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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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FACHGEBIET
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Telekommunikationstechnik
und insbesondere ein zellulares Kommunikationsnetzwerk und ein Verfahren
zur Verbesserung der Sprachqualität in der Nähe einer Zellengrenze durch
dynamische Veränderung
der Größe der Zelle.
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BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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Um
die Funkumgebung heutiger zellularer Kommunikationsnetzwerke zu
verbessern, nutzen viele Betreiber automatisierte Planungsmethoden (zum
Beispiel die adaptive Frequenzzuweisung), um Frequenzplanungs- und
Zellenzuweisungsentscheidungen zu unterstützen, die die Sprachqualität innerhalb
des Netzwerks verbessern, indem Störungen minimiert werden. Die
heutigen automatisierten Planungsmethoden sind defensiv angelegt
und haben große
Sicherheitsspielräume,
um sicherzustellen, dass über
das gesamte zellulare Telekommunikationsnetzwerk hinweg eine "gute" Sprachqualität aufrechterhalten
wird. Folglich ist es sehr teuer, die heutigen automatisierten Zellenplanungsverfahren
zu verwenden, um sicherzustellen, dass über das gesamte zellulare Telekommunikationsnetzwerk
hinweg eine "gute" Sprachqualität aufrechterhalten
wird. Außerdem
können
die heutigen automatisierten Zellenplanungsverfahren aufgrund der
großen
Sicherheitsspielräume
die ohnehin hohen Kosten erhöhen, indem
sie die Hinzufügung
neuer Zellen erfordern, die nicht unbedingt nötig wären, um die Sprachqualität zu verbessern.
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Obendrein
verwenden die heutigen automatisierten Zellenplanungsverfahren komplizierte
Frequenzsprung- oder Leistungssteuerungsprinzipien, um zu versuchen,
die starken Störungen,
die innerhalb des gesamten zellularen Kommunikationsnetzwerks vorliegen,
auszugleichen oder zu verringern. Leider versucht keines der heutigen
automatisierten Zellenplanungsverfahren, die Sprachqualität in der Nähe einer
Zellengrenze durch dynamische Veränderung der Größe der Zelle
zu verbessern.
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GB 2 311 191 offenbart ein
zellulares Kommunikationssystem, das Anpassungen der Größe der Zelle
auf der Grundlage von Messungen der Kommunikationsqualität betrifft.
Eine der Basisstation zugeordnete Steuerungsvorrichtung führt die Messungen
durch.
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Dementsprechend
gibt es einen Bedarf an einem Verfahren und einem zellularen Kommunikationsnetzwerk,
die die Sprachqualität
in der Nähe
einer Zellengrenze verbessern, indem die Größe der Zelle ohne Verwendung
von externer Ausrüstung
dynamisch vergrößert oder
verringert wird. Es gibt auch einen Bedarf an einem Verfahren und
einem zellularen Kommunikationsnetzwerk, die die Größe einer Störzelle dynamisch
verringern, um die Sprachqualität
innerhalb einer Zelle zu erhöhen,
die durch die Störzelle
gestört
wird. Diese und andere Bedürfnisse werden
durch das zellulare Kommunikationsnetzwerk und das Verfahren der
vorliegenden Erfindung befriedigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein zellulares
Kommunikationsnetzwerk, die die Sprachqualität in der Nähe einer Zellengrenze durch
dynamische Veränderung
der Größe der Zelle verbessern.
Genauer gesagt, weist das Verfahren die folgenden Schritte auf Auswählen einer
Zelle aus einer Vielzahl von Zellen, und Überwachen einer Vielzahl von
Mobilberichten bzw. Mobilfunkmeldungen, die bereits von einer entsprechenden
Anzahl von mobilen Endgeräten
empfangen wurden, die sich in einem Abschnitt (zum Beispiel Zellengrenzbereich oder
ein Teil des Zellengrenzbereichs) der Zelle befinden. Als Antwort
auf die Überwachung
der Vielzahl von Mobilfunkmeldungen wird für den Abschnitt der Zelle ein
Mittelwert der Sprachqualität
sowohl für
die Aufwärtsstrecke
als auch für
die Abwärtsstrecke
bestimmt. Der Abschnitt wird verkleinert, wenn der Mittelwert der
Sprachqualität
einen unteren Schwellwert für
die Aufwärtsstrecke
und/oder Abwärtsstrecke überschreitet,
oder der Abschnitt wird vergrößert, wenn
der Mittelwert der Sprachqualität
einen höheren
Schwellwert für
die Aufwärtsstrecke
und/oder Abwärtsstrecke überschreitet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren und ein zellulares Kommunikationsnetzwerk
bereitgestellt, die die Größe einer
Zelle durch Anpassung eines Grenzverschiebungsparameters oder eines
Schwellwerts für
die hierarchische Zellenstruktur effektiv verändern.
