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Hintergrund
der Erfindung
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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationssysteme
und insbesondere Abwärtsstrecken-Leistungsregelung
während
sanfter Weiterschaltung in drahtlosen Kommunikationssystemen.
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Stand der
Technik
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Bei
drahtlosen Kommunikationssystemen werden CDMA-Modulationsverfahren (Code Division
Multiple Access) eingesetzt, damit eine große Anzahl von Systembenutzern
miteinander kommunizieren können. Diese
Systeme funktionieren, da jedes Signal mit Spreizfolgen wie beispielsweise
mit PN-Folgen (Pseudo-Random Noise – Pseudozufallsfolgen) und
orthogonalen Spreizfolgen wie beispielsweise Walsh-Codes codiert
ist. Diese Codierung erlaubt Signaltrennung und Signalwiederherstellung
am Empfänger.
Bei typischen CDMA-Systemen wird die Kommunikation durch Verwendung
einer unterschiedlichen Spreizfolge für jeden Kanal erreicht. Daraus
ergibt sich eine Mehrzahl von übertragenen
Signalen, die die gleiche Bandbreite teilen. Bestimmte übertragene
Signale werden aus dem Kommunikationskanal durch Entspreizen eines
Signals aus allen Signalen wiedergewonnen. Entspreizen wird durch
Verwendung einer bekannten Benutzer-Entspreizungsfolge erreicht,
die mit der am Sender implementierten Spreizfolge in Beziehung steht.
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1 zeigt
das CDMA-System 100. Der durch das CDMA-System 100 versorgte geographische
Bereich ist in eine Mehrzahl räumlich
getrennter Bereich aufgeteilt, die "Zellen" genannt werden. Obwohl die Zellen 102, 104, 106 als
Sechseck in einem Wabenmuster dargestellt sind, weist jede Zelle
in Wirklichkeit eine unregelmäßige Form
auf, die von der Topographie des die Zelle umgebenden Geländes abhängig ist.
Jede Zelle 102, 104, 106 enthält eine
Basisstation 112, 114 bzw. 116. Jede
Basisstation 112, 114 und 116 enthält Einrichtungen
zum Kommunizieren mit einer Mobilvermittlungsstelle MSC (Mobile
Switching Center) 120, die mit einem örtlichen und/oder Fernverkehrs-Übertragungsnetz 122 wie
einem öffentlichen
Wählnetz
(PSTN – Public
Switch Telephone Network) verbunden ist. Auch enthält jede
Basisstation 112, 114 und 116 Funkgeräte und Antennen,
die von der Basisstation zum Kommunizieren mit mobilen Endgeräten 124, 126 benutzt
werden.
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Wenn
im CDMA-System 100 eine Verbindung aufgebaut wird, kommuniziert
das mobile Endgerät 124 mit
der Basisstation, von der das mobile Endgerät 124 das stärkste Pilotsignal
empfängt,
im vorliegenden Fall der Basisstation 112. Die Basisstation 112 und
das mobile Endgerät 124 kommunizieren über eine
Abwärtsstrecke
und eine Aufwärtsstrecke.
Die Abwärtsstrecke
enthält
Kommunikationskanäle
zum Übertragen
von Signalen von der Basisstation zum mobilen Endgerät und die
Aufwärtsstrecke
enthält
Kommunikationskanäle zum Übertragen
von Signalen vom mobilen Endgerät
zu der Basisstation. Die Basisstation 112 überträgt Steuerungsinformationen
zum mobilen Endgerät 124 über einen
hier als Abwärts-Organisationskanal
bezeichneten Kommunikationskanal, und sie überträgt Sprache oder Daten über einen
hier als Abwärts-Verkehrskanal
bezeichneten Kommunikationskanal. Das mobile Endgerät 124 überträgt Steuerungsinformationen
zur Basisstation 112 über
einen hier als Aufwärts-Organisationskanal
bezeichneten Kommunikationskanal, und es überträgt Sprache oder Daten über einen
hier als Aufwärts-Verkehrskanal bezeichneten
Kommunikationskanal. Die Signale auf den Kommunikationskanälen sind
in hier als Rahmen bezeichnete Zeitperioden organisiert. Rahmen
weisen typischerweise eine Länge
von 20 Millisekunden (ms) auf. Abwärts-Verkehrsrahmen sind über den
Abwärts- Verkehrskanal übertragene
Rahmen und Aufwärts-Verkehrsrahmen sind über den
Aufwärts-Verkehrskanal übertragene
Rahmen.
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Die
Anzahl von Signalen, die gleichzeitig übertragen werden können, ist
durch den Anteil an der Gesamtleistung jedes der übertragenen
Signale, der hier als Leistungsanteil bezeichnet wird. Durch Verringern des
Leistungsanteils jedes der Signale wird daher die Kapazität des drahtlosen
Kommunikationssystems gesteigert. Verringern des Leistungsanteils
eines Signals erhöht
jedoch die Anzahl von Fehlern in diesem Signal. Ein Ziel der Leistungsregelung
ist es, den Leistungspegel des Signales so einzustellen, daß die Leistungsanteile
so nahe wie möglich
auf einem Pegel gehalten werden, mit dem das System Kapazität maximieren
und dabei die Anzahl von Fehlern im Signal auf einem annehmbaren
Niveau halten kann. Bei Abwärtsstrecken-Leistungsregelung
wird die Leistungsabgabe der Basisstation verändert, um eine konstante Rahmenfehlerrate
am mobilen Endgerät
aufrechtzuerhalten. Ein Rahmenfehler tritt dann ein, wenn in einem
Rahmen ein oder mehrere unkorrigierbare Bitfehler auftreten. Die
Rahmenfehlerrate ist die Anzahl von Rahmenfehlern dividiert durch
die Gesamtzahl von beobachteten Rahmen. Es wird eine Ziel-Rahmenfehlerrate,
typischerweise zwischen 1% und 3% in Abhängigkeit von der gewünschten
Systemleistung ausgewählt,
um Leistung zu minimieren, ohne Signalgüte zu kompromittieren. Wenn
die Rahmenfehlerrate die Ziel-Rahmenfehlerrate überschreitet,
verringert sich die Nützlichkeit
des Signals und der Leistungspegel wird erhöht, um die Anzahl von Rahmenfehlern
zu verringern. Wenn die Rahmenfehlerrate unter der Ziel-Rahmenfehlerrate
liegt, überschreitet
der Leistungspegel den optimalen Leistungspegel und der Leistungspegel
wird herabgesetzt.
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Wenn
sich das mobile Endgerät
in einer sanften Weiterschaltung befindet, sind alle an der sanften Weiterschaltung
beteiligten Basisstationen an der Abwärtsstrecken-Leistungsregelung
beteiligt. Wenn das mobile Endgerät 126 ziemlich starke
Pilotsignale von mehr als einer Basisstation empfängt, im
vorliegenden Fall von drei Basisstationen 112, 114 und 116,
befindet sich das mobile Endgerät
in sanfter Weiterschaltung. Dies tritt typischerweise dann ein,
wenn sich das mobile Endgerät 126 in
der Nähe
des Randes einer Zelle befindet. Alle drei Basisstationen 112, 114 und 116 übertragen
Steuerungsinformationen zum mobilen Endgerät 126 über jeweilige
Abwärts-Organisationskanäle und Sprache
oder Daten über
jeweilige Abwärts-Verkehrskanäle. Bei
der sanften Weiterschaltung überträgt das mobile
Endgerät 126 Steuerungsinformationen
zu allen drei Basisstationen 112, 114 und 116 über jeweilige
Aufwärts-Organisationskanäle und überträgt Sprache
oder Daten zu allen drei Basisstationen 112, 114 und 116 über jeweilige
Aufwärts-Verkehrskanäle.
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Die
Basisstationen 112, 114 und 116 übertragen
Abwärts-Verkehrsrahmen. Jeder
Abwärts-Verkehrsrahmen
enthält
Sprache oder Daten und Fehlersicherungsinformationen, typischerweise
in der Form eines zyklischen Redundanzcodes (CRC – Cyclic
Redundancy Code). Demgegenüber
enthält
jeder Aufwärts-Verkehrsrahmen
Sprache oder Daten und Fehleranzeigebit (EIB – Error Indicator Bits) zum
Anzeigen, ob der zuletzt empfangene Abwärtsverkehrsrahmen einen Fehler
enthielt. Vom mobilen Endgerät 126 werden
die Übertragungen
von allen drei Basisstationen 112, 114 und 116 empfangen
und die Signale von allen drei kombiniert, um den Abwärts-Verkehrsrahmen zu
erhalten. Das mobile Endgerät 126 überprüft dann
den CRC der kombinierten Signale, um zu bestimmen, ob der Abwärts-Verkehrsrahmen
fehlerhaft ist. Das mobile Endgerät 126 zeigt diese
Bestimmung allen drei Basisstationen 112, 114 und 116 unter Verwendung
des EIB in dem nächsten
vom mobilen Endgerät 126 übertragenen
Aufwärts-Verkehrsrahmen
an. Beispielsweise zeigt ein Fehleranzeigebit Null an, daß der Abwärts-Verkehrsrahmen
nicht fehlerhaft ist, und ein positives Fehleranzeigebit zeigt an,
daß der
Abwärts-Verkehrsrahmen fehlerhaft
ist. Bei Empfang von Aufwärts-Verkehrsrahmen
von dem mobilen Endgerät
sendet die Basisstation das EIB zur Auswahl-Verteilungseinheit (SDU – Selection
Distribution Unit) 128. Von der SDU 128 werden
alle drei EIB untersucht, und sie bestimmt, ob die Mehrheit der
EIB einen fehlerhaften Abwärts-Verkehrsrahmen anzeigt.
