WO1999065158A1 - Method for maintaining an operating condition of a mobile radio telephone system, mobile station and base station - Google Patents

Method for maintaining an operating condition of a mobile radio telephone system, mobile station and base station Download PDF

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WO1999065158A1 PCT/DE1999/001614 DE9901614W WO9965158A1 WO 1999065158 A1 WO1999065158 A1 WO 1999065158A1 DE 9901614 W DE9901614 W DE 9901614W WO 9965158 A1 WO9965158 A1 WO 9965158A1
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mobile
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Bernhard Raaf
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04W52/44—TPC being performed in particular situations in connection with interruption of transmission

Definitions

  • the invention relates to a method for maintaining an operating condition of a mobile radio system, which consists in the fact that the radio signals transmitted by the mobile stations have a reception power lying within a tolerance range at the base station.
  • time multiple access TDMA time multiple access
  • frequency multiple access FDMA frequency multiple access FDMA
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • This can be a so-called wideband CDMA mobile radio system with several frequency ranges for the uplink (mobile station to base station) and, separately therefrom, several frequency ranges for the downlink (base station to mobile station) and / or a TD / CDMA system with a common frequency range for the uplink and the downlink where the Separation between uplink and downlink is achieved by combining the CDMA system with a TDMA system.
  • Hybrid multiple access methods of this type and all transmission methods which have a CDMA component are also referred to as CDMA systems in the context of this application.
  • the receiving device of the base station must simultaneously receive, process and detect radio signals transmitted in a frequency channel, possibly of several different connections.
  • the signal / noise ratio is determined in the base station for each connection from the mobile station to the base station.
  • the measurement results or commands for regulating the transmission power are signaled to the mobile stations, whereupon theirs
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method, a mobile station and a base station with which it can be achieved that, even in the case of unusual transmission conditions, the radio signals transmitted by the mobile stations and received at the base station have an output which is within a tolerance range.
  • the invention is therefore based on the idea of regulating the transmission power of the mobile stations within a control range under normal transmission conditions, for example a sufficiently large distance between all mobile stations and the base station allocated to these mobile stations, such that the radio signals transmitted by the mobile stations and received at the base station have a reception power lying within a tolerance range; in the case of unusual transmission conditions, such as an insufficient distance between a mobile Station and the base station assigned to this mobile station, a control command is generated which restricts the operation of this mobile station.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a mobile radio system
  • Figure 2 is a schematic representation of a radio.
  • FIG. 1 shows a cellular mobile radio system which consists of a multiplicity of mobile switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one base station controller BSC, which can also be formed by a data processing system. Each base station controller BSC is in turn connected to at least one base station BS.
  • a base station BS is a radio device which can establish a radio connection to other radio devices, so-called mobile stations MS, via a radio interface. Data can be transmitted between the mobile stations MS and the base station BS assigned to these mobile stations MS by means of radio signals.
  • the range of the radio signals of a base station BS essentially define a radio cell FZ.
  • the allocation of resources such as frequency bands or spreading code sets to radio cells and thus to the data to be transmitted can be controlled by control devices such as the base station controller BSC.
  • Base stations BS and a base station controller BSC can be combined to form a base station system BSS.
  • the base station system BSS is also responsible for radio channel management, data rate adaptation, monitoring the radio transmission link, handover procedures, connection control and the allocation or signaling of the spreading codes to be used and transmits the necessary signaling information to the mobile stations MS.
  • the physical transmission resources are assigned to logical channels by a multiple access method such as a CDMA method according to a defined scheme.
  • a multiple access method such as a CDMA method according to a defined scheme.
  • the logical channels can be assigned to a specific connection between a base station BS and a mobile station MS
  • a control system for the transmission power of the transmitter power amplifier SV of the mobile stations MS is provided.
  • the transmission power of the mobile stations MS can be set in contrast to the reception power of the radio signals that are sent from the base station BS to the mobile stations MS.