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Ebenfalls
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren und ein zellulares Kommunikationsnetzwerk
bereitgestellt, die die Größe einer
Störzelle
effektiv verringern, die Störungen
innerhalb einer Zelle bewirkt, um die Sprachqualität in dieser
Zelle weiter zu verbessern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren und ein zellulares Kommunikationsnetzwerk
bereitgestellt, die effektiv den Sprachqualitätswert in einer Zelle verbessern,
indem während
eines Verbindungsaufbaus oder einer Übergabe mittels einer zelleninternen Übergabe
auf einer Rundsende-Steuerungskanalfrequenz, die innerhalb einer Störzelle verwendet
wird, ein Kanal aktiv zugewiesen wird.
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Ferner
werden gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren und ein zellulares Kommunikationsnetzwerk
bereitgestellt, die imstande sind, mit jedem Telekommunikationsstandard
zu arbeiten, der mobil unterstützte Übergaben
unterstützt,
wie etwa der Standard des Globalen Systems für Mobilfunk-Kommunikation (GSM).
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein
umfassenderes Verständnis
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen
erlangt werden, wobei diese folgendes zeigen:
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1 ist
eine vereinfachte grafische Darstellung eines beispielhaften zellularen
Kommunikationsnetzwerks, das verwendet wird, um ein bevorzugtes
Verfahren zur Verbesserung der Sprachqualität in der Nähe einer Zellengrenze durch
dynamische Veränderung
der Größe der Zelle
gemäß der vorliegenden
Erfindung zu implementieren;
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2 und 3 sind
vereinfachte grafische Darstellungen der Zelle und zugeordneter
Nachbarzellen aus dem zellularen Kommunikationsnetzwerk von 1,
in denen die Größe der Zelle
in Abhängigkeit
von einem Mittelwert der Sprachqualität innerhalb der Zelle verringert
(2) oder vergrößert (3)
wird;
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4 ist
eine vereinfachte grafische Darstellung einer Störzelle, die für die Aufwärtsstrecken-Störung innerhalb
der Zelle von 2 und 3 verantwortlich
ist, wobei ein Teil der Störzelle
verkleinert wird, um den Mittelwert der Sprachqualität in der
Zelle zu verbessern;
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5 ist
eine vereinfachte grafische Darstellung einer Störzelle, die für die Abwärtsstrecken-Störung innerhalb
der Zelle von 2 und 3 verantwortlich
ist, wobei die gesamte Störzelle
verkleinert wird, um den Mittelwert der Sprachqualität in der
Zelle zu verbessern; und
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6 ist
ein vereinfachter Ablaufplan des bevorzugten Verfahrens, das verwendet
wird, um die Größe der Zelle
und der Störzelle
des zellularen Kommunikationsnetzwerks von 1 zu verändern.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen Teile
darstellen, die in allen 1–6 gleich
sind, werden ein beispielhaftes zellulares Kommunikationsnetzwerk 100 (1–5)
und ein bevorzugtes Verfahren 600 (6) gemäß der vorliegenden
Erfindung offenbart.
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Obwohl
das zellulare Kommunikationsnetzwerk 100 mit Bezug auf
den Standard des Globalen Systems für Mobilfunk-Kommunikation (GSM)
nachstehend beschrieben wird, wird der Fachmann anerkennen, dass
auch andere Standards und Spezifikationen die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung nutzen können,
insbesondere, wenn sie die Technologie der mobil unterstützten Übergabe
(MAHO) unterstützen.
Dementsprechend sollte das beschriebene zellulare Kommunikationsnetzwerk 100 nicht
in einer derart eingeschränkten
Weise verstanden werden.
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Um
die vorliegende Erfindung besser zu beschreiben, wird eine ausführliche
Beschreibung des durch das zellulare Kommunikationsnetzwerk 100 verwendeten
Verfahrens 600 verschoben, bis die allgemeine Architektur
des zellularen Telekommunikationsnetzwerks erörtert wurde.
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Mit
Bezug auf 1 wird die allgemeine Architektur
des beispielhaften zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 dargestellt,
das verwendet wird, um das bevorzugte Verfahren 600 zu
implementieren. Man beachte, dass die dargestellte Konfiguration
des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100, das eine Hierarchische
Zellenstruktur nutzt, nur eine von vielen möglichen Konfigurationen ist,
die das Netzwerk bilden können.
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Das
zellulare Kommunikationsnetzwerk 100, das die hierarchische
Zellenstruktur nutzt, weist eine Menge von großen Zellen 110a–110d und
eine Menge von kleinen Zellen 112a–112w auf, die ein
willkürliches
geographisches Gebiet effektiv in eine Vielzahl von Funküberdeckungsbereichen
mit zwei Hierarchieebenen teilen. Die großen Zellen 110a–110d stellen
eine höhere
Hierarchieebene dar, und die kleinen Zellen 112a–112w stellen
eine niedrigere Hierarchieebene dar, die zusätzliche "Hot Spot"-Kapazität innerhalb des zellularen
Kommunikationsnetzwerks 100 bereitstellen kann. Es versteht
sich, dass das zellulare Kommunikationsnetzwerk 100 so
konfiguriert sein kann, dass es mehr Hierarchieebenen zusätzlich zu
den beiden Hierarchieebenen aufweist, die durch die großen Zellen 110a–110d und
die kleinen Zellen 112a–112w bereitgestellt
werden.