Die SDU 128 zeigt dann allen drei Basisstationen an, ob
sie die Leistung ihrer Abwärtsstrecken
einstellen sollen und wie. Beispielsweise kann das mobile Endgerät 126 ein EIB
senden, das einen fehlerhaften Abwärts-Verkehrsrahmen anzeigt.
Die Basisstation 112 und 116 kann EIB empfangen,
die anzeigen, daß im
Rahmen ein Fehler vorliegt. Aufgrund von Störung auf der Aufwärts-Verkehrsstrecke zwischen
dem mobilen Endgerät 126 und
der Basisstation 114 empfängt jedoch die Basisstation 114 ein
EIB, das anzeigt, daß der
Rahmen nicht fehlerhaft ist. Nach Empfang und Untersuchung aller
drei EIB würde
die SDU 128 bestimmen, daß ein fehlerhafter Rahmen vorliegt
und allen drei Basisstationen anzeigen, die Leistung ihrer Abwärtsstrecke
zu erhöhen.
Typischerweise dauert es rund fünf
Rahmen, damit die Basisstation die EIB zur SDU überträgt und die SDU die Bestimmung
durchführt
und die Basisstationen benachrichtigt.
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Bei
einem herkömmlichen
CDMA-Funkkommunikationssystem während
einer sanften Weiterschaltung besteht daher eine Verzögerung von
fünf Rahmen,
d.h. 100 ms zwischen dem Empfang der aktuellen Leistungsregelinformationen
und der auf den Informationen beruhenden Leistungsregelentscheidung.
Bei drahtlosen Kommunikationssystemen CDMA 2000 beträgt die Leistungsregelgeschwindigkeit
800 Hz. Jeder Rahmen enthält
sechzehn 1,25-ms-Zeitintervalle, die hier als Leistungsregelgruppen
bezeichnet werden. Hier als Leistungsregelbit bezeichnete Leistungsregelinformationen
werden alle 1,25 ms bzw. einmal pro Leistungsregelgruppe gesendet.
Während
der Verzögerung
von 100 ms in der Leistungsregelentscheidung empfängt daher
jede Basisstation 80 mal neue Leistungsregelinformationen. Bis die
SDU den Basisstationen anzeigt, wie sie ihre Leistung auf der Abwärtssstrecke
einstellen sollen, sind die Informationen, auf die SDU diese Entscheidung
basierte, soviele Male aktualisiert worden, daß sie ebenso wahrscheinlich
falsch wie richtig sein können.
Dadurch, daß die
Entscheidung auf Grundlage von 100-ms-alten Informationen beruht,
geht ein großer
Teil des Nutzens der Bereitstellung von Leistungsregelinformationen
alle 1,25 ms verloren.
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Durch
Eliminieren des Schrittes, die Leistungsregelinformationen zur SDU
und dann zurück
zu den Basisstationen zu senden, indem die Leistungsregelentscheidungen
an der Basisstation durchgeführt
werden, können
die Leistungsregelinformationen benutzt werden, ehe sie überholt
sind. Dadurch stellt sich jedoch ein weiteres ernsthaftes Problem.
Wie oben beschrieben können
die drei Basisstationen aufgrund von Störung und Schwund auf der Aufwärtsstrecke
unterschiedliche Leistungsregelinformationen empfangen.
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Der
Leistungspegel einiger Basisstationen wird daher ansteigen und der
Leistungspegel anderer Basisstationen wird abnehmen, wodurch die
Leistungspegel auf der Abwärtsstrecke
dieser Basisstationen voneinander abweichen. Das mobile Endgerät empfängt das
stärkste
Signal von einer dieser Basisstationen, die hier als die primäre Basisstation
bezeichnet wird, und schwächere
Signale von anderen Basisstationen, die hier als die sekundären Basisstationen
bezeichnet werden. Um sicherzustellen, daß die primäre Basisstation das Signal
mit genug Leistung sendet, daß das
Signal ohne zu viele Fehler empfangen wird, können die sekundären Basisstationen
zu viel Leistung erzeugen. Wenn die sekundären Basisstationen zu viel
Leistung erzeugen, wird ihre Kapazität verringert, wodurch sich
die Kapazität
des CDMA-Systems 100 verringert. Dieses Problem verschärft sich
weiter, wenn die Basisstation mit der stärksten Abwärtsstrecke nicht die Basisstation mit
der stärksten
Aufwärtsstrecke
ist.
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In 1 und 2 ist
dieses Problem ausführlicher
dargestellt. 2 zeigt den Leistungspegel des Verkehrskanals
mit der Zeit. Zur Zeit T liegen alle drei Basisstationen 112, 114 und 116 auf
einem bestimmten Leistungspegel P. Das mobile Endgerät 126 überträgt ein Leistungsregelbit,
um die Leistung der Abwärtsstrecke
anzuheben. Basisstationen 112 und 116 empfangen
ein Leistungsregelbit, das anzeigt, daß die Basisstation ihre Leistung
erhöhen
sollte, und sie erhöhen
daher den Leistungspegel der Abwärtsstrecke
um eine Schrittgröße. Aufgrund
von Störung
auf der Aufwärts-Verkehrsstrecke
zwischen dem mobilen Endgerät 126 und
der Basisstation 114 empfängt jedoch die Basisstation 114 ein
Leistungsregelbit, das anzeigt, daß sie ihre Leistung verringern
sollte und sie verringert daher den Leistungspegel der Abwärtsstrecke
um eine Schrittgröße. Da die
Basisstation 114 die stärkste
Abwärtsstrecke
besitzt und gerade die Leistungspegel der Abwärtsstrecke verringert hat erhält das mobile
Endgerät 126 immer
noch nicht das Signal mit einer gewünschten Leistung. Das mobile
Endgerät 126 sendet
ein weiteres Leistungsregelbit, mit dem es anfordert, daß die Basisstationen
die Leistung auf der Abwärtsstrecke
erhöhen.
Wenn sich die Aufwärts-Verkehrsstrecke nicht
verbessert, kann die Basisstation 114 wieder ein unrichtiges
Leistungsregelbit empfangen, während
die anderen Basisstationen das richtige Leistungsregelbit empfangen.
Dadurch wird der Leistungspegel der Abwärtsstrecke von der Basisstation 114 herabgesetzt
und der Leistungspegel der Abwärtsstrecken
von den Basisstationen 112 und 116 angehoben.
Das mobile Endgerät 126 sendet
wieder ein Leistungsregelbit, mit dem es anfordert, daß die Leistung
auf der Abwärtsstrecke
erhöht
werden soll.
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Wenn
die Basisstation 114 zu T + 2,5 endlich das richtige Leistunsregelungsbit
empfängt,
erhöht
sie den Leistungspegel 130 auf ihrer Abwärtsstrecke.
Dies wird bis T + 6,25 wiederholt, wenn das mobile Endgerät 126 endlich
das Signal mit einem annehmbaren Leistungspegel empfängt. Die
Basisstationen 112 und 116 empfangen ebenfalls
die Leistungsregelbit zum Anheben des Leistungspegels und heben
ebenfalls den Leistungspegel 140 und 150 auf ihren
Abwärtsstrecken
an. Diese zwei Basisstationen 112 und 116 erzeugen
nunmehr sehr viel mehr Leistung als notwendig, wodurch sich die
Kapazität
dieser zwei Basisstationen und damit die Kapazität des CDMA-Systems 100 verringert.
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Dementsprechend
besteht ein Erfordernis zur schnellen Regelung von Leistung und
gleichzeitiger Verringerung der Abweichungen zwischen den Leistungspegeln
der mehreren Basisstationen bei einer sanften Weiterschaltung.
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In
WO-A-98 56200 wird das Regeln der Leistungspegel von durch Basisstationen
in einem drahtlosen Kommunikationssystem übertragenen Signalen gelehrt.
