkfrequenz zu Weiterleitungszwecken
mit der Mobilstation MS1 kommunizieren, während bei der Sendeleistung,
welche dem Funkabdeckungsbereich FZA2 entspricht, für die Mobilstation
MS2 eine direkte Kommunikation mit dem Funkzugangspunkt AP-A unter
Verwendung der ersten Funkfrequenz möglich ist. Dadurch, dass weniger Mobilstationen
die zweite Funkfrequenz verwenden, kann die Weiterleitung von Nachrichten
unter Verwendung der zweiten Funkfrequenz rascher und effizienter
erfolgen.
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Somit
bewirkt die Steigerung der Sendeleistung eines Funkzugangspunktes
eine Steigerung der von dem jeweiligen Funkzugangspunkt sendbaren bzw.
empfangbaren Nachrichten pro Zeiteinheit, was einem erhöhten Datendurchsatz
entspricht. Dies gilt zumindest insofern, als die Kapazitäten des
jeweiligen Funkzugangspunktes in Bezug auf zur Verfügung stehende
Funkressourcen wie z.B. Zeitschlitze und/oder Codes nicht ausgeschöpft sind.
Zu beachten ist jedoch, dass Mobilstationen anderer Funkzugangspunkte
zur Kommunikation mit den anderen Funkzugangspunkten die gleiche
Funkfrequenz verwenden, so dass es zu Störungen der Kommunikation in
den Funkabdeckungsbereichen anderer Funkzugangspunkte kommen kann,
wenn ein Funkzugangspunkt seine Sendeleistung steigert.
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Im
folgenden wird davon ausgegangen, dass der Funkzugangspunkt AP-A
die von ihm verwendete Sendeleistung steigern will. Auslöser hierfür kann sein,
dass der Funkzugangspunkt AP-A feststellt, dass seine Funkressourcen
aktuell nur teilweise ausgenutzt sind, so dass er in der Lage wäre, mit
einer größeren Anzahl
an Mobilstationen zu kommunizieren. Der Ablauf des Verfahrens ist
in 2 dargestellt. Zu Beginn sendet der Funkzugangspunkt
AP-A eine Nachricht PAR (Power Adjustment Request) an die Basisstation
BS, mit welcher die Basisstation BS aufgefordert wird, dem Funkzugangspunkt
AP-A die Erlaubnis zu erteilen, die eigene Sendeleistung schrittweise
zu erhöhen.
Als Antwort sendet die Basisstation BS eine Nachricht PAA (Power
Adjustment Allowance) an den Funkzugangspunkt AP-A, mit welcher
dem Funkzugangspunkt AP-A mitgeteilt wird, dass die schrittweise
Erhöhung
der Sendeleistung erlaubt ist. An die Mobilstation MS3 sendet die
Basisstation BS eine Nachricht PMR1 (Power Measurement Request)
und an den Funkzugangspunkt AP-B eine Nachricht PMR2. Die Nachricht
PMR1 teilt der Mobilstation MS3 mit, dass sie im folgenden keine Nachrichten
an den Funkzugangspunkt AP-B senden darf und die erste Funkfrequenz
abhören
soll. Der Funkzugangspunkt AP-B entnimmt der Nachricht PMR2 ebenfalls,
dass im folgenden keine Versendung von Nachrichten an Funkstationen
innerhalb seines Funkabdeckungsbereiches erlaubt ist.
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Nach
dem Empfang der Nachricht PAA startet der Funkzugangspunkt AP-A
die Versendung einer Reihe von Nachrichten PLS, wobei jede Nachricht
PLS mit einer höheren
Sendeleistung ausgestrahlt wird als die vorherige Nachricht PLS.