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Die
hierarchische Zellenstruktur des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100,
die durch die großen
Zellen 110a–110d und
die kleinen Zellen 112a–112w dargestellt
wird, ermöglicht
einen gesteuerten Übergang
oder eine Übergabe
einer zellularen Gesprächsverbindung
zwischen zwei Hierarchieebenen. Jeder Hierarchieebene wird ein Signalstärke-Schwellwert
zugewiesen, der für
die Bestimmung verwendet wird, wann die Übergabe der zellularen Gesprächsverbindung
zu oder von einer bestimmten Hierarchieebene durchgeführt werden
soll. Wenn zum Beispiel die Signalstärke in der kleinen Zelle (zum
Beispiel kleine Zelle 112b) der niederen Hierarchieebene
unter den Signalstärke-Schwellwert
für diese
Ebene und unter den einer Nachbarzelle von einer höheren Ebene
fällt,
wird eine Übergabe
der zellularen Gesprächsverbindung
zur großen
Zelle (zum Beispiel große
Zelle 110a) auf der höheren
Zellenebene durchgeführt,
solange keine andere kleine Zelle (zum Beispiel kleine Zelle 112a)
auf der niederen Hierarchieebene imstande ist, die zellulare Gesprächsverbindung
entgegenzunehmen. Danach wird solange keine Übergabe zurück zu den kleinen Zellen 112a–112w der
niederen Hierarchieebene durchgeführt, bis eine der kleinen Zellen
eine Signalstärke
oberhalb des entsprechenden Signalstärke-Schwellwerts angibt.
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Innerhalb
jeder Zelle (zum Beispiel kleine Zelle 112w) ist eine einzelne
Basis-Senderempfängerstation
(BTS) (zum Beispiel Basis-Senderempfängerstation 125w)
zum Senden und Empfangen von Mobilkommunikation zu und von den mobilen
Endgeräten
(zum Beispiel mobile Endgeräte 130)
angeordnet. Unterschiedliche Gruppen von Zellen (zum Beispiel große Zellen 110b–110d und
kleine Zellen 112e–112w)
sind dann einem bestimmten Basisstationscontroller (zum Beispiel
BSC-1 150) zugeordnet. Eine Anzahl von BSCs (zum Beispiel
BSC-1 150 und BSC-2 155) kann wiederum einer Vermittlungsstelle für mobile
Dienste bzw. einer Besucherdatei 135 (zum Beispiel MSC/VLR 135)
sowie einem Betriebsunterstützungssystem 140 (zum
Beispiel OSS 140) zugeordnet sein. Das OSS 140 stellt
einem Betreiber Überwachungsfunktionen
zum Betreiben und Verwalten des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 bereit.
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Zur
Veranschaulichung stellt der BSC-1 150 mobilen Dienst für die großen Zellen 110b–d und die kleinen
Zellen 112e–112w bereit,
während
der BSC-2 155 mobilen Dienst für die große Zelle 110a und
die kleinen Zellen 112a–112d bereitstellt.
Der BSC-1 150 und der BSC-2 155 sind wiederum
mit der MSC/VLR 135 gekoppelt, die allgemein als Schnittstelle
zwischen dem zellularen Telekommunikationsnetzwerk 100 und
einem externen Telefon- bzw. Datenkommunikationssystem, wie etwa
einem öffentlichen
Fernsprechwählnetzwerk
(PSTN) 160, fungiert.
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Mit
Bezug auf 2 und 3 werden
vereinfachte grafische Darstellungen einer Zelle (zum Beispiel kleine
Zelle 112w) und zugeordneter Nachbarzellen (zum Beispiel
kleine Zellen 112q–v)
aus dem zellularen Kommunikationsnetzwerk 100 dargestellt,
in denen die Größe der Zelle
in Abhängigkeit vom
durchschnittlichen (oder Perzentil-)Sprachqualitätswert verringert (2)
oder vergrößert (3) wird.
Es versteht sich, dass die Größe irgendeiner oder
aller großen
Zellen 110a–110d und
kleinen Zellen 112a–112w unter
Nutzung der vorliegenden Erfindung verringert oder vergrößert werden
kann, jedoch wird hier der Klarheit halber nur die kleine Zelle 112w beschrieben.
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Zur
Veranschaulichung wird der durchschnittliche (oder Perzentil-)Sprachqualitätswert (zum
Beispiel Aufwärtsstrecken-Sprachqualität und Abwärtsstrecken-Sprachqualität) für die kleine
Zelle 112w unter Verwendung von Mobilfunkmeldungen (unten
beschrieben) abgeleitet, die von den mobilen Endgeräten 130,
die sich in einem vorbestimmten Abschnitt der kleinen Zelle befinden,
und von der BTS 125w empfangen werden. Der vorbestimmte Abschnitt
der kleinen Zelle 112w kann einen Zellengrenzbereich 208 oder
einen Teil 210 des Zellengrenzbereichs aufweisen, abhängig davon,
ob ein Ansatz auf Zellenebene oder ein Ansatz auf Teilzellenebene
ausgewählt
wurde. Der Ansatz auf Zellenebene verwendet Mobilfunkmeldungen,
die von den mobilen Endgeräten 130 (1)
empfangen werden, die sich im Zellengrenzbereich 208 befinden,
und der Ansatz auf Teilzellenebene verwendet Mobilfunkmeldungen,
die von mobilen Endgeräten 130 empfangen werden,
die sich im Teil 210 der Zelle befinden.
