DE19725438A1 - Regelung der Übertragungsleistung bei drahtloser Paket-Datenübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen die Regelung der Übertragungslei­ stung in einem zellularen Funknetzwerk und insbesondere ein Verfahren zum Regeln der Übertragungsleistung unter Berücksichtigung der beson­ deren Eigenschaften von paketgeschalteten Verbindungen (packet swit­ ched links).

Auf Radio- oder Funkkommunikation basierende Zellennetzwerke bilden die allgemeinste Form von Systemen zur mobilen, bidirektionalen Datenü­ bertragung. Verbindungen zwischen den Endgeräten und Basisstationen werden meistens im Wählbetrieb geschaltet (circuit switched), d. h., eine gewisse Übertragungskapazität muß vollständig für die Benutzung einer einzelnen aktiven Datenübertragungsverbindung reserviert werden, un­ abhängig davon, ob die fragliche Verbindung eine kontinuierliche Datenü­ bertragung erfordert oder nicht. Im GSM-System (Global System for Mobi­ le Communications), das in dieser Anmeldung beispielsweise als Zellensy­ stem behandelt wird, ist die für eine Verbindung zu reservierende Datenü­ bertragungskapazität ein Verkehrskanal, der von einem TDMA Zeitschlitz (Time Division Multiple Access; Vielfachzugriff im Zeitmultiplex) gebildet wird, der sowohl auf der Übertragungsfrequenz als auch auf der Emp­ fangsfrequenz zyklisch wiederholt wird.

Bei der Datenübertragung im Wählbetrieb besteht ein Problem dahin­ gehend, daß nicht ausreichend Funkfrequenzen zur Verfügung stehen. Wenn eine bestimmte gewählte Verbindung nur gelegentlich eine tatsäch­ liche Datenübertragung erfordert, wird die für sie reservierte Kapazität für den Rest der Zeit unnötigerweise reserviert. Dieses Problem wird beson­ ders bei Kommunikationen wie den Datenrufen (data calls) deutlich. Als eine Lösung wurde die Datenübertragung in Paketform entwickelt, bei der die zu übertragenden Daten in separaten Paketen zusammengefaßt wer­ den, die die Information über den Empfänger einschließen und in unregel­ mäßigen Intervallen übertragen werden können. Zwischen den Paketen kann die für ihre Übertragung benutzte Kapazität adressiert werden, um von irgendeiner anderen Verbindung benutzt zu werden.

Für die Regelung der Übertragungsleistung der Funkübertragung bewirkt die Datenübertragung in Paketform jedoch Probleme, die durch die im Zu­ sammenhang mit im Wählbetrieb geschalteten Verbindungen bekannten Verfahren nicht gelöst werden können. Um den Hintergrund der vorliegen­ den Erfindung zu verdeutlichen, werden im folgenden die Regelung der Übertragungsleistung und die auf sie Einfluß habenden Faktoren in einem bekannten Zellenfunksystem mit Wählbetrieb kurz beschrieben.

Das Zellensystem umfaßt Zentrale- und Steuerungsvorrichtungen, Basis­ stationen und Endgeräte, die Funkschnittstellen mit den Basisstationen aufweisen. Es ist bevorzugt, eine gewisse Leistungsbegrenzung für die Funkübertragung für jede Basisstation und jedes Endgerät festzusetzen. In einem Endgerät zielt die Begrenzung der Übertragungsleistung sowohl auf die Verringerung der Interferenz mit anderen Funkverbindungen als auch auf die Verringerung des Energieverbrauchs des Geräts ab. Der ent­ scheidende Faktor für die Begrenzung der Übertragungsleistung der Ba­ sisstation ist die Verringerung von Interferenzen. Es ist vorteilhaft, die Übertragungsleistung der sendenden Funkeinrichtung so gering wie mög­ lich zu begrenzen, jedoch auf solche Weise, daß die empfangende Vorrich­ tung in der Lage ist, die Übertragung ohne beachtliche, durch Rauschen und Interferenz bewirkte Fehler und Störungen zu empfangen. Die Be­ grenzung der Leistung ist eng verbunden mit der Aufrechterhaltung der Qualität der Funkverbindung und verschiedene die Qualität des empfan­ genen Signals anzeigende Parameter werden im allgemeinen darin be­ nutzt. Die für die Qualität der Verbindung festgesetzten Anforderungen können in Abhängigkeit von der Art der in der Verbindung zu übertragen­ den Information variieren.

Die Regelung der Übertragungsleistung kann auf einer offenen Schleife (open-loop) oder einer geschlossenen Schleife (closed-loop) basieren. Bei der Regelung mit offener Schleife, wo die Datenübertragung bidirektional ist, erhält die sendende Einrichtung keinerlei Information über die Quali­ tät des ankommenden Signals als Rückmeldung, sondern sie trifft eine Entscheidung über die Änderung der Übertragungsleistung durch Messen des Pegels des von ihr empfangenen Signals. Die Funktionsfähigkeit des Verfahrens basiert auf der Tatsache, daß die Übertragungs- und Emp­ fangsfrequenzen die gleichen sind, wodurch die Wegabschwächungen oder -dämpfungen in beiden Richtungen die gleichen oder so nahe beiein­ ander sind, daß die Wegabschwächungen zumindest stark korrelieren. Bei der Regelung mit geschlossener Schleife mißt die empfangende Vorrich­ tung die Qualität des Signals, das sie empfängt und liefert einen die Quali­ tät beschreibenden Parameter zurück zu der sendenden Vorrichtung. Die Regelung mit geschlossener Schleife ist ein zuverlässiges Verfahren, aber das Empfangen des Signals, das Verarbeiten der Parameter, die die Quali­ tät beschreiben, und die Übertragung der Information zurück zu der sen­ denden Vorrichtung erfordern Zeit. Zusätzlich vergrößert die Regelung mit geschlossener Schleife die für die Funkverbindung erforderliche Signali­ sierungsleistung (signaling effort).

Faktoren, die im Zusammenhang mit der Leistungsregelung stehen und durch die Signaldämpfung bewirkt werden, können als langsame und schnelle klassifiziert werden. Der langsame Schwund (fading) wird durch die Änderung der Entfernung zwischen dem Endgerät und der Basissta­ tion oder durch Abwandern des Endgeräts zu toten Räumen bewirkt, die durch irgendein Objekt oder durch irgendeine Geländeform bewirkt wer­ den, die die Ausbreitung von Funkwellen verhindert. Diese Faktoren ha­ ben auch auf gleiche Weise Einfluß auf die Aufwärts- und Abwärtsfunkver­ bindung, und die entsprechende Zeitskala liegt im Bereich von einigen Se­ kunden. Der schnelle Schwund wird durch die Tatsache bewirkt, daß eine destruktive oder auslöschende Interferenz von Wellen, die sich auf ver­ schiedenen Wegen ausbreiten, beim Funkempfänger auftritt, und ge­ schieht typischerweise in weniger als einer Sekunde. Der Einfluß des schnellen Schwunds auf die Aufwärts- und Abwärtsfunkverbindung kor­ reliert außerdem nicht.