  • the reception power of the radio signals sent by the mobile stations MS is measured at the base station BS and a control command is generated which, after transmission to the corresponding mobile stations MS, development of the transmission power of these mobile stations MS, so that the reception powers of the radio signals of the different mobile stations MS at the base station BS are as small as possible or as large as possible.
  • the control system can thus be implemented by the interaction of corresponding components of the base station BS and the mobile station MS.
  • a first control command is generated, possibly transmitted to the control device STE of the mobile station MSI, and there triggers the switching of the mobile station MSI into a defined, restricted operating state, in which in particular the uplink communication between the mobile station MSI and the base station BS is restricted in such a way that the connections of the other mobile stations MS2, MS3 to the base station BS are not disturbed too much.
  • the downlink communication from the base station BS to the mobile station MSI can be maintained in this restricted operating state.
  • the first control command is no longer generated or a second control command is generated, which is transmitted to the control device STE of the mobile station MSI and triggers the switching of the mobile station MSI into the normal operating mode.
  • a command is generated in the base station BS or the mobile station MSI which interrupts or The affected connection between the mobile station MSI and the base station BS is terminated or the connection is switched over to another base station and / or a different frequency range. If this handover procedure fails, the mobile station MSI is not switched back to the original base station BS in order to avoid a new near-far problem.
  • the first control command is generated in the mobile station MSI if, for example, due to the short distance between the mobile station MSI and the base station BS, the transmission power of the mobile station MSI has been regulated down to the lower transmission power limit by the transmission power control and by the control system further commands for further reducing the transmission power are transmitted for the transmission power regulation.
  • the first control command is generated in the base station BS when the reception power of the radio signals transmitted by the mobile station MSI at the base station BS exceeds a predetermined reception power threshold.
  • the first control command is generated in the base station BS when the interference in the transmission or reception of the radio signals transmitted by other mobile stations MS2, MS3 is greater than a predetermined interference threshold value, which can be defined by the signal to noise ratio.
  • Control commands that are generated in the base station BS can be transmitted as a signaling message via a signaling channel to the corresponding mobile station MSI.
  • the first control command can also be generated immediately after the first access attempt when establishing a connection and can be transmitted to the mobile station MSI instead of a channel assignment.
  • the first control command can cause the mobile station MSI to refrain from or delay the connection establishment.
  • the processing of the first control command by the control device STE of the mobile station MS leads to a switching of the mobile station MS into a restricted operating state.
  • the following definitions are possible for a restricted operating state:
  • the operation of the transmission power amplifier SV and possibly other upstream components, in particular the high-frequency device HF, is blocked or prevented either by a defined switch-off command from the control device STE to the respective components is transmitted, or the power supply of these components is switched off by the control device STE.
  • the mobile station MSI is switched to a discontmous transmission (DTX) mode, in which the transmitter device SE is switched on in pulse form only at certain time intervals and m the switched on time periods are used in particular for the transmission of particularly important data.
  • DTX discontmous transmission
  • the data are channel-coded against transmission errors before transmission, the channel coding being carried out with less redundancy than in the normal operating state or the transmission being carried out with a lower spreading factor.
  • the duty cycle (ratio between the time in which the transmitting device SE is switched on and the total time) of the pulsed operation of the mobile station MS m as a function of the reception power of the radio signals transmitted by the mobile stations at the base station BS or as a function of the commands Transmission power control is varied so that the received power of the radio signals received at the base station BS is at least temporarily within a tolerance range.
  • the mobile station MSI is switched to an emergency operating state in which the user data rate is reduced at least in the uplink, so that the interference of the other connections between the other mobile stations MS and the base station BS is below an interference threshold, but the connection between the mobile station concerned MSI and the base station BS is not totally interrupted.
  • This can be achieved by a stronger voice compression, a stronger voice activity control or a slower data transmission, in which packet data in the downlink are only answered by a confirmation packet after several packets have been received.
  • the first control command is no longer generated or a second control command is generated to end the restricted operation, which can possibly be transmitted from the base station BS as a signaling message to the mobile station MSI.