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Bei
der Bestimmung des durchschnittlichen (oder Perzentil-)Sprachqualitätswerts
für die
Aufwärts-
bzw. Abwärtsstrecke
führt jedes
mobile Endgerät
(zum Beispiel das mobile Endgerät 130) kontinuierlich
die folgenden Messungen durch: (1) Die Abwärtsstrecken-Signalstärke von
der Zelle (zum Beispiel kleine Zelle 112w), die gegenwärtig die
Verbindung versorgt; (2) die Abwärtsstrecken-Sprachqualität auf der
Grundlage einer Bitfehlerrate für
ein decodiertes digitales Signal von der Zelle, die gegenwärtig die
Verbindung versorgt; und (3) eine Abwärtsstrecken-Signalstärke von
einer Anzahl von Zellen (zum Beispiel Nachbarzellen 112q–112v),
die das mobile Endgerät
hören kann.
Beim GSM meldet das mobile Endgerät (zum Beispiel mobiles Endgerät 130)
diese Messungen alle 0,48 Sekunden an die BTS (zum Beispiel BTS 125w),
und dann arbeitet die BTS, um eine Aufwärtsstrecken-Signalstärke und
Aufwärtsstrecken-Qualität von der
Mobilstation zu messen, um den Mobilfunkmeldung zu vervollständigen.
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Mit
anderen Worten, die Mobilfunkmeldungen, die im allgemeinen verwendet
werden, um die durchschnittliche Sprachqualität zu bestimmen, stammen von
den mobilen Endgeräten,
die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstands (zum Beispiel in
dB) zu einer nichtgemeinsamen Grenze 206 befinden, wo eine
Bitfehlerrate überprüft wird.
Der vorbestimmte Abstand zur Grenze 206 kann für die Zellen, die
sich auf der gleichen Hierarchieebene befinden, als ein Signalstärkeabstand
zu einer nominellen Grenze definiert werden, die durch Verschiebungen korrigiert
wird, oder als Signalstärkeabstand
zu einem Schwellwert der Hierarchische Zellenstruktur (HCS) für Zellen,
die sich auf unterschiedlichen Ebenen (zum Beispiel kleine Zelle 112w und
große
Zelle 110c) befinden.
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Nach
Empfang der Mobilfunkmeldungen gemäß dem Ansatz auf Zellenebene
oder dem Ansatz auf Teilzellenebene kann durch den BSC-1 150,
das OSS 140 oder die MSC/VLR 135 die folgende
Analyse durchgeführt
werden, um die Sprachqualität
(zum Beispiel) in der kleinen Zelle 112w zu verbessern,
indem bestimmt wird, ob die Größe des Zellengrenzbereichs 208 oder
des Teils 210 der kleinen Zelle 112w zu verringern,
zu vergrößern oder
beizubehalten ist. Erstens wird, wenn der durchschnittliche (Abwärts- und/oder Aufwärtsstrecken-)Sprachqualitätswert (oder
ein Perzentilwert) aus den ausgewählten Mobilfunkmeldungen aus
der kleinen Zelle 112w schlechter als ein unterer Schwellwert
ist, der Abschnitt (zum Beispiel Zellengrenzbereich 208 oder
Teil 210) der kleinen Zelle verkleinert, indem mindestens
ein Grenzverschiebungsparameter (siehe 2 als Beispiel
dafür,
dass der Zellengrenzbereich 208 verkleinert wird) angepasst
wird, oder indem ein Schwellwert für die hierarchische Zellenstruktur
der kleinen Zelle angepasst wird, um die Übergaben von laufenden Gesprächsverbindungen
an eine andere Zelle (zum Beispiel große Zelle 110c) auf
einer anderen Ebene des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 zu
verstärken.
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Zweitens
wird, wenn der durchschnittliche (Abwärts- und/oder Aufwärtsstrecken-)Sprachqualitätswert (oder
ein Perzentilwert) aus den ausgewählten Mobilfunkmeldungen aus
der kleinen Zelle 112w höher als ein oberer Schwellwert
ist, der Abschnitt (zum Beispiel Zellengrenzbereich 208 oder
Teil 210) der kleinen Zelle vergrößert, indem mindestens ein Grenzverschiebungsparameter
(siehe 3 als Beispiel dafür, dass der Teil 210 verkleinert
wird) angepasst wird, oder indem der Schwellwert für die hierarchische
Zellenstruktur der kleinen Zelle angepasst wird, um die Übergaben
von laufenden Gesprächsverbindungen
an eine andere Zelle (zum Beispiel große Zelle 110c) auf
einer anderen Hierarchieebene des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 zu senken.