Bei dem bekannten Regelverfahren mit geschlossener Schleife, das z. B. In dem GSM System angewendet wird, muß der Empfangssignalpegel wenig­ stens während einer halben Sekunde gemessen werden, nach welcher die Übersendung des Resultats, d. h. des Meßreports, aufwärts vom Endgerät zu der Basisstationssteuerung etwa eine halbe Sekunde benötigt. Die Ba­ sisstationssteuerung mittelt typischerweise die empfangenen Meßberich­ te für etwa zwei Sekunden, und es dauert wiederum eine halbe Sekunde, das erhaltene Ergebnis zum Endgerät zu liefern. Die kummulierte Verzö­ gerung beträgt somit einige Sekunden.

Bei der Paketdatenübertragung ist der Funkkanal für eine bestimmte Übertragung für etwa 50 ms jeweils während 5 s reserviert. Das oben be­ schriebene Regelverfahren mit geschlossener Schleife ist auf diese Art von Funkübertragung nicht anwendbar, da die sendende Vorrichtung keine Zeit hat, irgend eine Steuernachricht zu empfangen, bevor die Übertra­ gung beendet ist. Selbst in solchen Fällen, in denen die Steuernachricht rechtzeitig eintrifft, ist der Teil der Übertragung mit falscher Leistung der Zeit nach übermäßig groß.

Für einen Fachmann ist es klar, daß es möglich ist, die oben beschriebene Regelung mit geschlossener Schleife in bekannter Weise durch Verringe­ rung der Verzögerungen zu beschleunigen. Außerdem kann die Mittelung von der empfangenden Vorrichtung auf die sendende Vorrichtung übertra­ gen werden, wodurch jedoch der Bedarf an Signalisierung vergrößert wird und die sendende Vorrichtung komplizierter gemacht wird. Aus der US 5,465,398 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Empfänger eines draht­ losen lokalen Netzwerks die Signalleistung von jedem erfolgreich empfan­ genen Paket mißt und sie mit dem kleinsten gespeicherten Leistungswert vergleicht, bei dem der Empfang des Pakets erfolgreich ist. Der Empfänger sendet der sendenden Vorrichtung Informationen über die Differenz zwi­ schen der empfangenen Signalleistung und der kleinsten Leistung. Die sendende Vorrichtung berechnet einen sich bewegenden Durchschnitt aus den empfangenen Differenzen und stellt ihre Sendeleistung so ein, daß der Mittelwert der Differenzen sich einem vorbestimmten Grenzwert nä­ hert.

Das durch die Veröffentlichung vorgeschlagene Leistungsregelverfahren ist jedoch hauptsächlich anwendbar auf kontinuierliche Übertragung oder auf Umstände, bei denen der Schwund (fading) des Funksignals sich im Laufe der Zeit nicht ändert, da die aus den empfangenen Paketen be­ rechnete Größe nicht mehr gilt, wenn die Zeit zwischen den Paketen so lang ist, daß die Schwundeffekte Zeit haben, sich signifikant zu ändern. Das vorgeschlagene Verfahren ist für drahtlose lokale Netzwerke gedacht, wo das Anwendungsgebiet im allgemeine eine Büroumgebung ist und die Endgeräte während des Gebrauchs mit Bezug auf die Basisstationen nahe­ zu stationär sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, durch das eine Vorrichtung mit einer drahtlosen paketgeschalteten Ver­ bindung in der Lage ist, ihre Übertragungsleistung unter Berücksichti­ gung der speziellen Anforderungen der paketgeschalteten Verbindung zu regeln.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch Verschmelzen der Merkmale der Regelung mit offener und mit geschlossener Schleife, wodurch die von der geschlossenen Schleife geforderte Rückkoppelungs- Information an das Bestätigungspaket angefügt wird, das zu erkennen gibt, daß ein bestimmtes Paket erfolgreich empfangen wurde und die Rege­ lung mit offener Schleife wird benutzt, wenn diese Art von Bestätigungspa­ keten nicht verfügbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß im er­ sten Zustand der Sendevorrichtung die Übertragungsleistung einen Stan­ dardwert aufweist und im zweiten Zustand der Sendevorrichtung basiert die Übertragungsleistungsregelung sowohl auf der durch die Bestäti­ gungsnachricht der Empfangsvorrichtung gegebenen Rückkoppelungsin­ formation über die Qualität der Datenübertragungsverbindung als auch auf einem gegebenen Standardwert. Auf Seiten des Endgeräts basiert der Standardwert auf der Messung von durch die Basisstation regelmäßig ge­ sendeten Signalen und auf Seiten der Basisstation basiert der Standard­ wert auf der größten Leistung und der seit der vorhergehenden Bestäti­ gungsnachricht vergangenen Zeit.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren berechnet eine nur periodisch sen­ dende Funkvorrichtung vor dem Beginn der Übertragung und zwischen den Übertragungen, was die für die Übertragung erforderliche kleinste Leistung ist. Die durch die Berechnung bestimmte Leistung wird Übertra­ gungsleistungsstandardwert genannt. Die Berechnung kann auf Eigen­ schaften der Funkübertragung in der umgekehrten Richtung oder auf ei­ ner in irgendeiner anderen Weise gebildeten Annahme über die Art basie­ ren, wie sich die Ausbreitungsbedingungen der Funkwellen ändern wer­ den. Nachdem die Sendevorrichtung ein gewisses Datenpaket gesendet hat, empfängt sie entsprechend des benutzten Datenübertragungsproto­ kolls eine Bestätigung von der Empfangsvorrichtung, an die durch die Empfangsvorrichtung Informationen darüber angefügt sind, wie erfolg­ reich die Übertragung war. Die Sendevorrichtung berechnet die Korrektur der Übertragungsleistung auf der Grundlage der in der Bestätigung ent­ haltenden Rückmeldung. Zur gleichen Zeit berechnet sie jedoch kontinu­ ierlich auch den Bedarf an Übertragungsleistung ohne jede Rückmeldung von der Empfangsvorrichtung. Der Wert der Übertragungsleistung wird innerhalb der durch bestimmte Randwerte gegebenen Grenzen bestimmt durch die Rückmeldung, den Standardwert der Übertragungsleistung und die Zeit, die seit dem Empfang der Rückmeldung vergangen ist. Somit weist das erfindungsgemäße Verfahren Merkmale auf, die mit beiden Regelun­ gen, also mit der Regelung mit offener Schleife und der Regelung mit ge­ schlossener Schleife in Verbindung stehen.

In einem Zellensystem hängt die Anwendung der Erfindung davon ab, ob die Basisstation oder das Endgerät betroffen ist. Bei den bekannten Lö­ sungen sendet die Basisstation nämlich kontinuierlich oder zumindest sehr regelmäßig bestimmte Steuernachrichten, wodurch das Endgerät auf der Grundlage der von ihm empfangenen Steuernachrichten der Änderung der Ausbreitungsbedingungen der Funkwellen folgen kann und den von ihm beibehaltenen Standardwert aktualisiert. Die Basisstation kann nicht exakt die gleiche Art von Verfahren benutzen, da die Endgeräte nicht kontinuierlich senden. Die Leistungsregelung für die Übertragung in Pa­ ketform, die gelegentlich in der Basisstation bewirkt wird, muß numerisch durchgeführt werden, so daß z. B. der Standardwert - innerhalb gewisser Grenzwerte - um so größer ist, je länger die Zeit ist, die seit der Übertra­ gung des vorhergehenden Pakets vergangen ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 das Prinzip der Erfindung als vereinfachtes Zustandsdiagramm,

Fig. 2 bekannte Protokolle im GPRS System, und

Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung als Flußdia­ gramm.