Gemäß dieser
Literaturstelle werden Leistungspegelregelungsbefehle von einer
entfernten Station zu Basisstationen übertragen, von denen die entfernte
Station Signale empfängt,
um die Leistungspegel der durch die Basisstationen übertragenen
Signale zu regeln. Es wird eine Bestimmung getroffen, ob die entfernte
Station gleichzeitig ein erstes Signal von einer ersten Basisstation
und mindestens ein zweites Signal von mindestens einer zweiten Basisstation
empfängt,
die im wesentlichen identische Nachrichteninformationen enthalten
(d.h. wenn sich die entfernte Station in einer Betriebsart sanfter
Weiterschaltung/Makro-Diversity befindet). Die erste und zweite
Basisstation übertragen
erste und zweite Meldungen von Leistungspegeln des ersten bzw. zweiten
Signals an die Steuerung. Die Steuerung vergleicht die erste und
zweite Meldung und überträgt erste
und zweite Befehle zum Einstellen der Leistungspegel der ersten
und zweiten Signale an die erste bzw. zweite Basisstation. Die Leistungspegelregelungsbefehle werden
während
sanfter Weiterschaltung/Makro-Diversity nicht so häufig von
der entfernten Station zu den Basisstationen übertragen, um die Zeichengabeerfordernisse
zwischen der Steuerung und den Basisstationen zu verringern. Auch
wird die Schrittgröße der Einstellung
der Leistungspegel des ersten und zweiten Signals durch die Steuerung
während
sanfter Weiterschaltung/Makro-Diversity verringert, um die Zeichengabeerfordernisse
zu verringern.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
entspricht dem Anspruch 1, bevorzugte Ausführungsformen entsprechen den
abhängigen
Ansprüchen.
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Das
vorliegende Verfahren wird vorzugsweise mit dem Verfahren der Programmierung
jeder Basisstation in einer sanften Weiterschaltung mit einem Schwellwertleistungspegel
zum Beschränken
der durch die Basisstation auf der Abwärtsstrecke übertragenen Leistung benutzt.
Wenn der Schwellwertleistungspegel ein Mindestschwellwert-Leistungspegel
ist, unterhält
jede Basisstation ihren Sendeleistungspegel auf oder über dem
Mindestschwellwert-Leistungspegel. Wenn der Schwellwertleistungspegel
ein Höchstschwellwert-Leistungspegel ist,
unterhält
jede Basisstation ihren Sendeleistungspegel auf oder unter dem Höchstschwellwert-Leistungspegel.
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Der
Schwellwertleistungspegel kann ein einstellbarer Schwellwertleistungspegel
oder ein fester Schwellwertleistungspegel sein. Wenn der Schwellwertleistungspegel
fest ist, wird jede Basisstation mit dem gleichen festen Schwellwertleistungspegel
programmiert und jede Basisstation entscheidet sich vor Ort auf Grundlage
des festen Schwellwertsleistungspegels ohne Eingabe von anderen
Basisstationen, wie sie ihren Sendeleistungspegel einstellen soll.
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Wenn
der Schwellwertleistungspegel einstellbar ist, ist der Schwellwertleistungspegel
ein einstellbarer Schwellwertleistungspegel, der um eine Schwellwertschrittgröße verstellt
wird, wenn der Sendeleistungspegel für mindestens einen vorbestimmten
Prozentsatz einer Zeitperiode im wesentlichen gleich dem Schwellwertleistungspegel
ist. Beispielsweise wird der Schwellwertleistungspegel um eine Schwellwertschrittgröße verstellt,
wenn der Schwellwertleistungspegel für mindestens 50% der Leistungsregelgruppen
eines Rahmens im wesentlichen gleich dem Schwellwertleistungspegel
ist. Jede an einer sanften Weiterschaltung teilnehmende Basisstation
sendet ihre Leistungsregelinformationen zu einem Prozessor, der
den Schwellwertleistungspegel einstellt und jede Basisstation über den
neuen eingestellten Schwellwertleistungspegel benachrichtigt. In
der Zwischenzeit benutzt jede Basisstation den Schwellwertleistungspegel,
auf dem sie gegenwärtig
liegt, um ihren Sendeleistungspegel vor Ort einzustellen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild eines Teils eines drahtlosen Kommunikationssystems;
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2 ist
eine graphische Darstellung des Leistungspegels eines Abwärtsstreckenverkehrskanals
für die
Basisstationen in der 1 mit der Zeit;
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3 ist
ein Blockschaltbild eines Teils eines drahtlosen Kommunikationssystems,
in dem die Erfindung verwirklicht ist;
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4 ist
eine graphische Darstellung des Leistungspegels eines Abwärtsstreckenverkehrskanals
der Basisstationen in der 3 mit der
Zeit; und
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5 ist
ein Blockschaltbild eines Teils eines drahtlosen Kommunikationssystems,
in dem die Erfindung verwirklicht ist;
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6 ist
eine graphische Darstellung des Leistungspegels eins Abwärtsstreckenverkehrskanals
der Basisstationen in der 5 mit der
Zeit;
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7A und 7B sind
Flußdiagramme
des Verfahrens zur Regelung des Sendeleistungspegels einer Basisstation,
wenn die Basisstation einen Schwellwertleistungspegel aufweist;
und
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8 ist
ein Blockschaltbild eines Teils eines drahtlosen Kommunikationssystems,
in dem die Erfindung verwirklicht ist.
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Ausführliche
Beschreibung
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3 zeigt
das CDMA-System 300. Obgleich die Ausführungsform der Erfindung mit
Verwendung eines CDMA-Systems dargestellt wird, ist die Erfindung
nicht auf eine Verwendung bei CDMA-Systemen begrenzt. Die Erfindung
kann gleichermaßen
auf jedes drahtlose Kommunikationssystem anwendbar sein, das zur
sanften Weiterschaltung fähig
ist.
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Das
durch das CDMA-System 300 versorgte geographische Gebiet
ist in Zellen 102, 104 und 106 aufgeteilt,
die jeweils eine Basisstation 312, 314 bzw. 316 enthalten.
Jede Basisstation 312, 314 und 316 enthält Einrichtungen
zum Kommunizieren mit der Mobilvermittlungsstelle (MSC – Mobile
Switching Center) 320, die mit einem örtlichen und/oder Fernverkehrs-Übertragungsnetz 122 wie
beispielsweise einem öffentlichen
Wählnetz
(PSTN – Public
Switched Telephone Network) verbunden ist. Auch enthält jede
Basisstation 312, 314 und 316 Funkgeräte und Antennen,
die von der Basisstation zum Kommunizieren mit mobilen Endgeräten 124, 126 benutzt
werden.
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Die
Basisstationen 112, 114 und 116 übertragen
Abwärts-Verkehrsrahmen über die
Abwärtsstrecke. Das
mobile Endgerät 126 prüft das Signal-Rausch-Verhältnis auf
der Abwärtsstrecke,
um zu bestimmen, ob der Sendeleistungspegel der Abwärtsstrecke
verstellt werden sollte. Das Signal-Rausch-Verhältnis wird häufig als
das Verhältnis
Eb/N0 ausgedrückt,
wobei Eb die Energie pro Informationsbit und N0 die spektrale Leistungsdichte
der vom Empfänger
gesehenen Interferenz ist. Vom mobilen Endgerät 126 wird daher das
Eb/N0 auf der Abwärtssstrecke
geprüft,
um zu bestimmen, ob der Sendeleistungspegel der Abwärtsstrecke
verstellt werden sollte.
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Das
mobile Endgerät 126 überträgt ein Leistungsregelbit
(PCB – Power
Control Bit), das eine Einstellung des Sendeleistungspegels der
Abwärtsstrecke
anfordert. Beispielsweise überträgt das mobile
Endgerät 126 ein
Leistungsregelbit, das anzeigt, daß die Basisstationen den Sendeleistungspegel
anheben sollten. Das Leistungsregelbit wird von den Basisstationen
empfangen. Basisstation 312 und 316 empfangen
ein Leistungsregelbit, das anzeigt, daß die Basisstationen ihren
Sendeleistungspegel erhöhten.
Aufgrund von Schwund und/oder Störung
auf der Aufwärts- Verkehrsstrecke zwischen
dem mobilen Endgerät 126 und
der Basisstation 312 empfängt jedoch die Basisstation 314 ein
Leistungsregelbit, das anzeigt, daß sie ihren Sendeleistungspegel
verringern sollte.