  • the restricted operation of the mobile station MSI is ended as soon as there are normal transmission conditions between the mobile station MSI and the base station BS, such as a sufficiently large distance. This can be recognized by the fact that the radio signals sent by the base station BS have a reception power at the mobile station MSI which is below a predetermined reception power threshold.
  • the mobile station MSI sends radio signals to the base station BS at limited time intervals during the restricted operation and as soon as the radio signals sent by the mobile station MSI at the base station BS have a reception power that is below a predefined reception power threshold value, the first control command is no longer generated , or the second control command is generated.
  • a further embodiment provides that the mobile station MSI sends pulsed test radio signals after a certain period of time in the restricted operating state or after receipt of a corresponding control command from the base station BS, the received power of which is measured by the base station BS and the base station BS is dependent on generates a second control command that measures the received power that causes the restricted operation of the mobile station MS to end.
  • a first and a second control command are alternately used for two or more mobile stations.
  • NEN that are in the restricted operating state, generated and distributed to mobile stations MS in such a way that not all mobile stations MS transmit at the same time, or that the reception power at the base station BS is as constant as possible. In this way, several mobile stations MS can determine in a coordinated manner whether there are normal or unusual transmission relationships between them and the base station BS.
  • FIG. 2 shows a radio, which can be a base station BS or a mobile station MS. It consists of a data source DQ and a data sink DS, which can be implemented by a microphone and a loudspeaker element or corresponding connections to a mobile switching center MSC.
  • a control device STE a processing device VE, a power supply device SVE, a high-frequency device HF consisting of a receiving device EE, a transmitting device SE and a frequency synthesizer SYN and an antenna device ANT are provided.
  • the individual elements of the radio are also connected to one another by conductor tracks or bus systems.
  • the control device STE essentially consists of a program-controlled microcontroller MC and the processing device VE consists of a digital signal processor DSP, both of which have write and read access to memory modules SPE.
  • the microcontroller MC controls and controls all essential elements and functions of the radio and controls the communication and signaling sequence, the switching on and off of certain components of the radio, the switching of the radio into certain operating states, and the detection or determination of the transmission ratios of the connections between the mobile station MS and base station.
  • SPE are the program data that are used to control the radio and the communication process, especially the signaling sation procedures are required, device information, information entered by the user, information generated during the processing of signals are stored and, in particular, reception power threshold values for detecting unusual transmission conditions are stored.
  • the digital signal processor DSP is responsible for the speech and channel coding of the data to be transmitted or received.
  • the analog audio signals and the analog signals originating from the high-frequency device HF are converted into digital signals by analog / digital converters A / D and processed by the digital signal processor DSP.
  • Data to be transmitted are spread by a connection-specific spreading code, modulated by a modulator MOD, amplified by a transmission power amplifier SV and finally emitted with the corresponding transmission power via the antenna ANT.
  • the radio signals are received by the antenna ANT with a reception power, amplified by a reception amplifier EV, demodulated by a demodulator DEM, despread and finally detected by the processing device VE.
  • control commands for transmitting power control can be generated in the control device STE, which can either be processed directly in the control device STE of the mobile station, or can first be transmitted via a signaling channel from the base station BS to the mobile station MS and there can be processed by the control device STE.
  • the power of the transmit power amplifier SV can be regulated or the mobile station MS can be switched to defined operating states.
  • the mobile station in question is switched to a restricted operating state at extremely short distances between the mobile station and base station, in order to avoid the mobile station in other connections of this radio cell due to the limited control range of the transmit power amplifier to avoid occurring faults.

Abstract

The invention relates to a method for overcoming the local-distant problem, especially in CDMA mobile radio telephone systems, whereby the corresponding station is switched at extremely small distances between the mobile station and the base station into a limited operating state in order to avoid interference occurring in other connections of the radio cell as a result of the limited control range of the transmitter power amplifier of the mobile station.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Betriebsbedingung eines Mobilfunksystems, Mobilstation und BasisstationMethod for maintaining an operating condition of a mobile radio system, mobile station and base station
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Betriebsbedingung eines Mobilfunksystems, die darin besteht, daß die von den Mobilstationen gesendeten Funksignale an der Basisstation eine innerhalb eines Toleranzbereichs liegende Empfangsleistung aufweisen.The invention relates to a method for maintaining an operating condition of a mobile radio system, which consists in the fact that the radio signals transmitted by the mobile stations have a reception power lying within a tolerance range at the base station.