Die Erfindung ist vorgesehen für die Anwendung in einem Zellenfunksy­ stem, bei dem zumindest für das Endgerät (z. B. ein Mobiltelefon) und vor­ zugsweise auch für die Basisstation die Möglichkeit freigehalten ist, die Übertragungsleistung in Verbindung mit der Datenübertragung in Paket­ form zu regeln. Der verfügbare Leistungsbereich ist durch bestimmte größte und kleinste Werte begrenzt, und eine Hauptaufgabe ist es, die Lei­ stung jedesmal so niedrig wie möglich einzustellen, jedoch in einer Weise, daß die Qualität der Verbindung einen bestimmten erforderlichen Stan­ dard erreicht. In dieser Anmeldung wird das GSM System als beispielhaf­ tes Zellensystem behandelt. Das GPRS Paketprotokoll (Global Packet Ra­ dio Service) ist als Erweiterung hierzu geplant. Die Abkürzungen, die auf GSM und GPRS bezogen sind, sind jedoch nicht gedacht, die Erfindung hierauf zu beschränken.

Entsprechend den Vorschlägen betreffend den GPRS, sind die Paketda­ tenkanäle in Haupt- und Nebenkanäle, im folgenden Master- und Slave- Kanäle genannt, getrennt. Der MPDCH Kanal (Master Packet Data CHan­ nel, Hauptpaketdatenkanal) schließt zwei getrennte logische Kanaltypen ein, nämlich den PCCCH (Packet Common Control CHannel, allgemeiner Regelkanal im Paketbetrieb) und den PBCCH (Packet Broadcast Control CHannel, Rundfunk-Regelungskanal im Paketbetrieb). Auf dem letzten dieser beiden sendet die Basisstation regelmäßig bestimmte Steuersignale vom Rundfunk- oder Rundsendetyp. Im Fall das kein freier MPDCH Kanal in einer bestimmten Zelle vorhanden ist, muß die Steuernachricht, die zu den Paketverbindungen gehört, entlang der Signalisierungskanäle über­ tragen werden, die als im Wählbetrieb geschalteten Verbindungen (circuit switched links) festgelegt wurden. Die SPDCH Kanäle (Slave Packet Data CHannel, untergeordneter Paketdatenkanal) umfassen ebenfalls zwei ge­ trennte Kanaltypen, den PDTCH (Packet Data Transfer CHannel, Paketda­ tenübertragungskanal) und den PACCH (Packet Associated Control CHan­ nel, paketbezogener Regelkanal). Von diesen beiden wird der letztere für die Übertragung der den empfangenen Paketen zugeordneten Bestätigun­ gen benutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert bestimmte, die Qualität des empfangenen Signals bezeichnende Meßergebnisse, die als Rückmeldung zur Sendevorrichtung zu liefern sind. Die Meßergebnisse können einfach an die auf dem PACCH Kanal übertragenen Bestätigungen angefügt werden.

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Zustandsdiagramm, das den Anfangszustand 10 und den "fortdauernden" Zustand 11 beschreibt. Der erste dieser bei­ den bedeutet einen Zustand entsprechend der vorliegenden Erfindung, in dem die Rückmeldeinformation über die Qualität des empfangenen Signals für die Sendevorrichtung nicht verfügbar ist, um die Leistung zu regeln, sondern indem die Regelung der Übertragungsleistung auf irgend­ einer Art von Regelung mit offener Schleife basieren muß. Eine positive oder eine negative Rückmeldung ACK/NACK von der Empfangsvorrich­ tung bewirkt, daß die Sendevorrichtung zum "fortdauernden" Zustand übergeht, in dem die Regelung der Übertragungsleistung zumindest auf der Information basiert, die sagt, wie erfolgreich der Empfang der vorher­ gehenden Übertragung war. In dem "fortdauernden" Zustand setzt die Sendevorrichtung voraus, daß sie regelmäßig Rückmeldeinformationen von der Empfangsvorrichtung empfängt. Wenn innerhalb einer gegebenen Zeit keine Rückmeldeinformation empfangen wird, kehrt sie entsprechend dem Pfeil ZEIT AUS zurück, und der durch das Zustandsdiagramm be­ schriebene Betrieb beginnt von vorn.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Berech­ nung, die die Standardwerte der Übertragungsleistung im Anfangszu­ stand 10 bildet, auch fortgeführt, wenn die Sendevorrichtung im "fortdau­ ernden" Zustand 11 ist. In diesem Fall wird der Wert der Übertragungslei­ stung im "fortdauernden" Zustand 11 sowohl entsprechend dem Stan­ dardwert der Übertragungsleistung als auch entsprechend der von der Empfangsvorrichtung empfangenen Rückmeldung bestimmt, je länger die Zeit ist, die seit der Übertragung der Bestätigung durch die Empfangs­ vorrichtung vergangen ist, um so mehr wird der Wert der Übertragungslei­ stung durch den Standardwert der Übertragungsleistung für die Regelung mit offener Schleife beeinflußt und um so weniger durch die von der Emp­ fangsvorrichtung gesendete Rückmeldung. Eine etwaige Rückkehr zum Anfangszustand entsprechend dem Pfeil ZEIT AUS erfolgt basierend auf der Zeit, die seit dem Empfang der vorhergehenden Rückmeldung vergan­ gen ist. Wenn eine gewisse vorbestimmte Zeit seit dem Empfang der vor­ hergehenden Bestätigung vergangen ist, ist die in der Bestätigung einge­ schlossene Rückmeldung völlig ungültig, wodurch die Sendevorrichtung als vollständig in den Anfangszustand 10 gebracht betrachtet werden kann.

Entsprechend der Erfindung ist der Anfangszustand 10 ein Zustand, in dem keine von der Empfangsvorrichtung empfangene Rückmeldeinforma­ tion für die Sendevorrichtung verfügbar ist, um die Übertragungsleistung zu regeln. Aus der Sicht der Sendevorrichtung kann der "fortdauernde" Zustand 11 andererseits als ein Zustand festgelegt werden, in welchem sie Daten als Pakete so häufig zur Empfangsvorrichtung überträgt, daß, wenn die Empfangsvorrichtung als Antwort auf den Empfang eines bestimmten Pakets eine Bestätigungsnachricht einschließlich Informationen über die Qualität der Datenübertragungsverbindung sendet, die bei dem Empfang des Pakets ermittelt wurden, die Zeit, die seit dem Empfang von jeder Be­ stätigungsnachricht durch die Sendevorrichtung bis zum Übertragen des nächsten Pakets vergangen ist, nicht länger als ein vorgegebenes Zeitlimit ist. Die Rückmeldeinformation, die in einer bestimmten Bestätigungs­ nachricht eingeschlossen ist, bleibt für die erwähnte vorbestimmte Zeit­ dauer gültig.