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Nach
der Darstellung in
4 stellt die Basisstation
314 zur
Zeit T ihren Sendeleistungspegel
230 um eine Abwärtsschrittgröße nach
unten ein. Die Basisstationen
312 und
316 stellen
ihren Sendeleistungspegel
240 um eine Aufwärtsschrittgröße nach
oben ein. Die Abwärtsschrittgröße ist größer als
die Aufwärtsschrittgröße. Der
Sendeleistungspegel der Basisstation wird um einen ersten Betrag
eingestellt, wenn die Basisstation an einer sanften Weiterschaltung
teilnimmt und wenn ein Aufwärtsstreckenpilotleistungspegel
unter einem Einstellungsschwellwert liegt. Der Leistungspegel der
Basisstationen wird um einen zweiten Betrag eingestellt, wenn die
Basisstation nicht an der sanften Weiterschaltung teilnimmt oder
wenn der Aufwärtsstreckenpilotleistungspegel über dem
Einstellungsschwellwert liegt. Der Einstellungsschwellwert beruht
vorzugsweise auf dem Signal-Rausch-Verhältnis der Abwärtsstrecke,
obwohl der Einstellungsschwellwert auch auf dem Signal-Rausch-Verhältnis der
Aufwärtsstrecke
beruhen kann. Das Signal-Rausch-Verhältnis läßt sich als E
c/I
0 ausdrücken,
wobei E
c die Energie pro Chip des Piloten
und I
0 die gesamte empfangene spektrale
Signaldichte E
b/N
0 bzw.
ist. Der Einstellungsschwellwert
wird so ausgewählt,
daß wenn
der Einstellungsschwellwert zum Einstellen der Schrittgröße benutzt
wird, die Kapazität
des Systems zunimmt. Ein optimaler Einstellungsschwellwert kann durch
Durchführen
von mehreren Simulationen erhalten werden, bei denen der Einstellungsschwellwert
die einzige Variable ist, die von Simulation zu Simulation verändert wird.
Der optimale Einstellungsschwellwert ist der Einstellungsschwellwert,
der das System mit der höchsten
Kapazität
ergibt. Typischerweise kann der Einstellungsschwellwert, wenn er
als E
c/I
0 ausgedrückt wird,
annähernd
9 dB unter der Summe des E
c/I
0 des
Piloten liegen oder kann annähernd
6 dB unter dem E
c/I
0 des
besten Piloten liegen. Zusätzlich
kann, wenn der Leistungspegel des Piloten der Basisstationen nicht
länger
meßbar
ist, der Leistungspegel der Basisstation als unter dem Einstellungsschwellwert
liegend angesehen werden.
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Die
Größe des Unterschiedes
zwischen der Schrittgröße und der
Aufwärtsschrittgröße und der
Schrittgröße und der
Abwärtsschrittgröße ist kleiner
als die Schrittgröße. Die
Aufwärtsschrittgröße und die
Abwärtsschrittgröße werden
vorzugsweise so ausgewählt,
daß die
Kapazität
des Systems zunimmt. Die optimale Aufwärts- und Abwärts-Schrittgröße können durch
Durchführen
von mehreren Simulationen erhalten werden, bei denen die Aufwärts- und
Abwärts-Schrittgrößen die
einzige Variable sind, die von Simulation zu Simulation verändert wird.
Die optimalen Schrittgrößen sind
diejenigen, die das System mit der höchsten Kapazität ergeben. Beispielsweise
kann die Aufwärtsschrittgröße 0,4 dB
und die Abwärtsschrittgröße 0,6 dB
betragen, wenn die Schrittgröße 0,5 dB
ist. Wenn der Sendeleistungspegel anstatt als dB linear ausgedrückt wird,
werden die Schrittgrößen in Schrittfaktoren
umgewandelt. Der Verringerungsbetrag wird ebenfalls von dB umgewandelt und
würde bei
Umwandlung eine größere Größe als Eins
und eine kleinere Größe als der
Schrittfaktor aufweisen.
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Nachdem
die Basisstationen 312, 314 und 316 den
Leistungspegel auf ihren Abwärtsstrecken
eingestellt haben, übertragen
sie weiterhin Abwärts-Verkehrsrahmen über ihre
Abwärtsstrecken.
Da die Basisstation 314 die stärkste Abwärtsstrecke besaß und den
Sendeleistungspegel 230 der Abwärtsstrecke herabsetzte, erhält das mobile
Endgerät 126 immer
noch nicht das Signal mit einer gewünschten Leistung. Das mobile
Endgerät 126 sendet
ein weiteres Leistungsregelbit mit der Anforderung, daß die Basisstation
die Leistung auf der Abwärtsstrecke
anheben soll. Basisstationen 312 und 316 empfangen
ein Leistungsregelbit, das anzeigt, daß die Basisstation ihre Leistung
anheben soll und nach den oben beschriebenen Schritten erhöhen die
Basisstationen 312 und 316 zur Zeit T + 1,25 wieder
den Sendeleistungspegel ihrer Abwärtsstrecke 240. Wenn
sich die Aufwärts-Verkehrsstrecke
nicht verbessert hat kann die Basisstation 314 wieder ein
Leistungsregelbit empfangen, daß sie
die Leistung verringern sollte (d.h. die Basisstation 314 empfängt wieder
das falsche Leistungsregelbit). Die Basisstation 314 befolgt
dieselben oben beschriebenen Schritte zur Verringerung ihres Sendeleistungspegels.
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Das
mobile Endgerät 126 sendet
wieder ein Leistungsregelbit, mit dem es anfordert, daß die Leistung auf
der Abwärtsstrecke
erhöht
werden soll. Wenn die Basisstation 314 endlich das richtige
Leistungsregelbit empfängt,
erhöht
sie den Sendeleistungspegel 230 auf ihrer Abwärtsstrecke
unter Verwendung der oben beschriebenen Schritte zum Anheben des
Sendeleistungspegels und das mobile Endgerät 126 empfängt endlich das
Signal mit einem annehmbaren Leistungspegel. Die Basisstationen 312 und 316 haben
ebenfalls das Leistungsregelbit empfangen und stellen wieder ihren
Sendeleistungspegel 410 wie oben beschrieben ein.
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Das
Verfahren zum Einstellen des Basisstations-Sendeleistungspegels um unterschiedliche
Beträge auf
Grundlage dessen, ob die Basisstation an einer sanften Weiterschaltung
teilnimmt, kann bei anderen Verfahren zur schnellen Regelung von
Leistung und gleichzeitiger Verringerung der Abweichungen zwischen
den Leistungspegeln der mehreren Basisstationen bei einer sanften
Weiterschaltung benutzt werden.
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Das
vorliegende Verfahren wird vorzugsweise mit dem Verfahren der Programmierung
jeder Basisstation in einer sanften Weiterschaltung mit einem Schwellwertleistungspegel
zum Beschränken
der durch die Basisstation auf der Abwärtsstrecke übertragenen Leistung benutzt.
Jede Basisstation wird mit einem Schwellwertleistungspegel zum Regeln
der durch die Basisstation auf der Abwärtsstrecke übertragenen Leistung programmiert.
Vorzugsweise werden alle Leistungspegel als Dezibel (dB) bezüglich des
Leistungspegels des Piloten ausgedrückt. Der Schwellwertleistungspegel
kann einstellbar oder fest sein.
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Wenn
der Schwellwertleistungspegel fest ist, wird jede Basisstation mit
dem festen Schwellwertleistungspegel programmiert und jede Basisstation
entscheidet sich aufgrund des festen Schwellwertleistungspegels
ohne Eingabe von anderen Basisstationen vor Ort, wie sie ihren Sendeleistungspegel
einstellen soll. Jede Basisstation in einer sanften Weiterschaltung
sollte beim Kommunizieren mit der Mobilstation in der sanften Weiterschaltung
den gleichen Wert für
den festen Schwellwertleistungspegel benutzen. Dieser feste Schwellwertleistungspegel
kann durch die primäre
Basisstation bestimmt werden und den sekundären Basisstationen zu Beginn
der sanften Weiterschaltung zur Verfügung gestellt werden, oder
der feste Schwellwertleistungspegel kann an einer zentralen Stelle
wie beispielsweise der MSC bestimmt werden und allen Basisstationen
in der sanften Weiterschaltung zur Verfügung gestellt werden. Die Basisstationen
in einer anderen sanften Weiterschaltung können entweder den gleichen
Wert oder einen anderen Wert als festen Schwellwertleistungspegel
benutzen, wenn sie mit der Mobilstation in der anderen sanften Weiterschaltung
kommunizieren.
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Wenn
der Schwellwertleistungspegel einstellbar ist, ist der Schwellwertleistungspegel
einstellbar. Jede an einer sanften Weiterschaltung teilnehmende
Basisstation sendet ihre Leistungsregelinformationen zu einem Prozessor
wie beispielsweise der Auswahl-Verteilungseinheit. Der Prozessor
stellt den Schwellwertleistungspegel ein und benachrichtigt jede
Basisstation über
den neueingestellten Schwellwertleistungspegel. In der Zwischenzeit
benutzt jede Basisstation ihren gegenwärtigen Schwellwertleistungspegel,
um ihren Sendeleistungspegel örtlich
zu beschränken.