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Die
Verwendung des unteren Schwellwerts und des oberen Schwellwerts
bei der Analyse hilft, Hysterese in das zellulare Kommunikationsnetzwerk 100 einzuführen. Die
Hysterese fungiert als Sicherheitsabstand gegen schwankende Übergabegrenzen;
zum Beispiel ergibt eine kleine Hysterese, die entsteht, wenn der
obere und der untere Schwellwert relativ dicht beieinander liegen,
eine scharfe Grenze dafür,
wann die Größe einer
Zelle zu vergrößern oder zu
verringern ist, was zu einer großen Menge von schwankenden Übergaben
führt.
Im Gegensatz dazu ergibt eine hohe Hysterese, die entsteht, wenn
der obere und der untere Schwellwert relativ weit voneinander entfernt
sind, eine weiter gezogene Grenze dafür, wann die Größe einer
Zelle zu verringern oder zu vergrößern ist, was zu einer kleineren
Menge von Übergaben
führt,
die weniger stark schwanken.
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In
dem Fall, dass die Zellengrenze 206 der kleinen Zelle 112w bewegt
wird (nach innen oder nach außen),
indem der mindestens eine Grenzverschiebungsparameter verändert wird,
sollten die Nachbarzellen (zum Beispiel die kleinen Zellen 112q–112v)
auf der gleichen Ebene vereinbaren, ihre entsprechende Grenze zu ändern, um
sich an die neue Größe der kleinen
Zelle 112w anzupassen. Außerdem kann eine Bedingung
bestehen, dass eine Verkehrslast in der kleinen Zelle 112w unterhalb
eines vorbestimmten Niveaus liegen sollte, bevor die Größe der kleinen
Zelle aufgrund von Qualitätsgründen erhöht wird.
Eine andere Bedingung, die bestehen kann, besteht darin, dass die
Größe der kleinen Zelle 112w automatisch
verringert wird, wenn die Verkehrslast einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet,
unabhängig
davon, ob es "gute" Sprachqualitätswerte
gibt.
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Mit
Bezug auf 4 und 5 werden
vereinfachte grafische Darstellungen von Störzellen (zum Beispiel Störzelle 112m oder 112g)
dargestellt, die verkleinert werden können, um die Sprachqualität in der
kleinen Zelle 112w zu verbessern. Es versteht sich, dass
die vorliegende Erfindung richtig funktioniert, wenn nur die Größe der kleinen
Zelle 112w verändert
wird, wie in 2 und 3 beschrieben, aber
die Erfindung dahingehend erweitert werden kann, dass sie die Bestimmung
umfasst, ob die Größe der Störzellen
(zum Beispiel Störzelle 112g oder 112m)
verringert werden soll oder nicht, um die Sprachqualität innerhalb
der kleinen Zelle weiter zu verbessern.
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Zuerst
wird bestimmt, welche Zellen (zum Beispiel kleine Zellen 112a–112p und
große
Zellen 110a–110d)
die Störzellen
sind, die eine nichtvernachlässigbare
Störung
innerhalb der kleinen Zelle 112w bewirken. Die Störzelle 112m oder 112g (nur zwei
werden beschrieben) kann als eine Gleichkanalzelle und/oder eine
Nachbarkanalzelle bezeichnet werden, weil die kleine Zelle 112w und
die Störzelle beide
die gleichen Kanäle
oder Nachbarkanäle
nutzen. Zusätzlich
kann die Störzelle 112m entweder
als Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m (4)
oder als Abwärtsstrecken-Störzelle 112g (5)
weiter klassifiziert werden.
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Die
nicht zu vernachlässigende
Aufwärtsstrecken-Störung, die
auf die Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m (siehe 4)
zurückzuführen ist,
und die nicht zu vernachlässigende
Abwärtsstrecken-Störung, die
auf die Abwärtsstrecken-Störzelle 112g (siehe 5)
zurückzuführen ist,
können
geschätzt oder
gemessen werden. Ein Beispiel dafür, wie man schätzen kann,
welche Zellen die Störzellen
sind, ist in der US-Patentanmeldung
Nr. 08/940648 mit dem Titel "Estimating
Downlink Interference in a Cellular Communications System" offenbart. Diese
Patentanmeldung beschreibt ein Verfahren zur Schätzung der Abwärtsstrecken-Störung in
einem zellularen Kommunikationsnetzwerk unter Verwendung einer Liste zur
Rundsendekanalzuweisung (BA), um wechselseitige Abhängigkeiten
von Zelle zu Zelle zu bestimmen und eine Störungsmatrix zu erzeugen.
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Genauer
gesagt, beschreibt diese Patentanmeldung, wo die BA-Listen des zellularen
Kommunikationsnetzwerks so modifiziert werden, dass die mobilen
Endgeräte
im Netzwerk die Abwärtsstrecken-Störung auf
vorbestimmten Rundsende-Steuerungskanal-(BCCH-)Frequenzen messen
können. Diese
Abwärtsstrecken-Störungsmessungen
sind nichts anderes als Abwärtsstrecken-Signalstärkemessungen,
die auf den BCCH-Frequenzen in all jenen Zellen vorgenommen werden
können,
in denen sich die mobilen Endgeräte
befinden (zum Beispiel die sechs stärksten Zellen pro mobiles Endgerät für GSM).