Im folgenden wird zunächst die Regelung der Übertragungsleistung auf seiten des Endgeräts im Anfangszustand behandelt. Die Sendevorrich­ tung ist im Anfangszustand, wenn die Datenübertragungsverbindung noch nicht aktiv ist oder wenn eine längere Pause zwischen den auf der Verbindung zu übertragenden Paketen auftritt. Das Endgerät mißt regel­ mäßig (z. B. alle 2 Sekunden oder von jedem empfangenen Rahmen) die Signalleistung, die von ihr auf dem BCCH Kanal (Broadcast Control CHan­ nel; Regelungskanal vom Rundfunktyp) oder auf dem PBCCH Kanal, der zum Paketprotokoll gehört, oder auf irgendeinem anderen entsprechen­ den Signalisierungskanal, auf welchem die Basisstation regelmäßig mit der Funkkommunikation verbundene Daten überträgt, empfangen wird. Der regelmäßige Empfang stellt keine neuen Anforderungen an den Be­ trieb des Endgeräts, da es das BCCH Signal und/oder das PBCCH Signal sowieso überwachen muß, für den Fall, daß es eine Übergabe (handover) ausführen muß.

Die Basisstation kennt die kleinste Signalleistung (auf der dB Skala), die sie von dem Endgerät empfangen sollte, wenn das Endgerät beginnt Pakete zu übertragen, so daß der Qualitätsstandard des empfangenen Signals auf der Basisstation akzeptabel ist. Die Basisstation hat, in besonders bevor­ zugter Weise, verschiedene unterschiedliche Empfangsleistungspegel be­ stimmt, von denen der kleinste der sogenannte Empfindlichkeitspegel ist. Da der von der Basisstation für den Empfang geforderte Leistungspegel entsprechend den Umständen variieren kann, schließt sie in dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in die auf dem BCCH Kanal und/oder dem PBCCH Kanal zu übertragenden Datenrahmen Informatio­ nen über den jedesmal geforderten Leistungspegel ein.

Wenn es z. B. acht Pegel gibt, können diese durch eine ganze Zahl T0, im folgenden Zielpegel genannt, beschrieben werden. Der Wert 0 zeigt an, daß die Basisstation mit dem Empfang auf dem Empfindlichkeitspegel zufrie­ den ist. Der Wert 1 entspricht einem Pegel über dem Empfindlichkeitspegel usw. Der Wert 7 bedeutet den höchsten Pegel.

Zum Bestimmen des Zielpegels muß die Basisstation berücksichtigen, daß der für die Funkverbindung zu berechnende Verbindungsbedarf (link bud­ get) abwärts (von der Basisstation zum Endgerät) und aufwärts (vom End­ gerät zur Basisstation) unterschiedlich sein kann. Der Unterschied zwi­ schen den den Verbindungsbedarfen kann für den Wert T0 des Zielpegels wie folgt berücksichtigt werden. Nehmen wir an, daß es vorteilhaft für die Basisstation ist, auf dem Pegel T0 = 2 zu empfangen, der zwei Pegel über dem Empfindlichkeitspegel liegt. Nehmen wir weiter an, daß die Verbin­ dungsbedarfsberechnung oder die auf der Grundlage des tatsächlichen Verkehrs ausgeführten Messungen anzeigen, daß wenn das Endgerät über einen bestimmten Zielpegel informiert wird, der Qualitätspegel beim Emp­ fang in der Basisstation in Wirklichkeit zwei Pegel niedriger sein wird. So­ mit würde, wenn die Basisstation das Endgerät informieren würde, das der Zielpegel T0 = 2 ist, der Qualitätspegel des nächsten vom Endgerät zu übertragenden Pakets in der Basisstation T0 = 0 sein, was dem Empfind­ lichkeitspegel entspricht. In diesem Fall berücksichtigt die Basisstation die Wirkung des Verbindungsbedarfs dadurch, daß sie das Endgerät infor­ miert, daß der Zielpegel T0 = 4 ist. Dasselbe Prinzip ist natürlich anwend­ bar auf willkürliche Werte des Zielpegels und Verbindungsbedarfsberech­ nungen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß das Endgerät auch wissen, wie die Übertragungsleistung der Basisstation auf dem BCCH Kanal und/oder auf dem PBCCH Kanal ist. Im Fall daß die Übertragungsleistung der einzelnen Basisstationen des Systems nicht konstant ist, fügt jede Ba­ sisstation vorzugsweise an jeden auf dem BCCH Kanal zu übertragenden Datenrahmen den Parameter SB an, der die Übertragungsleistung in dBm Einheiten anzeigt. Die absolute Information über die Übertragungslei­ stung der Basisstation kann ersetzt werden, so daß das Endgerät voraus­ setzt, daß jede Basisstation einen bekannten nominalen Standardlei­ stungspegel benutzt und die Differenz zwischen dem tatsächlichen Lei­ stungspegel wird in dem Parameter T0 berücksichtigt, der den Zielpegel festlegt. Wenn die Basisstation wünscht, daß der Zielpegel z. B. T0 = 2 ist, ihre eigene Übertragungsleistung aber um eine Zielpegeleinheit höher ist, sendet sie den Zielpegelparameter T0 = 3. Das Endgerät setzt dann seine ei­ gene Übertragungsleistung so, daß sie mit der tatsächlichen Abschwä­ chung oder Dämpfung der Verbindung korrespondiert. Das Endgerät sieht beim Empfang einen höheren Signalpegel, als wenn die Basisstation mit der nominalen Standardleistung senden würde, wodurch der höhere Pegel des empfangenen Signals in dem Endgerät zu einer geringeren Übertra­ gungsleistung als benötigt führen würde. Der um eine Einheit höhere Wert des Zielpegelparameters T0 korrigiert diese Situation. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit zwei getrennte Parameter zu übertragen vermie­ den.

Nachdem das Endgerät Datenrahmen auf dem BCCH Kanal und/oder auf dem PBCCH Kanal empfangen hat, mißt es die empfangene Signalleistung je Rahmen und findet durch Dekodieren die Werte der in dem Rahmen ent­ haltenen T0 und SB Parameter heraus. Bei einem alternativen Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung kann das Endgerät das C/I Verhältnis des empfangenen Signals (Carrier over Interference ratio; Träger zu Überlage­ rungsverhältnis) messen und beschreibt das C/I Verhältnis als Leistungs­ pegel beim Empfang in der Weise, die durch Standard GSM 05.08. festge­ legt ist. Die Rahmenzeit ist typischerweise sehr kurz (beim GSM-System 4,615 ms), so daß es vorteilhaft ist, die durch den schnellen Schwund und plötzliche Störungen bewirkte n Änderungen zu kompensieren, so daß das Endgerät die Messungen pro Rahmen für die Dauer von einigen Rahmen mittelt. Eine typische Zeit ti zur Mittelwertbildung ist die sogenannte Mul­ tirahmenzeit (multi frame time), die einige hunderte von Millisekunden dauert. Um einen zu starken Einfluß des langsamen Schwunds auf die Messung zu vermeiden, ist die Zeit zur Mittelwertsbildung jedoch kürzer als 1 Sekunde. Im folgenden wird die gemittelte, empfangene Signallei­ stung mit R0 bezeichnet. Das Endgerät ändert den T0 Parameter in dB Einheiten in einer Weise, die umgekehrt ist zu der Weise, in der die Basis­ station den T0 Parameter bildet und in der der Effekt der Verbindungsbe­ darfe berücksichtigt wird. Der in Dezibel angegebene T0 Parameter wird hiermit t0 bezeichnet. Der vom Endgerät als seine eigene Übertragungslei­ stung berechnete Standardwert Si(ti) ist dann

Si(ti) = SB + D, (1)

wobei D = t0 - R0.