Um eine möglichst flexible und effiziente Nutzung von Übertragungskapazitäten zu gewährleisten, werden Daten, wie beispielsweise Sprachdaten, in vielen Kommunikationsnetzen mit- tels eines Vielfachzugriffsverfahrens übertragen. Um die mittels Funksignale übertragenen Daten separieren und einer bestimmten Verbindung bzw. dem entsprechenden Teilnehmer zuteilen zu können, wird beispielsweise beim GSM (Global System for Mobile Communication) - Mobilfunksystem eine Kombination aus Zeitvielfachzugriff TDMA und Frequenzvielfachzugriff FDMA eingesetzt. Bei einem FDMA wird das Frequenzband in mehrere gleich große Frequenzkanäle zerlegt. Diese Frequenzkanäle werden durch den Zeitvielfachzugriff TDMA in 8 Zeitschlitze aufgeteilt.In order to ensure the most flexible and efficient use of transmission capacities, data, such as voice data, is transmitted in many communication networks using a multiple access method. In order to be able to separate the data transmitted by means of radio signals and to allocate them to a specific connection or the corresponding subscriber, a combination of time multiple access TDMA and frequency multiple access FDMA is used, for example, in the GSM (Global System for Mobile Communication) mobile radio system. With an FDMA, the frequency band is broken down into several frequency channels of the same size. These frequency channels are divided into 8 time slots by TDMA.
In zukünftigen Mobilfunksystemen, wie dem von der ETSI vorgeschlagenen UMTS wird ein Codevielfachzugriffsverfahren CDMA (Code Division Multiple Access) Anwendung finden, bei dem zumindest in der Zeit und Frequenz nicht disjunkte innerhalb einer Funkzelle übertragene Funksignale durch den Daten vor der Übertragung aufmodulierte Spreizcodes im Empfänger separierbar sind. Dabei kann es sich um ein sog. Wideband-CDMA- Mobilfunksystem mit mehreren Frequenzbereichen für den Uplink (Mobilstation zu Basisstation) und davon getrennt mehreren Frequenzbereichen für den Downlink (Basisstation zu Mobilstation) und/oder ein TD/CDMA-System mit einem gemeinsamen Frequenzbereich für den Uplink und den Downlink, bei dem die Trennung zwischen Uplink und Downlink durch die Kombination des CDMA-Systems mit einem TDMA-Sytem erreicht wird. Auch derartige hybride Vielfachzugriffsverfahren und alle Übertragungsverfahren, die eine CDMA-Komponente aufweisen werden im Rahmen dieser Anmeldung als CDMA-Systeme bezeichnet.In future mobile radio systems, such as the UMTS proposed by ETSI, a code multiple access method CDMA (Code Division Multiple Access) will be used, in which radio signals transmitted at least in time and frequency within a radio cell that are not disjoint can be separated by spreading codes modulated in the receiver prior to transmission are. This can be a so-called wideband CDMA mobile radio system with several frequency ranges for the uplink (mobile station to base station) and, separately therefrom, several frequency ranges for the downlink (base station to mobile station) and / or a TD / CDMA system with a common frequency range for the uplink and the downlink where the Separation between uplink and downlink is achieved by combining the CDMA system with a TDMA system. Hybrid multiple access methods of this type and all transmission methods which have a CDMA component are also referred to as CDMA systems in the context of this application.