Die Nachrichten PLS beinhalten eine Identifikationsinformation des
Funkzugangspunktes AP-A und eine Angabe der für die jeweilige Nachricht PLS
verwendeten Sendeleistung. Alle Mobilstationen innerhalb des der
jeweiligen Sendeleistung des Funkzugangspunkt AP-A entsprechenden
Funkabdeckungsbereiches beantworten die Nachrichten PLS mit einer
Nachricht RR (Resource Request). So antwortet auf die erste Nachricht
PLS hin die Mobilstation MS1 mit einer Nachricht RR, und bei der
nächsten
Nachricht PLS die beiden Mobilstationen MS1 und MS2. In den Nachrichten
RR wiederholen die Mobilstationen die von dem Funkzugangspunkt AP-A
für die
entsprechende Nachricht PLS verwendete Sendeleistung, welche sie
dem Inhalt der Nachricht PLS entnehmen, sowie die Identifikationsinformation
des Funkzugangspunktes AP-A. Weiterhin geben die Mobilstationen
in den Nachrichten RR an, welchen Umfang an Nachrichten sie von
dem Funkzugangspunkt AP-A empfangen bzw. an diesen versenden wollen.
Die Angabe des benötigten
Umfangs an Funkressourcen ermöglicht
es dem Funkzugangspunkt AP-A, zu entscheiden, ob die Sendeleistung
weiter gesteigert werden soll, oder ob seine Funkressourcen ausgelastet
sind, so dass eine weitere Vergrößerung des Funkabdeckungsbereiches
nicht sinnvoll ist.
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Aufgrund
der Nähe
zwischen der Mobilstation MS1 und dem Funkzugangspunkt AP-A verwendet
die Mobilstation MS1 zur Versendung ihrer Antwort RR eine niedrige
Sendeleistung, so dass die Nachricht RR der Mobilstation MS1 nicht
von der Mobilstation MS3 empfangen wird. Hingegen empfängt die
von der Mobilstation MS2 gesendete Nachricht RR nicht nur der Funkzugangspunkt
AP-A, sondern auch die Mobilstation MS3, welche überprüft, ob der Empfangspegel der
Nachricht RR einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der
Fall, entnimmt die Mobilstation MS3 der Nachricht RR der Mobilstation
MS2, welche Sendeleistung der Funkzugangspunkt AP-A für seine
zweite Nachricht PLS verwendet hat, und zu welchem Funkzugangspunkt
die empfangene Nachricht RR gesendet wurde. Mit der Nachricht PAS1
(Power Adjustment Stop) sendet die Mobilstation MS3 die Information
an die Basisstation BS, dass der Empfangspegel der ersten WLAN-Frequenz
in dem Funkabdeckungsbereich des Funkzugangspunktes AP-B, hervorgerufen
durch die Kommunikation in dem Funkabdeckungsbereich des Funkzugangspunktes
AP-A, den Schwellenwert überstiegen
hat, und wie hoch die entsprechende Sendeleistung des Funkzugangspunktes
AP-A bzw. der Mobilstation MS2 war, welche den Schwellenwert in
Bezug auf den Empfangspegel überstiegen
hat.
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Daraufhin
sendet die Basisstation BS an den Funkzugangspunkt AP-A eine Nachricht
PAS2, mit welcher dem Funkzugangspunkt AP-A mitgeteilt wird, dass
der Funkzugangspunkt AP-A die Sendeleistung nicht weiter erhöhen und
somit keine weiteren Nachrichten PLS senden darf. Weiterhin erfährt der
Funkzugangspunkt AP-A durch die Nachricht PAS2, welche Sendeleistung
er im folgenden verwenden darf. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um
die höchste
Sendeleistung, welche keine Nachricht PAS1 von Mobilstationen innerhalb
des Funkabdeckungsbereiches des Funkzugangspunkt AP-B hervorgerufen
hat. Da das Verfahren zur Sendeleistungsregelung des Funkzugangspunktes
AP-A somit zumindest vorläufig
abgeschlossen ist, wird dem Funkzugangspunkt AP-B mit der Nachricht
PAS3 von der Basisstation BS mitgeteilt, dass er im folgenden wieder
Nachrichten an Funkstationen innerhalb seines Funkabdeckungsbereiches
versenden darf.