Die Formel (1) ist natürlich nur gültig in dem Fall, daß das von ihr geliefer­ te Ergebnis zwischen dem kleinsten und dem größten Wert liegt, der für die Sendeleistung des Endgeräts festgelegt ist. Das Endgerät speichert den Wert Si(ti) in seinem Speicher, so daß er verfügbar ist, wenn das Endgerät mit der Übertragung von Packetdaten beginnt. Wenn der durch die Formel (1) gegebene Wert Si(ti) kleiner als der kleinste Wert der Übertragungslei­ stung des Endgeräts ist, sichert das Endgerät den kleinsten Wert und wenn der Wert Si(ti) zu groß ist, speichert das Endgerät den größten Wert.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das Endgerät im Anfangszustand die durch die Formel (1) gegebenen Werte der Übertra­ gungsleistung korrigieren durch Korrektion von Koeffizienten, die zum Beispiel auf der Zeit basieren, die seit dem vorhergehenden, "fortdauern­ den" Zustand vergangen ist oder auf dem gemessenen C/I Verhältnis des BCCH Kanals und/oder des PBCCH Kanals. Wenn zum Beispiel das vom Endgerät gemessene C/I Verhältnis kleiner ist als ein bestimmter Schwel­ lenwert kann es die Übertragungsleistung um einen Pegel anheben.

Im folgenden wird ein Leistungsregelalgorithmus nach der vorliegenden Erfindung für das Endgerät während des "fortdauernden" Zustands be­ schrieben. Ein Paket ist bei der Übertragung in einzelne Blöcke unterteilt, die weiter in Datenbündel (bursts) unterteilt sind. Entsprechend dem OSI Modell (Open Structured Interface; offen strukturierte Schnittstelle), das die Paketfunkverbindung gestaltet, sendet die bestimmte RLC Protokoll­ schicht (radio link control; Funkverbindungssteuerung) auf der Seite des Datenübertragungsnetzwerks, die in Fig. 2 mit 20 gekennzeichnet ist, eine Bestätigung, die jedes Paket betrifft, das als Ganzes übertragen wurde. Da die Länge der Pakete von vier Datenbündeln bis zu einigen hundert Daten­ bündeln variieren kann, kann die Zeit zur Übertragung eines Paketes zum Beispiel im GPRS System 18,46 ms als kürzeste und über eine Sekunde als längste Zeit sein. Die Dauer des Pakets wird im folgenden mit tc bezeich­ net.

Das Endgerät beginnt die Übertragung unter Benutzung der Standardlei­ stung Si(ti), deren Berechnung oben beschrieben wurde. Wenn die Basis­ station (oder irgendeine andere Einrichtung des Datenübertragungsnetz­ werks, die Bestätigungen verarbeitet) die erste Bestätigung bildet, fügt sie daran Informationen über den mittleren Qualitätspegel des empfangenen Signals von den im Paket enthaltenen Datenbündeln an. Die Bestäti­ gungsnachricht ist vorzugsweise so gebildet, daß die Basisstation den Qualitätspegel von allen Datenbündeln mißt und die ermittelte Informa­ tion an das Paket anfügt, das auf der Grundlage der durch das Endgerät übertragenen Datenbündel in der Basisstation zusammengestellt wurde, und das von der Basisstation weiter zu der SGSN Vorrichtung des Netz­ werks (Serving GPRS Support Node; GPRS Unterstützungsknoten), von wo die Bestätigungsmeldung mit ihren Meßergebnissen abwärts durch die Basisstation zum Endgerät übertragen wird.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird die Information über den Qualitätspegel der von der Basisstation empfangenen Datenbün­ del anstatt an die Bestätigungsnachrichten des RLC Pegels an die Steuer­ meldungen angefügt, die von der Basisstation zum Endgerät während der Aufwärtsübertragung von langen Paketen ebenfalls übertragen werden. Diese Ausgestaltung ist dort vorteilhaft, wo die mittlere Länge der Pakete so lang ist, daß das Warten auf die Bestätigungsnachrichten des RLC Pe­ gels eine viel zu große Verzögerung für die Übergabe von Rückmeldeinfor­ mationen an das Endgerät bewirken würde. Eine Vorbedingung für diese Ausgestaltung ist, daß die Multirahmenstruktur der Übertragung es ge­ stattet, die Übertragungsleistung zwischen den in einem bestimmten Pa­ ket eingeschlossenen Rahmen zu ändern, und daß die von der Basisstation gesendeten Steuermeldungen angefügt werden kann.

Auf die oben beschriebene Weise wird der Zielpegel t0 im Speicher der Ba­ sisstation gespeichert. Der Zielpegel beschreibt den verfolgten Qualitäts­ pegel des Basisstationsempfangs in Dezibel. Wenn das Endgerät die Rück­ meldung von der Basisstation empfangen hat, das heißt Informationen über den gemessenen Qualitätspegel, berechnet es die Differenz zwischen dem Zielpegel und dem gemessenen Pegel in Dezibel. Diese Differenz wird mit D1 bezeichnet. Wenn der gemessene Qualitätspegel höher als der Ziel­ pegel ist, ist die Differenz D1 negativ, und wenn der von der Basisstation gemessene Qualitätspegel niedriger ist als der Zielpegel, ist die Differenz positiv. Entsprechend der Regelung mit geschlossener Schleife würde der nächste Wert der Übertragungsleistung der Basisstation die numerisch korrigierte Übertragungsleistung sein, das heißt, die Summe aus der frü­ her benutzten Übertragungsleistung und D1, die mit Sc(tc) bezeichnet wird. Mit anderen Worten würde das Endgerät seine Übertragungsleistung so korrigieren, daß der von der Basisstation empfangene Qualitätspegel sich dem Zielpegel nähern würde.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren berücksichtigt die Leistungsregelung im "fortdauernden" Zustand jedoch auch die Zeit, die zwischen der Über­ tragung von Paketen vergangen ist. Wie oben beschrieben aktualisiert das Endgerät also während des "fortdauernden" Zustands den Standardwert Si(ti) der Regelung mit offener Schleife. Der nächste Übertragungs­ leistungswert S(t) des Endgeräts wird durch die Formel bestimmt, die die numerisch korrigierte Übertragungsleistung Sc(tc), die gemittelte Zeit tc bezogen auf den gemittelten, empfangenen Qualitätspegel, den aktuali­ sierten Standardwert Si(ti) der Übertragungsleistung und die für die Be­ stimmung des Standardwerts benutzte gemittelte Zeit ti berücksichtigt. Mathematisch kann angegeben werden, daß

S(t) = f(Sc(tc), t-tc, Si(ti), t-ti) (2)
mit anderen Worten ist der nächste Übertragungsleistungswert S(t) eine Funktion f, deren Argumente die oben erwähnten Faktoren sind. Das End­ gerät berechnet die Übertragungsleistung S(t) zu einem beliebigen Zeit­ punkt t, der dem Zeitpunkt der Übertragung des nächsten Pakets ent­ spricht. Wenn der Wert t der Zeit groß ist, wenn mit anderen Worten eine relativ lange Zeit seit dem Empfang der vorhergehenden Bestätigung bis zur Übertragung des nächsten Pakets vergangen ist, liegt der Wert S(t) der Übertragungsleistung vorzugsweise dichter an dem letzten Standardwert Si(ti) der Übertragungsleistung. Eine Beschränkung muß selbstverständ­ lich zur Formel (2) hinzugefügt werden, entsprechend welcher der Wert S(t) der neuen Übertragungsleistung zwischen dem kleinsten und dem größten für das Endgerät festgelegten Wert liegen muß. Es gibt zwei Arten von kleinsten und größten Leistungsbegrenzungen: feste Grenzwerte in Ab­ hängigkeit von der Konstruktion des Endgeräts und Grenzen pro Zelle, die durch das Netzwerk bestimmt werden, die häufig von einer Zelle zu einer anderen wechselt. In einer sehr kleinen Zelle verbietet die Basisstation den Endgeräten im Gebiet der Zelle mit einer Leistung zu senden, die höher als eine bestimmte Leistungsgrenze ist. Das Verbot wird zu den Endgerä­ ten als Signalisierung in bekannter Weise übertragen.