Diese Abwärtsstrecken-Signalstärkemessungen
werden dann zurück
an einen Basisstationscontroller gemeldet. In Kenntnis der gemessenen BCCH-Frequenzen
und der betroffenen Basisstations-Identitätscodes (BSICs) ordnet der
Basisstationscontroller die gemeldeten Messungen den entsprechenden
Zellen zu. Der Basisstationscontroller verwendet dann diese Zuordnung
der gemeldeten Abwärtsstrecken-Signalstärkemessungen,
um die Zelle-zu-Zelle-Störungsmatrix
zu erzeugen. Die Störungsmatrix
kann die Differenzen der Übertragungsdämpfung zwischen
den meisten Zellen im Netzwerk beschreiben, oder alternativ kann
die Störungsmatrix das
Träger-Störung-Verhältnis (C/I)
oder das Träger-Nachbar-Verhältnis (C/A)
zwischen diesen Zellen beschreiben.
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Falls
die oben erwähnte
Störungsmatrix
verwendet wird, um die Abwärtsstrecken-Störzellen (zum
Beispiel Abwärtsstrecken-Störzelle 112g)
zu bestimmen, können
die Aufwärtsstrecken-Störzellen (zum
Beispiel Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m)
so vorausgesagt werden, dass sie alle Zellen einschließen, in
denen die Zelle 112w eine nicht zu vernachlässigende
Abwärtsstrecken-Störung bewirkt.
Und zwar, weil es wahrscheinlich ist, dass die Zellen, die durch
die Zelle 112w auf der Abwärtsstrecke gestört werden,
auch eine nicht zu vernachlässigende
Aufwärtsstrecken-Störung in
der Zelle 112w bewirken.
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Mit
Bezug auf 4 werden nunmehr die Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m und
die kleine Zelle 112w dargestellt, wobei ein Teil 402 der
Aufwärtsstrecken-Störzelle verkleinert
wird (siehe neue Zellengrenze 404), um die Sprachqualität in der
kleinen Zelle zu verbessern. Genauer gesagt, werden die Mobilfunkmeldungen
von den Aufwärtsstrecken-Störzellen 112m verwendet,
um den jeweiligen Teil (zum Beispiel Teil 402) zu bestimmen,
der verkleinert wird, wenn in der kleinen Zelle 112w eine "starke" Aufwärtsstrecken-Störung oberhalb
eines vorbestimmten Schwellwerts ermittelt wird. Die in der kleinen
Zelle 112w ermittelte "starke" Aufwärtsstrecken-Störung wird
auf mobile(s) Endgerät(e)
(zum Beispiel mobiles Endgerät 406)
zurückgeführt, die
innerhalb des jeweiligen Teils 402 einer Aufwärtsstrecken-Störzelle (zum
Beispiel Zelle 112m) arbeiten, wenn diese(s) mobile(n)
Endgerät(e)
eine schlechte Abwärtsstrecken-Qualität in dieser
Zelle melden. Das liegt daran, dass, wenn das bzw. die mobile(n)
Endgerät(e)
eine schlechte Abwärtsstrecken-Qualität melden,
angenommen werden kann, dass sie auch eine schlechte Aufwärtsstrecken-Qualität in der
Zelle 112w bewirken.
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Die
Mobilfunkmeldungen und insbesondere die BA-Liste der Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m sollten
die BCCH-Frequenzen der stärksten
Störer (zum
Beispiel kleine Zelle 112w) für die Aufwärtsstrecken-Störzelle aufweisen;
das veranlasst das mobile Endgerät 406,
die Frequenzen zu messen, die der kleinen Zelle 112w zugeordnet
sind. Zusätzlich
können
die Mobilfunkmeldungen auch die BCCH-Frequenzen der Nachbarzellen 112q–112v aufweisen.
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Darum
werden die Mobilfunkmeldungen der Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m verwendet,
um den jeweiligen Teil 402 zu identifizieren, indem in
denjenigen Mobilfunkmeldungen, in denen auch die Signalstärke der
Zelle 112w gemeldet wird, nachgesehen wird, an welcher
Nachbarzelle (zum Beispiel Nachbarzelle 112u) die stärkste Nachbarzelle
liegt. Durch Verringerung der Größe des Teils 402 werden
das bzw. die mobile(n) Endgerät(e) 406,
die sich im Teil 402 befinden, zur stärksten Nachbarzelle 112u verschoben
(zum Beispiel durch Übergaben),
was zu einer Verringerung der Aufwärtsstrecken-Störung in der
kleinen Zelle 112w führt.
Andererseits kann, statt die Größe des Teils 402 der
Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m zu
verringern, der Schwellwert für
die hierarchische Zellenstruktur der Aufwärtsstrecken-Störzelle
angepasst werden, um die Übergaben
von laufenden Gesprächsverbindungen
an eine andere Zelle (zum Beispiel die große Zelle 110d) auf
einer anderen Hierarchieebene des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 zu
verstärken.