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Zusätzlich kann
in jedem der oben beschriebenen Fälle der Schwellwertleistungspegel
entweder ein Mindest- oder
ein Höchst-Schwellwertleistungspegel
sein. Der Schwellwertleistungspegel kann entweder ein Mindest- oder ein Höchst-Schwellwertleistungspegel
sein. Als Alternative kann jede Basisstation sowohl einen Mindest-Schwellwertleistungspegel
als auch einen Höchst-Schwellwertleistungspegel
aufweisen.
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5, 6, 7A und 7B zeigen
den Fall, in dem der Schwellwertleistungspegel ein Mindest-Schwellwertleistungspegel
ist, der vom Prozessor 328 eingestellt wird. Das mobile
Endgerät überträgt ein Leistunsregelungsbit
(PCB – Power
Control Bit), mit dem es eine Einstellung des Sendeleistungspegels
der Abwärtsstrecke
anfordert. Beispielsweise überträgt das mobile
Endgerät 126 ein
Leistungsregelbit, das anfordert, daß die Basisstationen den Sendeleistungspegel
anheben. Im Schritt 500 empfangen die Basisstationen das
Leistungsregelbit. Basisstation 312 und 316 empfangen
ein Leistungsregelbit, das anzeigt, daß die Basisstationen ihren
Sendeleistungspegel anheben sollten. Aufgrund von Schwund und/oder
Störung
auf der Aufwärts-Verkehrsstrecke
zwischen dem mobilen Endgerät 126 und
der Basisstation 314 empfängt jedoch die Basisstation 314 ein
Leistungsregelbit, das anzeigt, daß sie ihren Sendeleistungspegel
verringern sollte. Im Schritt 510 überprüft jede der Basisstationen 312, 314 und 316,
ob das empfangene Leistungsregelbit sie angewiesen hat, ihren Sendeleistungspegel
in Richtung des Mindest-Schwellwertleistungspegels
zu verstellen. In diesem Fall überprüft jede
Basisstation, ob das Leistungsregelbit die Basisstation angewiesen
hat, ihren Sendeleistungspegel nach unten zu verstellen. Für die Basisstationen 312 und 316 ist
die Antwort im Schritt 510 nein. Nach der Darstellung in 6 schreiten
diese zwei Basisstationen zur Zeit T zum Schritt 520 weiter, wo
sie ihren Sendeleistungspegel 410 um die Aufwärtsschrittgröße nach
oben verstellen. Dann zeigen die Basisstationen 312 und 316 im
Schritt 552 ihren Sendeleistungspegel dem Prozessor 328 an.
Der Prozessor 328 stellt wie unten beschrieben den Mindest-Schwellwertleistungspegel
einmal pro Rahmen ein. Wenn der Prozessor nicht bestimmt, daß der Wert
des Mindest-Schwellwertleistungspegels
der gleiche bleiben sollte, erhält jede
Basisstation daher den eingestellten Mindest-Schwellwertleistungspegel
einmal pro Rahmen vom Prozessor 328. Typischerweise empfängt die
Basisstation den eingestellten Mindest-Schwellwertleistungspegel vom
Prozessor 328 zur gleichen Zeit in jedem Rahmen. Im Schritt 555 überprüft jede
Basisstation, ob es die Zeit ist, zu der sie den eingestellten Mindest-Leistungspegel vom
Prozessor erhält.
Wenn die Antwort nein ist, dann kehrt die Basisstation zum Schritt 500 zurück und wartet
auf das nächste
Leistungsregelbit. Wenn die Antwort im Schritt 555 ja ist,
dann empfängt
jede Basisstation im Schritt 560 den eingestellten Mindest-Schwellwertleistungspegel 420 vom
Prozessor 328 und ändert
ihren Mindest-Schwellwertleistungspegel auf den eingestellten Schwellwertleistungspegel.
Dann kehrt die Basisstation zum Schritt 500 zurück und wartet
auf das nächste
Leistungsregelbit.
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Für die Basisstation 314 ist
die Antwort im Schritt 410 ja, und sie schreitet zum Schritt 530 fort,
wo die Basisstation 314 überprüft, ob ihr Sendeleistungspegel 430 innerhalb
einer Schrittgröße vom Mindest-Schwellwertleistungspegel 420 liegt.
Wenn die Antwort im Schritt 530 nein ist, dann würde die
Basisstation im Schritt 540 ihren Sendeleistungspegel um
eine Schrittgröße nach
unten verstellen, ihren Sendeleistungspegel dem Prozessor 328 im
Schritt 552 anzeigen, überprüfen, ob
es Zeit ist, den eingestellten Mindest-Leistungspegel vom Prozessor
zu empfangen und zum Schritt 500 zurückkehren. Wenn die Antwort
im Schritt 530 ja ist, wie es im vorliegenden Fall der
Fall ist, schreitet die Basisstation 314 zum Schritt 550 fort
und stellt ihren Sendeleistungspegel 430 so ein, daß er dem
Mindest-Schwellwertleistungspegel 420 gleich ist. Im Schritt 552 zeigt die
Basisstation 314 ihren Sendeleistungspegel 430 dem
Prozessor 328 an und im Schritt 555 überprüft die Basisstation,
ob es Zeit ist, den eingestellten Mindest-Leistungspegel vom Prozessor
zu erhalten. Wenn die Antwort nein ist, dann kehrt die Basisstation
zum Schritt 500 zurück
und wartet auf die nächsten
Leistungsregelbit. Wenn die Antwort im Schritt 555 ja ist,
dann empfängt
die Basisstation im Schritt 560 den eingestellten Mindest-Schwellwertleistungspegel 420 vom
Prozessor 328 und ändert
ihren Mindest-Schwellwertleistungspegel auf den eingestellten Schwellwert-Leistungspegel.
Dann kehrt die Basisstation zum Schritt 500 zurück und wartet
auf das nächste
Leistungsregelbit.
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Da
die Basisstation 314 die stärkste Abwärtsstrecke besaß und den
Sendeleistungspegel 430 der Abwärtsstrecke verringerte, erhält das mobile
Endgerät 126 immer
noch nicht das Signal mit gewünschter
Leistung. Das mobile Endgerät 126 sendet
ein weiteres Leistungsregelbit, mit dem es anfordert, daß die Basisstationen
die Leistung auf der Abwärtsstrecke
erhöhen.
Im Schritt 500 empfangen Basisstationen 312 und 316 ein
Leistungsregelbit, das anzeigt, daß die Basisstationen ihre Leistung
erhöhen
sollten und, unter Befolgung der oben beschriebenen Schritte, erhöhen die
Basisstationen 312 und 316 zur Zeit T + 1,25 wieder
den Sendeleistungspegel ihrer Abwärtsstrecke 410 um
eine Schrittgröße. Wenn
sich die Aufwärts-Verkehrsstrecke nicht
verbessert hat, kann die Basisstation 314 wieder ein Leistungsregelbit
erhalten, das anzeigt, daß sie
die Leistung verringern sollte (d.h. die Basisstation 314 empfängt wieder
das falsche Leistungsregelbit). Die Basisstation 314 befolgt
die gleichen oben beschriebenen Schritte. Wie aus 6 ersichtlich
ist, ist, wenn die Basisstation 314 den Schritt 550 zur
Zeit T + 1,25 erreicht, ihr Sendeleistungspegel 430 bereits
auf dem Mindest-Schwellwertleistungspegel 420. Der Sendeleistungspegel 430 der
Basisstation 314 bleibt daher auf dem Mindest-Schwellwertleistungspegel 420.
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Das
mobile Endgerät 126 sendet
wieder ein Leistungsregelbit, in dem es anfordert, daß die Leistung auf
der Abwärtsstrecke
erhöht
werden soll. Wenn die Basisstation 314 endlich das richtige
Leistungsregelbit empfängt,
erhöht
sie den Sendeleistungspegel 430 auf ihre Abwärtsstrecke
und das mobile Endgerät 126 empfängt endlich
das Signal mit einem annehmbaren Leistungspegel. Von den Basisstationen 312 und 316 ist das
Leistungsregelbit ebenfalls empfangen worden, und sie erhöhen ebenfalls
den Sendeleistungspegel 410 auf ihren Abwärtsstrecken.
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Wie
durch einen Vergleich von 2 und 6 ersichtlich
ist der Unterschied zwischen den Sendeleistungspegeln 410 und 430 der
Basisstationen mit dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
bedeutend geringer als der Unterschied zwischen den Sendeleistungspegeln 140 und 130 der
Basisstationen ohne diesen. Dadurch werden einige der Basisstationen
daran gehindert, mit einem übermäßigen Leistungspegel
zu übertragen
und daher die Gesamtleistung des Systems verringert.