Eine mögliche Form der Funktion f ist eine Funktion, die sich exponentiell an den Wert Si(ti) annähert.

S(t) = Si(ti) + (Sc(tc)-Si(ti))*e⁻^{a (t-tc)} (3)

wobei (x ein positiver Parameter ist, dessen am meisten geeigneter Wert durch Tests gefunden werden kann.

Das Endgerät speichert den Leistungswert S(t) in dem Speicher und über­ trägt die Datenbündel, die die Blöcke des nächsten Pakets tragen unter Benutzung der Übertragungsleistung S(t). Nach Empfang der nächsten Bestätigungsnachricht und während der Vorbereitung das nächste Paket zu senden, berechnet das Endgerät wieder einen neuen Leistungswert. Bei einer alternativen Ausgestaltung kann das Endgerät in dem "fortdauern­ den" Zustand eine bestimmte Anzahl von letzten Leistungswerten berück­ sichtigen und nicht nur den letzten. Bei einer weiteren Alternative kann das Endgerät den Wert S(t) der Übertragungsleistung in Richtung auf die höchste zulässige Übertragungsleistung Smax in dem Maße anheben, wie oft ein bestimmter Rahmen oder Paket bereits erneut gesendet wurde. Er­ neute Übertragungen sind üblich wegen Datenübertragungsfehlern, die durch Anheben der Übertragungsleistung vermieden werden können.

Wenn mehr Zeit als ein vorgegebenes Zeitlimit seit dem Empfang der letz­ ten Bestätigung vergangen ist, verliert die in der Bestätigung enthaltene Rückkoppelungsinformation ihre Gültigkeit und sie ist für das Endgerät nicht zu gebrauchen, um die Übertragungsleistung entsprechend der Re­ gelung mit geschlossener Schleife zu korrigieren, da eine große Wahr­ scheinlichkeit für einen Regelfehler besteht. In diesem Fall wird die näch­ ste Übertragungsleistung durch die Formel (1) bestimmt. Mit anderen Worten, das Endgerät ist entsprechend Fig. 1 in den Anfangszustand zu­ rückgekehrt. Mathematisch bedeutet das bei der beispielsweise in Formel (3) genannten Funktion, daß der Ausdruck Sc(tc)-si(ti))*e⁻^{α (t-tc)} vernach­ lässigbar klein ist.

Bei den Änderungen der Übertragungsleistung ist es ratsam, einen gege­ benen Randfaktor zu verwenden, der die größte zulässige Einzeländerung der Übertragungsleistung bedeutet und der die Größe von beispielsweise 2 dB aufweist. Durch Benutzung des Randfaktors wird versucht, die Oszilla­ tion der Leistungspegel zu verhindern. Schnelle und große Änderungen des Leistungspegels bewirken nämlich entsprechend schnelle Änderun­ gen bei den sogenannten Nebenkanalinterferenzen (cochannel interferen­ ce), die Einfluß haben auf den Betrieb von Zellen, die nahe nebeneinander auf gleichen oder benachbarten Frequenzen liegen. Eine schnelle und gro­ ße Änderung bewirkt zunächst eine korrektive Reaktion in der anderen, nahegelegenen Zelle und diese korrektive Reaktion wiederum reflektiert zurück zu der ursprünglichen Zelle als eine Nebelkanalinterferenz, wo­ durch das System unstabil werden kann.

Der Randfaktor M kann eine Standardgröße haben oder er kann jeweils an die Größe der zu übertragenden Pakete angepaßt werden: da bei der Über­ tragung von langen Paketen Bestätigungen selten übertragen werden und entsprechende Korrekturen der Übertragungsleistung selten vorgenom­ men werden, können die Korrekturen größer sein (der Faktor M kann grö­ ßer sein) als beim Übertragen kurzer Pakete. Bei in Wählbetrieb geschalte­ ten GSM Verbindungen wird die Übertragungsleistungsregelung in Schrit­ ten von 2 dB alle 60 ms in einem 30 dB weiten Bereich ausgeführt. Somit kann ein bekanntes GSM Endgerät die Leistung von einem Grenzwert des zulässigen Bereichs zum anderen in etwa einer Sekunde ändern. Wenn die zu übertragenden Pakete bei dem GPRS die Länge von maximal drei Blöcken haben, kann der Randfaktor M 2 dB sein. Mit längeren Paketen, je­ denfalls mit der maximalen Länge von acht Blöcken kann der Wert von M 4 dB sein und im Fall von extrem langen Paketen (z. B. mit 80 Blöcken) kann der Randfaktor M 30 dB groß sein.

Wenn das Datenübertragungsnetzwerk nicht alle der durch die Basissta­ tion gemessenen Qualitätsinformationen im Empfang bereitstellt, benutzt das Endgerät automatisch nur die Regelung mit offener Schleife. Mit den durch das Netzwerk getragenen Parametern kann das Zeitlimit nach wel­ chem das Endgerät vom "fortdauernden" Zustand in den Anfangszustand übergeht im wesentlichen auf unendlich gesetzt werden, wodurch das Endgerät die ganze Zeit im "fortdauernden" Zustand ist, das Verhältnis zwischen dem auf der Grundlage von Bestätigungsinformationen berech­ neten Leistungswert und einem durch das offene Schleifenprinzip berech­ neten hängt jedoch von den Parametern von Formel (3) oder irgendeiner anderen für diesen Zweck benutzten Funktion ab. Der Leistungspegel der ersten Übertragung bei reiner Regelung mit geschlossener Schleife kann beispielsweise durch Benutzung des größten Wertes des Zielpegels T0 auf die größte Leistung gesetzt werden.

Das Datenübertragungsnetzwerk kann alle die Parameter, die einen Effekt auf die Leistungsregelung durch die Basisstationen haben, als Übertra­ gungen vom Rundfunktyp zu allen Endgeräten übertragen. In diesem Fall wird die Steuerung der Leistungsregelung im Netzwerk gehalten, obwohl die Ausführung des Leistungsregelalgorithmus in den Endgeräten bewirkt wird.