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3 zeigt
schematisch den Aufbau des Funkzugangspunktes AP-A. Mit den Mitteln RECEIVE_AP,
welche eine Empfangsantenne umfassen, empfängt der Funkzugangspunkt AP-B
die Nachrichten PAA und PAS2 der Basisstation, mit denen ihm mitgeteilt
wird, ob eine Erhöhung
der Sendeleistung erlaubt ist oder nicht, bzw. ob die Erhöhung der
Sendeleistung abgebrochen werden muss, bzw. welche Sendeleistung
zu verwenden ist. Alternativ oder zusätzlich können über die Mittel RECEIVE_AP auch
Nachrichten von Mobilstationen aus Funkabdeckungsbereichen anderer
Funkzugangspunkte empfangen werden, welche den Funkzu gangspunkt
AP-A über
Signale aus seinem Funkabdeckungsbereich informieren, welche die
jeweilige Mobilstation empfangen hat. Die Mittel RECEIVE_AP geben
die empfangenen Informationen an die Mittel EVALUATE weiter, mit
welchen entschieden wird, wie die Sendeleistung zukünftig einzustellen
ist. Die Mittel EVALUATE wirken auf die Mittel CONTROL ein, welche
die Einstellung der Sendeleistung steuern und zum Abstrahlen von
Signalen bzw. Nachrichten mit der entsprechenden Sendeleistung mit
der Sendeantenne A verbunden sind.
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4 zeigt
schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Basisstation BS. Mit den
Mitteln RECEIVE_BS, welche mit einer Empfangs- und Sendeantenne
ATX_BS verbunden sind, empfängt
die Basisstation BS Anforderungen PAR von Funkzugangspunkten zur
Genehmigung der Steigerung ihrer Sendeleistung, sowie Nachrichten
PAS1 von Mobilstationen, mit der Aufforderung, die Sendeleistungserhöhung von
Funkzugangspunkten zu beenden. Die empfangenen Informationen bezüglich der Sendeleistung
von Funkzugangspunkten werden weitergegeben an die Mittel UP/STOP,
mit welchen die Basisstation BS entscheidet, welche Sendeleistung
Funkzugangspunkte verwenden sollen bzw., ob eine Steigerung der
jeweiligen Sendeleistung erlaubt ist oder abgebrochen werden soll.
Nachrichten des entsprechenden Inhalts wie die oben beschriebenen Nachrichten
PAA und PAS2 werden von der Basisstation BS über die Empfangs- und Sendeantenne ATX_BS,
mit welcher die Mittel UP/STOP verbunden sind, an die entsprechenden
Funkzugangspunkte abgestrahlt.
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5 zeigt
schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Mobilstation MS3. Über die Empfangs-
und Sendeantenne ATX_MS empfängt die
Mobilstation MS3 Signale von Basisstationen, Funkzugangspunkten
und anderen Mobilstationen, wie z.B, die oben beschriebenen Nachrichten
PLS und RR. Mit den Mitteln MEASURE wird detektiert, ob eine Nachricht
empfangen wurde, und gegebenenfalls welcher Empfangspegel für die jeweilige Nachricht
vorliegt. Indem der Inhalt der detektierten Nachrichten PLS und
RR mit den Mitteln ANALYZE untersucht wird, kann die Mobilstation
MS3 feststellen, mit welcher Sendeleistung die jeweilige Nachricht
ausgestrahlt wurde. Zusätzlich
oder alternativ können
mit den Mitteln ANALYZE auch Berechnungen angestellt werden, um
die Sendeleistung von empfangenen Signalen zu bestimmen. Die von
den Mitteln MEASURE und ANALYZE hervorgebrachten Ergebnisse gehen
in die Mittel MESSAGE ein, welche Nachrichten wie z.B. die oben
beschriebene Nachricht PAS1 erstellen. Die Mittel MESSAGE geben
die Nachrichten an die Empfangs- und Sendeantenne ATX_MS weiter,
welche diese an Basisstationen, Funkzugangspunkte oder Mobilstationen
sendet.