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Wie
oben im Schritt 552 erwähnt
zeigen die Basisstationen 312, 314 und 316 ihre
Sendeleistungspegel dem Prozessor 328 an. Wie in 3, 6 und 5B gezeigt empfängt der Prozessor 328 im
Schritt 565 einmal pro Leistungsregelgruppe eine Anzeige
von jeder der Basisstationen 312, 314 und 316 in
der sanften Weiterschaltung, ob der Sendeleistungspegel der Basisstation
gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel ist. Als Alternative
kann jede Basisstation einen Zähler
darüber
unterhalten, wieviele Male sie während
eines Rahmen auf dem Mindest-Schwellwertleistungspegel liegt, und
kann die Zählung
einmal pro Rahmen zum Prozessor 328 übertragen. Im Schritt 570 überprüft der Prozessor 328,
ob er alle Anzeigen von jeder der Basisstationen für die Zeitperiode,
die vorzugsweise einen Rahmen beträgt, empfangen hat. Da beispielsweise jede
Basisstation je Leistungsregelgruppe eine Anzeige zum Prozessor 328 sendet,
empfängt
der Prozessor 328 mit 16 Leistungsregelgruppen pro Rahmen 48 Anzeigen
pro Rahmen. Wenn er nicht alle Anzeigen empfangen hat, kehrt der
Prozessor 328 zum Schritt 565 zurück und wartet
auf den nächsten
Satz Anzeigen.
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Wenn
er alle Anzeigen empfangen hat, dann überprüft der Prozessor 328 im
Schritt 575, ob während des
Rahmens alle Basisstationen für
einen vorbestimmten Prozentsatz der Leistungregelgruppen einen Sendeleistungspegel
gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel aufwiesen. Beispielsweise
kann der vorbestimmte Prozentsatz 50% betragen, was 24 Leistungsregelgruppen
für die
48 Anzeigen beträgt.
Im Schritt 575 überprüft der Prozessor 328 daher,
ob die Sendeleistungspegel für
mindestens 24 Leistungsregelgruppen dieses Rahmens gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
waren. Wenn der Sendeleistungspegel für 24 oder mehr Leistungspegelgruppen
gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel war, dann würde der
Prozessor den Mindest-Schwellwertleistungspegel in Abhängigkeit
von jeglichen Mindestwerten in der Mindest-Schwellwertleistung den
Mindest-Schwellwertleistungspegel verringern. Wenn der Sendeleistungspegel für weniger
als 24 Leistungsregelgruppen gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
war, dann würde
der Prozessor 328 den Mindest-Schwellwertleistungspegel
in Abhängigkeit
von irgendwelchen Maximalwerten in der Mindest-Schwellwertleistung anheben.
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Als
der vorbestimmte Prozentsatz sollte der Prozentsatz ausgewählt werden,
der die Gesamtsendeleistung um den größten Betrag verringert. Der
vorbestimmte Prozentsatz kann durch Durchführung einer Mehrzahl von Simulationen
oder durch eine empirische Studie zum Erhalten der Gesamtleistung
der Abwärtsstrecken
zu einem mobilen Endgerät
in einer sanften Weiterschaltung von allen Basisstationen in der
sanften Weiterschaltung erhalten werden. Die Basisstationen in der
Simulation werden mit einem Mindest-Schwellwertleistungspegel programmiert.
Jede Simulation sollte mit den Basisstationen unter voller Belastung,
d.h. bei voller Kapazität,
mit einer gewissen Geschwindigkeit der Bewegung des mobilen Endgeräts, mit
einem gewissen Signal-Rausch-Verhältnis zwischen den Basisstationen
und dem mobilen Endgerät
aufgesetzt werden. Das Signal-Rausch-Verhältnis läßt sich ausdrücken als
wobei Î
or der
Leistungspegel pro Bandbreiteneinheit an der Mobilstation, d.h.
die Summe der Leistungspegel aller Signale von den Basisstationen
in der sanften Weiterschaltung mit dem mobilen Endgerät gemessen
am mobilen Endgerät
ist. I
0c ist die Summe der Leistungspegel
aller Signale von den Basisstationen im drahtlosen Kommunikationssystem,
die sich nicht in sanfter Weiterschaltung mit dem mobilen Endgerät befinden,
gemessen am mobilen Endgerät.
N
o ist das thermische Rauschen des Empfängers des
mobilen Endgeräts.
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Bei
jeder Simulation wird ein bestimmter Prozentsatz gleich dem Prozentsatz
von Leistungsregelgruppen gesetzt, auf den der Prozessor den Mindest-Schwellwertleistungspegel
einstellt. Die Simulation sollte die gesamte Sendeleistung für eine Zeitdauer
erhalten, die lang genug ist, um sicherzustellen, daß die Rahmenfehlerrate
auf der Abwärtsstrecke
annehmbar ist. Wenn beispielsweise die gewünschte Rahmenfehlerrate 1% beträgt und die
ausreichende Zeitdauer rund 10000 Rahmen beträgt. Diese Gesamtleistung wird
dann über die
Zeitdauer gemittelt, womit die Durchschnittssendeleistung der Simulation
erhalten wird.
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Die
Simulationen sollten wiederholt werden, wobei man alle außer einem
der obigen Faktoren gleich hält
und einen der Faktoren verändert.
Das Signal-Rausch-Verhältnis sollte
verändert
werden. Beispielsweise können
mehrere Simulationen wie beispielsweise 3 durchgeführt werden,
die jeweils ein unterschiedliches Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen,
wie beispielsweise 2 dB, 5 dB und 8 dB. Die übrigen Faktoren werden alle konstant
gehalten, so daß alle
Basisstationen auf voller Kapazität laufen, das mobile Endgerät sich mit
einer gewissen konstanten Geschwindigkeit bewegt und der Prozentsatz
auf einen konstanten Prozentsatz gesetzt ist. Dann wird die Geschwindigkeit,
mit der sich das mobile Endgerät
bewegt, geändert,
und die 3 Simulationen werden mit unterschiedlichen Signal-Rausch-Verhältnissen
wiederholt. Die Geschwindigkeit kann einmal oder zweimal geändert werden,
was insgesamt 6 bzw. 9 Simulationen ergibt. Wenn zwei Sätze von
Simulationen mit zwei Geschwindigkeiten gefahren werden, können die
Geschwindigkeiten 3 km/h und 100 km/h benutzt werden. Wenn drei
Sätze von
Simulationen gefahren werden, kann 33 km/h als die dritte Geschwindigkeit
zugefügt
werden. Die Anzahl von Basisstationen in der sanften Weiterschaltung
kann ebenfalls geändert
werden, typischerweise werden die Simulationen mit entweder zwei
oder drei Basisstationen gefahren. Die Simulationen mit unterschiedlichen
Signal-Rausch-Verhältnissen
und unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Mobilgeräts sollten
für eine
Anzahl von zwei Basisstationen und eine Anzahl von drei Basisstationen
wiederholt werden. Der Prozentsatz von Leistungsregelgruppen, bei
denen der Prozessor den Mindest-Schwellwertleistungspegel einstellt,
wird in diesen Simulationen konstant gehalten. Die in jeder Simulation
erhaltene Durchschnittssendeleistung wird über alle Simulationen für den Prozentsatz
gemittelt. Diese gemittelte Leistung ist die dem Prozentsatz zugeordnete
Leistung.
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Dann
wird der Prozentsatz geändert
und die gleichen Simulationen werden für einen anderen Prozentsatz
durchgeführt.
Die Simulationen können
für weitere
2, 3 oder viele Prozentsätze
durchgeführt
werden, in Abhängigkeit
von der zum Fahren der Simulationen zur Verfügung stehenden Prozessorzeit.
Die den Prozentsätzen
zugeordneten Leistungen werden dann miteinander verglichen und die
niedrigste Leistung wird bestimmt. Der der niedrigsten Leistung
zugeordnete Prozentsatz ist der optimale Prozentsatz und sollte
als der vorbestimmte Prozentsatz von Leistungsregelgruppen ausgewählt werden,
bei dem der Prozessor den Mindest-Schwellwertleistungspegel einstellt.
Typischerweise kann dieser Prozentsatz zwischen 10% und 70% der Leistungsregelgruppen
wie beispielsweise 50% betragen, obwohl dieser Prozentsatz ein beliebiger
Prozentsatz zwischen 0% und 100% sein kann.
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Zusätzlich zum
Messen der Gesamtsendeleistung mißt jede Simulation auch den
Wert des Mindest-Schwellwertleistungspegels die gesamte Simulation
hindurch. Dieser wert wird über
die Anzahl von Rahmen in den Simulationen gemittelt und dann über die
Anzahl von Simulationen gemittelt, um einen gemittelten Mindest- Schwellwertleistungspegel
zu erhalten, der jedem Prozentsatz zugeordnet ist. Der dem optimalen Prozentsatz
zugeordnete gemittelte Mindest-Schwellwertleistungspegel sollte
der Anfangswert des Mindest-Schwellwertleistungspegels
in Basisstationen 312, 314 und 316 sein.