Die erfindungsgemäße Übertragungsleistungsregelung wurde oben an­ hand eines Endgeräts eines Zellenfunksystems beschrieben. Im folgenden wird die Anwendung des Verfahrens auf die Übertragungsleistungsrege­ lung in einer Basisstation eines zellenförmigen Funksystems behandelt. Wie in der Beschreibung des Standes der Technik festgestellt, hat die Lei­ stungsregelung in der Basisstation nicht die signifikante Bedeutung wie in dem Endgerät, in welchem versucht wird, den Leistungsverbrauch auf je­ de mögliche Weise zu minimieren. Die Basisstation kann keine reguläre Übertragung vom BCCH oder PBCCH Typ vom Endgerät benutzen, somit kann sie die Regelung mit offener Schleife nicht auf den gleichen Algorith­ mus stützen, wie das Endgerät. Es gibt zwei Alternativen, bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren. Die Basisstation kann entweder die für sie fest­ gelegte größte Leistung jeweils beim Beginn der Übertragung von Paketen benutzen oder sie kann den im Zusammenhang mit einer früheren Über­ tragung von Paketen im Speicher gesicherten bestimmten Übertragungs­ wert beibehalten und als solchen benutzen oder durch bestimmte Stan­ dards modulieren. Ein Standard dieser Art ist, daß je länger die Zeit ist, die seit der Übertragung des vorhergehenden Pakets vergangen ist, die Wahr­ scheinlichkeit um so größer ist, daß das Endgerät sich signifikant bewegt hat, wodurch die Umstände sich verschlechtert haben können und eine größere Übertragungsleistung erfordern. In diesem Fall wird der im Spei­ cher der Basisstation gesicherte frühere Übertragungswert in regelmäßi­ gen Abständen größer korrigiert bis er der für die Basisstation festgelegten maximalen Übertragungsleistung entspricht.

Bei der Regelung mit geschlossener Schleife empfängt die Basisstation von dem Endgerät eine Bestätigung entsprechend dem RLC Pegel, wenn das Endgerät ein bestimmtes Paket empfangen hat. Die für die Übertragung von einem Paket erforderliche Anzahl von Datenbündeln reicht von vier zu einigen hundert Datenbündeln. Das Endgerät schließt in die Bestäti­ gungsmeldung Information über den mittleren Qualitätspegel in den Da­ tenbündeln des empfangenen Pakets ein. Das Basisstationssystem oder die Basisstationssteuerung berechnet den Leistungswert Sc(tc) in dersel­ ben Weise wie oben im Zusammenhang mit dem Betrieb des Endgeräts be­ schrieben. Da die Basisstation einen Si(ti) Wert von derart wie der des End­ geräts, der auf der Grundlage eines regulär empfangenen Steuersignals berechnet ist, nicht benutzen kann, bestimmt die Basisstation den Wert der nächsten Übertragungsleistung unter Benutzung einer geeigneten Funktion, in welcher der Wert der Übertragungsleistung zumindest so groß ist wie der Wert Sc(tc), sich jedoch im Laufe der Zeit der maximalen Leistung Smax annähert. Ein Fachmann kann leicht verschiedene ge­ eignete Funktionen vorsehen.

Fig. 3 beschreibt das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfin­ dung in Form eines vereinfachten Flußdiagramms. Die Bezeichnungen in der Figur beziehen sich insbesondere auf das Endgerät, da die Feststel­ lung des Wertes Si(ti) darin beschrieben ist. Angewendet auf die Basissta­ tion, muß der Wert Si(ti) in der Figur durch den Wert Smax ersetzt werden, wodurch die Blöcke 30 und 31 unnötig werden. In dem Anfangszustand durchläuft das Endgerät die von den Blöcken 30, 31, 32 und 33 gebildete Schleife. Nach dem Senden eines Pakets in Block 34 und dem Empfangen der Bestätigung vom RLC Pegel in Block 35 geht es in den "fortdauernden" Zustand. In den Blöcken 36 und 37 wird der numerisch korrigierte Lei­ stungswert Sc(tc) entsprechend der Regelung mit geschlossener Schleife berechnet. Hier wird das zusammen mit der Bestätigungsmitteilung über­ tragene gemessene Ergebnis der empfangenen Signalqualität mit dem Ausdruck RXQUAL bezeichnet. Wenn es eine kurze Unterbrechung zwi­ schen der Übertragung von Paketen gibt, durchläuft das Endgerät weiter­ hin die von den Blöcken 38 und 40 gebildete Schleife, welche durch die Übertragung eines neuen Pakets oder, wenn das vorbestimmte Zeitlimit für den "fortdauernden" Zustand abläuft, unterbrochen wird. Die Tatsa­ che, daß die Aktualisierung des Wertes Si(ti) auch in dem "fortdauernden" Zustand weitergeführt wird, ist wegen der grafischen Klarheit in dem Fluß­ diagramm nicht enthalten, aber auf der Grundlage dessen was oben gesagt wurde, sollte es klar sein, daß im Block 39 immer der letzte aktualisierte Si(ti) Wert für die Berechnung der Übertragungsleistung benutzt wird.

Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch die Beseitigung von Fehlerzuständen durch Anheben der Übertragungsleistung hinzugefügt werden. In dem Fall nimmt die Nachrichten sendende Vorrichtung auto­ matisch an, daß, wenn die Übertragung eines bestimmten Pakets fehl­ schlägt, die Übertragungsleistung ungenügend war, und sie wird aufwärts durch den größten zulässigen Korrektionsschritt (der Gleiche wie der Randfaktor M) korrigiert. Auch die Kanalzuweisungsanforderungen oder - anfragen, also die von dem Endgerät vor der tatsächlichen Übertragung von Paketen übertragenen, sogenannten wahlfreien Zugriffsnachrichten (random access messages), werden mit dem von der Regelung mit offener Schleife entsprechend der Erfindung bestimmten Leistungspegel übertra­ gen. Auch die automatische Prioritätsbewertung von wichtigen Kanalzu­ weisungsanforderungen kann zu dem Verfahren hinzugefügt werden. Wenn das Endgerät eine Kanalzuweisungsanfrage senden muß, die bei­ spielsweise auf eine Notfallmeldung bezogen oder anderweitig besonders wichtig ist, kann es automatisch die Übertragungsleistung so setzen, daß sie einige Dezibel größer ist als der durch die Formel (1) gegebene gültige Standardwert für die Übertragungsleistung.

Das Zeitlimit nach welchem das Endgerät in den Anfangszustand zurück­ kehrt kann ebenfalls dynamisch bestimmt werden, z. B. so daß, wenn die Übertragungsleistung während einer paketgeschalteten Verbindung (packed switched link) viele Male korrigiert wurde das Zeitlimit kürzer ein­ gestellt wird, als in dem Fall, indem die Übertragungsleistung für lange Zeit die gleiche geblieben ist. Die gleichen dynamischen Änderungsmög­ lichkeiten betreffen alle Parameter A, B, α und β der Formel (3) oder, im Fall das irgendein anderer Ausdruck der Funktion f anstelle der Formel (3) be­ nutzt wird, andere Parameter, die Einfluß auf die Wertigkeit von verschie­ denen Typen von Korrekturfaktoren haben.

Die vorliegende Erfindung ist von Vorteil verglichen mit dem Stand der Technik, da die Sendevorrichtung immer Kenntnis von dem Standardwert der Übertragungsleistung zum Übertragen des folgenden Pakets hat, un­ geachtet dessen, wie lang die Zeit ist, die seit der Übertragung des vorher­ gehenden Pakets vergangen ist, wodurch die übertragende Vorrichtung die Übertragung unmittelbar beginnen kann, wenn das zu übertragende Paket fertig ist. Dies ist eine bedeutende Verbesserung verglichen mit Sy­ stemen, in welchen die Basisstation zunächst die Qualität der Datenüber­ tragungsverbindung messen und basierend auf den Messungen einen Lei­ stungsregelbefehl an das Endgerät geben muß, entsprechend welchem das Endgerät seine Übertragungsleistung vor der Übertragung des Pakets so regeln muß, daß sie korrekt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren verbin­ det sowohl die nützlichen Merkmale einer Regelung mit offener Schleife als auch die einer Regelung mit geschlossener Schleife.