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Mit
Bezug auf 5 werden nunmehr die Abwärtsstrecken-Störzelle 112g und
die kleine Zelle 112w dargestellt, wobei eine Zellengrenze 502 der Abwärtsstrecken-Störzelle verkleinert
wird (siehe neue Zellengrenze 502'), um die Sprachqualität in der
kleinen Zelle zu verbessern. Die in der kleinen Zelle 112w ermittelte "starke" Abwärtsstrecken-Störung wird
auf mobile(s) Endgerät(e)
(zum Beispiel die mobilen Endgeräte 506 und 508)
zurückgeführt, die sich
in der Abwärtsstrecken-Störzelle 112g befinden. Das
liegt daran, dass Mobiltelefone auf einer nicht-BCCH-Frequenz in
der Zelle 112g eine nicht zu vernachlässigende Abwärtsstrecken-Störung in
der Zelle 112w verursachen (angenommen, dass in beiden
Zellen die gleiche Frequenz verwendet wird), unabhängig davon,
wo sich die Mobiltelefone in der Zelle 112g befinden. Man
beachte, dass die BCCH-Frequenz der Zelle 112g immer eine
Störung
in Gleichkanalzellen bewirkt, da sie immer mit der vollen Leistung
gesendet wird.
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Verglichen
mit dem Aufwärtsstrecken-Fall von 4 wird
die gesamte Abwärtsstrecken-Störzelle 112g verkleinert,
um die Störung
innerhalb der kleinen Zelle 112w zu verringern, weil die
Abwärtsstrecken-Störung gleich
ist (abgesehen von den Auswirkungen der Leistungssteuerung), unabhängig davon,
wo sich die mobilen Endgeräte 506 und 508 in der
Abwärtsstrecken-Störzelle 112g befinden.
Mit Auswirkungen der Leistungssteuerung ist gemeint, dass das bzw.
die mobile(n) Endgerät(e) 506,
die sich dicht an der Grenze 502 der Abwärtsstrecken-Störzelle 112g befinden,
wahrscheinlich die meiste Abwärtsstrecken-Störung bewirken,
weil die BTS 125g normalerweise zu diesen mobilen Endgeräten mit mehr
Leistung sendet. Darum wird durch Verringerung der Größe der Abwärtsstrecken-Störzelle 112g die
Verkehrslast innerhalb der Abwärtsstrecken-Störzelle verringert,
indem Verkehrslast zu Nachbarzelle(n) (zum Beispiel Nachbarzelle 112r)
verlagert wird, und einige der nicht-BCCH-Verkehrskanäle gehen in den Leerlauf über, so
dass sie keine zusätzliche
Abwärtsstrecken-Störung erzeugen.
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Außerdem versteht
es sich, dass, statt die Größe der Abwärtsstrecken-Störzelle 112g zu
verringern, der Schwellwert für
die hierarchische Zellenstruktur der Abwärtsstrecken-Störzelle angepasst werden
kann, um die Übergaben
von laufenden Gesprächsverbindungen
an eine andere Zelle (zum Beispiel große Zelle 110b) auf
einer anderen Hierarchieebene des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 zu
verstärken.
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Zusätzlich zur
Verringerung der Größe der Abwärtsstrecken-Störzelle 112g,
um die Sprachqualität
in der kleinen Zelle 112w zu verbessern, können die
dem BCCH zugeordneten Kanäle
bei der Übergabe
und dem Verbindungsaufbau innerhalb der Störzelle als erste Wahl zugewiesen
werden, um eine weitere Verbesserung der Sprachqualität der kleinen Zelle 112w zu
erreichen.
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Mit
Bezug auf 6 wird ein vereinfachter Ablaufplan
des Verfahrens 600 dargestellt, das verwendet wird, um
die Sprachqualität
innerhalb des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 durch Änderung
der Größe der kleinen
Zelle 112w und der Störzellen 112g und/oder 112m (optional)
zu steuern. Beginnend mit Schritt 602 des Verfahrens 600,
empfängt
der BSC-1 150 (zum Beispiel) die Mobilfunkmeldungen von
der BTS 125w und einer vorab ausgewählten Menge von mobilen Endgeräten 130,
die sich im Zellengrenzbereich 208 (2) oder
dem Teil 210 (3) der kleinen Zelle 112w befinden.
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In
Schritt 604 und als Antwort auf den Empfang der Mobilfunkmeldungen
funktioniert der BSC-1 150 so, dass er einen durchschnittlichen
(Abwärts- und/oder
Aufwärtsstrecken-)Sprachqualitätswert innerhalb
des Teils 210 oder des Zellengrenzbereichs 208 der
kleinen Zelle 112w bestimmt. Es versteht sich, dass eine
Mindestzahl von Mobilfunkmeldungen erforderlich sein kann, bevor
ermöglicht
werden kann, dass die dynamischen Veränderungen in der kleinen Zelle 112w oder
den Störzellen 112g oder 112m auftreten,
so dass die Grenzen nicht unnötig bewegt
werden.