Typischerweise wird dieser Wert zwischen rund 8 dB und 10 dB unter
dem Leistungspegel des Piloten liegen.
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Zurückkehrend
zum Schritt 575 schreitet der Prozessor 328, wenn
die Antwort im Schritt 575 nein ist, zum Schritt 577 fort,
wo er prüft,
ob der Mindest-Schwellwertleistungspegel
gleich dem höchsten
Leistungspegel ist, dem der Mindest-Schwellwertleistungspegel gleich
sein darf. Dieser höchste
Leistungspegel ist der Leistungspegel, der für ein Signal benötigt wird,
wenn die Basisstation voll belastet ist und die Pfaddämpfung zwischen
der Basisstation und dem mobilen Endgerät die höchste ist. Der höchste Leistungspegel
kann entweder aus Simulation oder aus einer empirischen Untersuchung
erhalten werden. Typischerweise kann der höchste Leistungspegel zwischen
0 dB und 11 dB unter dem Leistungspegel des Piloten liegen. Beispielsweise kann
in einem System CDMA 2000 1X mit einer Datenrate von 9600 der höchste Leistungspegel
0 dB unter dem Leistungspegel des Piloten liegen.
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Wenn
die Antwort im Schritt 577 nein ist, bestimmt der Prozessor 328 im
Schritt 578 die Schwellwertschrittgröße. Vorzugsweise verändert sich
die Größe der Schwellwertschrittgröße auf Grundlage
dessen, wieviel Male die Sendeleistungspegel von allen Basisstationen
gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel sind. Dadurch kann
die Schwellwertschrittgröße mehr
als der Sendeleistungspegel sein. Als Alternative kann die Schwellwertschrittgröße eine
feste Schrittgröße sein.
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Gleichung
1 zeigt ein Verfahren zum Erhalten einer Schwellwertschrittgröße, deren
Größe sich
auf Grundlage dessen, wieviele Male die Sendeleistungspegel von
allen Basisstationen gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
sind, verändert.
Eu ist die Anzahl von Malen, die die Sendeleistungspegel
der entsprechenden Basisstationen nicht gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
sind. N ist die Anzahl von Leistungsregelgruppen in dem Rahmen.
AN ist die Anzahl von Basisstationen in
der sanften Weiterschaltung. Fd ist der
vordefinierte Anteil von Leistungsregelgruppen mit Sendeleistungspegeln
gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel,
die eine Einstellung des Mindest-Leistungspegels auslösen. Δd ist
die größtmögliche Schwellwertschrittgröße pro Rahmen
ausgedrückt
in dB.
-
-
Wenn
es beispielsweise 3 Basisstationen in der sanften Weiterschaltung
gibt, der vordefinierte Prozentsatz 50% ist, die Anzahl von Malen,
die die Sendeleistungspegel der entsprechenden Basisstationen nicht gleich
dem Mindest-Schwellwertleistungspegel sind, 20 beträgt und die
größtmögliche Abwärtsschrittgröße pro Rahmen
0,5 beträgt,
dann ist unter Verwendung der Gleichung 1 die Schwellwertschrittgröße gleich
-
-
Nach
Bestimmung der Schwellwertschrittgröße erhöht dann der Prozessor 328 im
Schritt 580 den Mindest-Schwellwertleistungspegel
um den kleineren von entweder der Schwellwertschrittgröße oder
eines Wertes, der dem Mindest-Schwellwertleistungspegel gleich seinem
zulässigen
höchsten
Leistungspegel machen würde.
Der Prozessor 328 schreitet zum Schritt 595 fort
und überträgt den eingestellten
Schwellwertleistungspegel zu den Basisstationen. Dann kehrt der
Prozessor 328 zum Schritt 565 zurück, um auf
die nächsten
Sendeleistunspegel zu warten. Wenn die Antwort im Schritt 577 ja
ist, stellt der Prozessor nicht den Mindest-Schwellwertleistungspegel
ein und kehrt zum Schritt 565 zurück, um auf die nächsten Sendeleistungspegel
zu warten.
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Wenn
die Antwort im Schritt 575 ja ist, dann prüft der Prozessor 328 im
Schritt 585, ob der Mindest-Schwellwertleistungspegel gleich dem
niedrigsten Leistungspegel ist, dem der Mindest-Schwellwertleistungspegel
gleich sein darf. Der niedrigste Leistungspegel ist der Leistungspegel,
der für
eine Verbindung benötigt
wird, wenn die Basisstation voll belastet ist und die Pfaddämpfung zwischen
der Basisstation und dem mobilen Endgerät die niedrigste ist. Der niedrigste
Leistungspegel kann entweder aus Simulation oder einer empirischen
Untersuchung erhalten werden. Typischerweise kann der niedrigste
Leistungspegel zwischen 8 dB und 20 dB unter dem Leistungspegel
des Piloten liegen. Beispielsweise kann in einem System CDMA 2000 1X
mit einer Datenrate von 9600 und einer Chip-Rate von 1,2288 M chips/sec
der höchste
Leistungspegel 20 dB unter dem Leistungspegel des Piloten liegen.
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Wenn
die Antwort im Schritt 585 nein ist, dann bestimmt der
Prozessor 328 im Schritt 587 die Schwellwertschrittgröße unter
Verwendung der Gleichung 1 wie oben beschrieben. Wenn es beispielsweise
3 Basisstationen in der sanften Weiterschaltung gibt, der vordefinierte
Prozentsatz 50% beträgt,
die Anzahl von Malen, die die Sendeleistungspegel der entsprechenden
Basisstationen nicht gleich dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
sind 30 beträgt
und die größtmögliche Abwärtsschrittgröße pro Rahmen
0,5 beträgt,
dann ist unter Verwendung der Gleichung 1 die Schwellwertschrittgröße gleich
-
-
Nach
Bestimmung der Schwellwertschrittgröße verringert dann der Prozessor 328 im
Schritt 590 den Mindest-Schwellwertleistungspegel
um den kleineren von entweder der Schwellwertschrittgröße oder
einem Wert, der die Mindest-Schwellwertleistung gleich deren zulässigem niedrigsten
Leistungspegel machen würde. Der
Prozessor 328 schreitet zum Schritt 595 fort und überträgt den eingestellten
Schwellwertleistungspegel zu den Basisstationen. Dann kehrt der
Prozessor 328 zum Schritt 565 zurück und wartet
auf die nächsten
Sendeleistungspegel. Wenn die Antwort im Schritt 585 ja
ist, dann stellt der Prozessor nicht den Mindest-Schwellwertleistungspegel ein und kehrt
zum Schritt 565 zurück,
um auf die nächsten
Sendeleistungspegel zu warten.
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Wahlweise
kann der Prozessor jedoch, wenn der Mindest-Schwellwertleistungspegel entweder gleich dem
höchsten
oder dem niedrigsten Leistungspegel ist, der in Schritten 577 bzw. 585 zugelassen
ist, zum Schritt 595 weitergehen, um den Mindest-Schwellwertleistungspegel
zu übertragen.
Der Prozessor 328 kehrt dann zum Schritt 565 zurück, um auf
die nächsten
Sendeleistungspegel zu warten.
-
Bezugnehmend
auf 8 und 7A wird nunmehr der Fall beschrieben,
wo der Schwellwertleistungspegel festliegt, jede Basisstation mit
dem festen Schwellwertleistungspegel programmiert ist und jede Basisstation
darüber
entscheidet, wie sie ihren Sendeleistungspegel vor Ort einstellt.
In diesem Fall befolgen die Basisstationen einen Teil des oben beschriebenen
Verfahrens für
den Fall eines durch den Prozessor eingestellten Mindest-Schwellwertleistungspegels.
Der zutreffende Teil enthält
die durch die Basisstation durchgeführten Schritte, die den Prozessor
nicht enthalten, d.h. Schritte 500 bis 550.
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Im
Schritt 500 empfangen die Basisstationen das Leistungsregelbit.