Claims (20)

1. Verfahren zum Regeln der Übertragungsleistung in einem Endgerät eines zellularen Funksystems, dessen Funkverbindung mit einer Basis­ station alternativ einen ersten Zustand (10) und zweiten Zustand (11) um­ faßt, wobei das Endgerät im ersten Zustand regelmäßig von der Basissta­ tion gesendete Signale empfängt (30) und im zweiten Zustand zusätzlich Daten als Pakete zu der Basisstation sendet (34), dadurch gekennzeich­ net, daß im ersten Zustand die Regelung des Standardwerts der Übertra­ gungsleistung in dem Endgerät auf Messungen (31, 32) der regelmäßig von der Basisstation gesendeten Signale basiert, und im zweiten Zustand die Regelung der Übertragungsleistung in dem Endgerät auf der von der Ba­ sisstation gesendeten Rückmeldung über die Qualität der Datenübertra­ gungsverbindung (35, 36, 37, 39) und auf der Messung von anderen regel­ mäßig durch die Basisstation gesendeten Signalen basiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im er­ sten Zustand die Regelung des Standardwerts der Übertragungsleistung in dem Endgerät auf der Messung der Signalleistung (R0) der regelmäßig von der Basisstation übertragenen Signale basiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn

• - die Übertragungsleistung (SB), mit welcher die Basisstation die Signale sendet, die sie regelmäßig sendet, und
• - der Zielpegel (t0) der Verbindungsqualität, mit welchem es für die Ba­ sisstation vorteilhaft ist, von dem Endgerät gesendete Pakete zu empfan­ gen, dem Endgerät bekannt sind, es den Standardwert seiner Übertragungslei­ stung so korrigiert, daß er dem Wert Si(ti) entspricht, der durch die Formel Si(ti) = SB + (t0 - R0)festgelegt ist, wobei SB die Übertragungsleistung der Basisstation, t0 der Zielpegel der Verbindungsqualität und R0 die von dem Endgerät gemesse­ ne Signalleistung beim Empfang des Signals sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im er­ sten Zustand die Regelung des Standardwerts der Übertragungsleistung in dem Endgerät auf der Messung des C/I-Verhältnisses der regelmäßig von der Basisstation gesendeten Signale basiert.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im zweiten Zustand die Bedeutung der Rückmeldung, die von einer von der Basisstation gesendeten Bestätigungsnachricht mit­ geführt wird und die die Qualität der Datenübertragungsverbindung aus­ drückt, für die Regelung der Übertragungsleistung des Endgeräts um so kleiner ist, je länger die Zeit ist, die seit dem Empfang dieser Rückmeldung durch das Endgerät vergangen ist.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Endgerät, das sich im zweiten Zustand befindet, zum ersten Zustand übergeht, wenn eine vorbestimmte Zeit seit dem Emp­ fang der Rückmeldung auf das letzte gesendete Paket abgelaufen ist, ohne daß das Endgerät begonnen hat, das nächst Paket zu senden (ZEIT AUS).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vor­ bestimmte Zeit um so länger ist, je seltener die Übertragungsleistung vor­ her während derselben paketgeschalteten Funkverbindung korrigiert wurde.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im zweiten Zustand der für das nächste Paket berech­ nete Wert der Übertragungsleistung zu einem gegebenen Zeitpunkt der Formel S(t) = Si(ti) + (Sc(tc)-si(ti))*e⁻^{α (t-tc)}folgt, wobei Si(ti) der auf der Grundlage der Messung der regelmäßig von der Basisstation gesendeten Signale berechnete Standardwert der Über­ tragungsleistung, ti eine zum Berechnen von Si(ti) benutzte gemittelte Zeit, Sc(tc) die auf der Grundlage der von der Basisstation gesendeten Rückmeldung berechnete Übertragungsleistung, tc eine zum Berechnen von Sc(tc) benutzte gemittelte Zeit, und α ein positiver Parameter sind.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dann, wenn das Endgerät den Wert einer neuen Über­ tragungsleistung bestimmt hat, es seine Übertragungsleistung von dem vorherigen Wert in Richtung auf den neuen Wert der Übertragungsleistung um nicht mehr als einen bestimmten Randfaktor ändert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Randfaktor auf der Grundlage der Größe der in der Datenübertragungs­ verbindung zu sendenden Pakete festgelegt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Randfaktor umso größer ist, je länger die in der Datenübertragungsverbin­ dung zu sendenden Pakete sind.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dann, wenn das Endgerät im zweiten Zustand keine Bestätigung für ein bestimmtes Paket, das es gesendet hat, erhält, es seine Übertragungsleistung erhöht.

13. Verfahren zum Regeln der Übertragungsleistung in einer Basissta­ tion eines zellularen Funksystems, dessen Funkverbindung mit zumin­ dest einem Endgerät alternativ einen ersten Zustand (10) und zweiten Zu­ stand (11) umfaßt, wobei die Basisstation im ersten Zustand regelmäßig Steuersignale und im zweiten Zustand zusätzlich Daten als Pakete zu ei­ nem bestimmten Endgerät sendet, dadurch gekennzeichnet, daß im er­ sten Zustand der Standardwert der Übertragungsleistung in der Basissta­ tion derselbe wie die größte Übertragungsleistung der Basisstation ist und im zweiten Zustand die Regelung der Übertragungsleistung in der Basis­ station sowohl auf der Rückmeldung der Qualität der Datenübertragungs­ verbindung (35, 36, 37, 39), die von dem Endgerät gesendet wird, als auch auf der seit dem Empfang der vorherigen Bestätigungsnachricht von dem Endgerät durch die Basisstation vergangenen Zeit basiert.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Zustand die Bedeutung einer bestimmten von dem Endgerät ge­ sendeten Rückmeldung, die die Qualität der Datenübertragungsverbin­ dung anzeigt, um so kleiner ist, je länger die Zeit ist, die seit dem Empfang dieser Rückmeldung durch die Basisstation vergangen ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation, die sich im zweiten Zustand befindet, in den ersten Zustand übergeht, wenn eine vorbestimmte Zeit seit dem Empfang der Rückmeldung auf das zuletzt gesendete Paket abgelaufen ist, ohne daß die Basisstation begonnen hat, das nächste Paket zu senden (ZEIT AUS).

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeit um so länger ist, je seltener die Übertragungsleistung vorher während derselben paketgeschalteten Funkverbindung korrigiert wurde.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dann, wenn die Basisstation den Wert für die neue Übertra­ gungsleistung festgestellt hat, sie ihre Übertragungsleistung von dem vor­ herigen Wert in Richtung auf den neuen Wert der Übertragungsleistung um nicht mehr als einen bestimmten Randfaktor ändert.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Randfaktor auf der Grundlage der Größe der in der Datenübertragungs­ verbindung zu sendenden Pakete bestimmt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Randfaktor um so größer ist, je länger die in der Datenübertragungsver­ bindung zu sendenden Pakete sind.

20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dann, wenn die Basisstation im zweiten Zustand keine Bestätigung zu einem bestimmten von ihr gesendeten Paket erhält, sie ihre Übertragungsleistung erhöht.