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In
Schritt 606 arbeitet der BSC-1 150 dann so, dass
er die Größe des Abschnitts
(zum Beispiel Teil 206 oder Zellengrenzbereich 208)
der kleinen Zelle 112w dynamisch verändert, indem er die Zellengrenze
nach innen verschiebt, wenn ein unterer Schwellwert den durchschnittlichen
Sprachqualitätsmesswert überschreitet,
und indem er die Zellengrenze nach außen verschiebt, wenn der durchschnittliche
Sprachqualitätswert
einen oberen Schwellwert überschreitet.
Genauer gesagt, arbeitet der BSC-1 150 so, dass er die
Größe der kleinen
Zelle 112w dynamisch verändert (verringert bzw. erhöht), indem
mindestens ein Grenzverschiebungsparameter angepasst wird oder indem
ein Schwellwert für
die hierarchische Zellenstruktur der kleinen Zelle angepasst wird,
um die Übergaben
von laufenden Gesprächsverbindungen
an eine andere Zelle (zum Beispiel große Zelle 110c) auf
einer anderen Hierarchieebene des zellularen Kommunikationsnetzwerk 100 zu
verstärken
oder zu vermindern.
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In
Schritt 608 funktioniert der BSC-1 150 so, dass
er die Störzellen
(zum Beispiel Aufwärtsstrecken-Störzelle 112m und/oder
Abwärtsstrecken-Störzelle 112g) überwacht,
die die kleine Zelle 112w stören. Dann bewertet der BSC-1 150 in
Schritt 610 die Mobilfunkmeldungen von den mobilen Endgeräten (zum
Beispiel mobile Endgeräte 406, 506 und 508),
die sich in den Störzellen 112m und 112g befinden.
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In
Schritt 612 arbeitet der BSC-1 150 so, dass er
die Größe der Störzelle 112m und/oder 112g verringert,
um den durchschnittlichen Sprachqualitätswert in der kleinen Zelle 112w zu
verbessern. Genauer gesagt, funktioniert der BSC-1 150 so,
dass er den Abschnitt 402 (4) oder
die gesamte Zellengrenze 502 (5) der Störzellen 112m und 112g verkleinert,
indem mindestens ein Grenzverschiebungsparameter angepasst wird
oder indem ein Schwellwert für
die hierarchische Zellenstruktur der Störzelle(n) angepasst wird, um
die Übergaben
von laufenden Gesprächsverbindungen
an eine andere Zelle (zum Beispiel große Zellen 110b und 110d)
auf einer anderen Hierarchieebene des zellularen Kommunikationsnetzwerks 100 zu
verstärken.
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Es
versteht sich, dass Schritt 612 im allgemeinen nur vollzogen
werden kann, wenn Schritt 606 nicht bewirkt hat, dass die
Sprachqualität
zu "normalen" Qualitätswerten
zurückkehrt.
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Zusätzlich kann
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der verwandten Patentanmeldung
mit dem Titel "Cellular
Communications Network and Method for Maintaining Speech Quality
by Controlling the Admission of a New Call" arbeiten. Wenn zum Beispiel das Zugangssteuerungsverfahren
der verwandten Patentanmeldung die Zulassung einer neuen Gesprächsverbindung
in eine Zelle verbietet, dann haben entweder diese Zelle oder eine
andere Zelle in einem definierten Störbereich der Zelle ein zu niedriges
Niveau der Sprachqualität.
Darum kann die Zelle unter Verwendung der vorliegenden Erfindung verkleinert
werden, um die Sprachqualität
zu verbessern. Und wenn die Sprachqualität in der Zelle "gut" genug ist, dann
kann diese Zelle wieder beginnen, neue Gesprächsverbindungen entgegenzunehmen. Mit
anderen Worten, die vorliegende Erfindung versucht aktiv, die "schlechte" Sprachqualität zu beseitigen
und arbeitet folglich so, dass die Zeit begrenzt wird, in der die
verwandte Erfindung neue Gesprächsverbindungen
blockiert.
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Aus
dem Vorhergehenden kann der Fachmann leicht anerkennen, dass die
vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein zellulares Kommunikationsnetzwerk
bereitstellt, die die Sprachqualität in der Nähe einer Grenze einer Zelle
durch dynamische Vergrößerung oder
Verringerung der Größe der Zelle verbessern.
Auch können
das zellulare Kommunikationsnetzwerk und das Verfahren, wie offenbart,
so arbeiten, dass die Größe einer
Störzelle
dynamisch verringert wird, um die Sprachqualität innerhalb einer Zelle zu
erhöhen,
die durch die Störzelle
gestört
wurde.
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Wenngleich
eine Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in
den beigefügten
Zeichnungen dargestellt und in der vorhergehenden ausführlichen
Beschreibung beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die
Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist,
sondern zu vielen Neuanordnungen, Abwandlungen und Ersetzungen imstande
ist, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie durch
die folgenden Ansprüche
erläutert
und definiert wird.