Im Schritt 510 prüft
jede der Basisstationen 612, 614 und 616,
ob das empfangene Leistungsregelbit sie anwies, ihren Sendeleistungspegel zum
Mindest-Schwellwertleistungspegel hin einzustellen. In diesem Fall überprüft jede
Basisstation, ob das Leistungsregelbit die Basisstation anwies,
ihren Sendeleistungspegel herabzusetzen. Wenn die Antwort im Schritt 510 für eine bestimmte
Basisstation nein ist, schreitet die Basisstation zum Schritt 520 fort,
wo sie ihren Sendeleistungspegel um die eingestellte Aufwärtsschrittgröße nach
oben einstellt. Dann kehrt die Basisstation zum Schritt 500 zurück und wartet
auf das nächste
Leistungsregelbit. Wenn die Antwort im Schritt 510 ja ist, schreitet
die Basisstation zum Schritt 530 fort, wo sie überprüft, ob ihr
Sendeleistungspegel innerhalb einer Schrittgröße von dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
liegt. Wenn die Antwort im Schritt 530 nein ist, dann stellt
die Basisstation im Schritt 540 ihren Sendeleistungspegel
um eine Schrittgröße nach
unten und kehrt zum Schritt 500 zurück, um auf das nächste Leistungsregelbit
zu warten. Wenn die Antwort im Schritt 530 ja ist, dann
schreitet die Basisstation zum Schritt 550 fort und stellt
ihren Sendeleistungspegel so ein, daß er dem Mindest-Schwellwertleistungspegel
gleich ist. Dann kehrt die Basisstation zum Schritt 500 zurück und wartet auf
die nächsten
Leistungsregelbit.
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Ähnlich den
oben beschriebenen Verfahren werden durch den festen Mindest-Schwellwertleistungspegel
die Unterschiede zwischen den Sendeleistungspegeln der Basisstationen
in einer sanften Weiterschaltung kleiner als die Unterschiede zwischen
den Sendeleistungspegeln der Basisstationen ohne festen Mindest-Schwellwertleistungspegel
gehalten. Dadurch wird verhindert, daß einige der Basisstationen
mit einem übermäßigen Leistungspegel
senden und daher die Gesamtleistung des Systems verringert.
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Der
feste Mindest-Schwellwertleistungspegel sollte als der Mindest-Schwellwertleistungspegel
ausgewählt
werden, der die gesamte Sendeleistung um den größten Betrag verringert. Typischerweise
wird dieser Wert zwischen rund 8 dB und 10 dB unter dem Leistungspegel
des Piloten liegen.
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Der
feste Mindest-Schwellwertleistungspegel kann durch Durchführen der
Simulationen oder einer empirischen Untersuchung wie oben beschrieben
für den
Fall mit einem vom Prozessor eingestellten Mindest-Schwellwertleistungspegel
erhalten werden. Der dem optimalen Prozentsatz zugeordnete gemittelte
Mindest-Schwellwertleistungspegel
sollte der feste Mindest-Schwellwertleistungspegel
der Basisstationen sein.
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Jede
Basisstation in einer sanften Weiterschaltung sollte den gleichen
Wert für
den festen Schwellwertleistungspegel benutzen, wenn sie mit der
Mobilstation in der sanften Weiterschaltung kommuniziert. Dieser
feste Schwellwertleistungspegel kann von der primären Basisstation
bestimmt und den sekundären
Basisstationen zu Beginn der sanften Weiterschaltung zur Verfügung gestellt
werden, oder der feste Schwellwertleistungspegel kann an einer zentralen
Stelle wie beispielsweise der MSC 620 bestimmt und allen
Basisstationen in der sanften Weiterschaltung zur Verfügung gestellt
werden. Die Basisstationen in einer anderen sanften Weiterschaltung
können
entweder den gleichen Wert oder einen anderen Wert als fester Schwellwertleistungspegel
benutzen, wenn sie mit der Mobilstation in der anderen sanften Weiterschaltung
kommunizieren.
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Obwohl
die obigen beispielhaften Ausführungsformen
für die
Mindest-Schwellwertleistungspegel beschrieben worden sind, können alle
diese Ausführungsformen
entweder einen Höchst-Leistungspegel
oder sowohl einen Mindest- als auch Höchst-Schwellwertleistungspegel
einschließen. Ähnlich den
Mindest-Schwellwertleistungspegeln werden die Höchst-Schwellwertleistungspegel
so ausgewählt,
daß die
niedrigste Gesamtleistung erhalten wird. Die Höchst-Schwellwertleistungspegel
können
auf ähnliche
Weise wie der Mindest-Schwellwertleistungspegel
ausgewählt
werden. Man sollte jedoch darauf achten, sicherzustellen, daß Zufügen eines
Höchst-Schwellwertleistungspegels
nicht zu einer unannehmbaren Anzahl von Fehlern im Sendesignal führt. Beispielsweise
sollte in den Fällen,
wo die Höchst-Schwellwertleistungspegel
einstellbar sind, die Höchst-Schwellwertleistungspegel
eingestellt werden, wenn der Prozentsatz von Leistungsregelgruppen
mit einem Leistungspegel gleich dem Höchst-Schwellwertleistungspegel
und 1% bis 5% der Leistungsregelgruppen von allen Basisstationen
in der sanften Weiterschaltung während
des Rahmens beträgt.
-
Das
obige ist nur beispielhaft. So ist beispielsweise in der beispielhaften
Ausführungsform
die Abwärtsschrittgröße größer als
die Aufwärtsschrittgröße. Bei
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung wird der Sendeleistungspegel um die gleiche Schrittgröße eingestellt,
um einen eingestellten Sendeleistungspegel zu bilden, wenn die Basisstation
eine Anzeige zum Einstellen des Sendeleistungspegels empfangen hat. Der
eingestellte Sendeleistungspegel wird um einen Verringerungsbetrag
verringert. Der Verringerungsbetrag weist eine größere Größe als Null
und eine kleinere als die Schrittgröße auf. Der Verringerungsbetrag
wird vorzugsweise so ausgewählt,
daß sich
die Kapazität
des Systems erhöht.
Ein optimaler Verringerungsbetrag kann durch Durchführen einer
Mehrzahl von Simulationen erhalten werden, bei denen der Verringerungsbetrag
die einzige, von Simulation zu Simulation veränderte Variable ist. Der Verringerunsbetrag,
der das System mit der höchsten
Kapazität
ergibt, ist der optimale Verringerungsbetrag. Beispielsweise kann
der Verringerungsbetrag 0,1 dB betragen. Wenn der Sendeleistungspegel
anstatt als dB linear ausgedrückt
wird, wird der Verringerungsbetrag in einen Faktor umgewandelt.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung wird der Verringerungsbetrag unter Verwendung des
Verhältnisses
eines durch eine Mobilstation in der sanften Weiterschaltung empfangenen
Abwärtsstreckenpilotleistungspegels
der Basisstation und eine Summe von durch die Mobilstation empfangenen
Abwärtsstreckenpilotleistungspegeln
aller Basistationen in der sanften Weiterschaltung gewichtet. Der
Sendeleistungspegel wird dann um den gewichteten Verringerungsbetrag
reduziert.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung wird der Einstellungsfaktor auf Grundlage des Verhältnisses
eines durch eine Mobilstation in der sanften Weiterschaltung empfangenen
Abwärtsstrecken-Pilotleistungspegels
und einer Summe der durch die Mobilstation empfangenen Abwärtsstrecken-Pilotleistungspegel
aller Basisstationen in der sanften Weiterschaltung gewichtet. Die
Basisstation empfängt
Abwärtsstrecken-Pilotleistungspegel,
sowie diese Abwärtsstrecken-Pilotleistungspegel
durch die Mobilstation empfangen werden, für alle Basisstationen in der
sanften Weiterschaltung. Die Basisstation empfängt diese Abwärtsstrecken-Pilotleistungspegel
in einer Pilotstärkenmessungsnachricht.
Die Schrittgröße wird
dann um den gewichteten Einstellungsfaktor eingestellt.
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Zusätzlich kann,
obwohl die Zeitdauer in der beispielhaften Ausführungsform ein Rahmen ist und
das Zeitintervall eine Leistungsregelgruppe ist, jede Zeitperiode
mit mindestens einem Zeitintervall benutzt werden, und jedes Zeitintervall
kann benutzt werden, während
dem eine Leistungspegelmessung der Abwärtsstrecke durchgeführt werden
kann. Beispielsweise kann die Zeitperiode mehrere Rahmen oder eine
oder mehrere Leistungsregelgruppen betragen, die 1,25-ms-Zeitintervalle sind,
für die
Leistungsmessungen für
Abwärtsstrecke
durchgeführt
werden können.
Das Zeitintervall kann mehrere Leistungsregelgruppen oder einen
oder mehrere Rahmen betragen.
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Weiterhin
kann, obwohl der Prozessor in der beispielhaften Ausführungsform
sich an einer zentralen Stelle befindet wie beispielsweise der MSC,
er sich an einer der Basisstationen befinden. Als Alternative kann die
Verarbeitungsfunktion unter der MSC und mehreren Basisstationen
oder nur unter mehreren Basisstationen verteilt sein.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform
beschrieben worden ist, wird der Fachmann mit Bezugnahme auf die
Beschreibung und Zeichnungen verstehen, daß verschiedene Abänderungen
und Alternativen darin möglich
sind, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu weichen.