In CDMA-Systemen muß die Empfangseinrichtung der Basisstation gleichzeitig in einem Frequenzkanal übertragene Funksignale eventuell mehrerer unterschiedlicher Verbindungen empfangen, weiterverarbeiten und detektieren. Hierbei tritt das sog.In CDMA systems, the receiving device of the base station must simultaneously receive, process and detect radio signals transmitted in a frequency channel, possibly of several different connections. Here, the so-called
Nah-Fern-Problem auf, bei dem bei gleicher Sendeleistung der verschiedenen mit der Basisstation kommunizierenden Mobilstationen aufgrund der unterschiedlichen Entfernungen zwischen der Basisstation und den Mobilstationen die Empfangsleistung der von den Mobilstationen gesendeten und an der Basisstation empfangenen Funksignale stark variiert und dadurch die Detek- tion der Daten erheblich erschwert oder sogar verhindert wird.Near-far problem in which, with the same transmission power of the various mobile stations communicating with the base station, the reception power of the radio signals transmitted by the mobile stations and received at the base station varies greatly due to the different distances between the base station and the mobile stations, and thus the detection data is made significantly more difficult or even prevented.
Es ist bekannt, zur Überwindung dieses Problems eine Sendeleistungsregelung durchzuführen. Dabei findet für jede Verbindung von Mobilstation zu Basisstation in der Basisstation eine Bestimmung des Signal/Rauschverhältnisses statt. Die Meßergebnisse oder Kommandos zur Regelung der Sendeleistung werden den Mobilstationen signalisiert, worauf diese ihreIt is known to carry out a transmission power control to overcome this problem. The signal / noise ratio is determined in the base station for each connection from the mobile station to the base station. The measurement results or commands for regulating the transmission power are signaled to the mobile stations, whereupon theirs
Sendeleistungen so einstellen, daß die von den verschiedenen Mobilstationen gesendeten Funksignale an der Basisstation mit möglichst gleicher Empfangsleistung oder mit einer Empfangsleistung, die innerhalb eines gegebenenfalls angepaßten Tole- ranzbereichs liegt, empfangen werden. Dies wird erreicht, indem die Leistung des Sendeverstärkers der Mobilstationen in sehr kurzen Abständen an die aktuellen Übertragungsverhältnisse angepaßt wird.Set the transmission powers so that the radio signals transmitted by the various mobile stations are received at the base station with the same possible reception power or with a reception power that lies within a possibly adjusted tolerance range. This is achieved by adapting the power of the transmit amplifier of the mobile stations to the current transmission conditions at very short intervals.
Bei gewöhnlichen Übertragungsverhältnissen zwischen den einzelnen Mobilstationen und der Basisstation reicht der begrenzte Bereich, innerhalb dessen die Leistung des Sendever- stärkers geregelt werden kann, aus, um dieses Nah-Fern-Pro- blem zu überwinden und so die für den Betrieb eines Mobilfunksystems benötigte Bedingung aufrecht zu erhalten.With normal transmission relationships between the individual mobile stations and the base station, the limited range within which the performance of the transmission can be regulated to overcome this near-far problem and thus to maintain the conditions required for the operation of a mobile radio system.
Allerdings können ungewöhnliche Übertragungsverhältnisse auftreten, wenn beispielsweise in einem U-Bahn-Bereich, der durch eine Pikozelle eines zellularen Mobilfunksystems abgedeckt ist, die Entfernung zwischen Mobilstation und Basisstation extrem klein wird. In diesem Fall ist der Regelbereich, innerhalb dessen die Leistung des Sendeverstärkers der Mobilstation geregelt werden kann, zu klein, um die von dieser Mobilstation gesendeten Funksignale mit einer derart geringen Leistung zu senden, daß sie an der entsprechenden Basisstation mit einer Epfangsleistung empfangen werden könnten, die innerhalb des zulässigen Toleranzbereiches liegt.However, unusual transmission conditions can occur if, for example, the distance between the mobile station and base station becomes extremely small in a subway area covered by a picocell of a cellular mobile radio system. In this case, the control range within which the power of the transmission amplifier of the mobile station can be regulated is too small to transmit the radio signals transmitted by this mobile station with such a low power that they could be received with an input power at the corresponding base station. which is within the permissible tolerance range.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Mobilstation und eine Basisstation anzugeben, mit denen erreicht werden kann, daß auch bei ungewöhnlichen Uber- tragungsverhältnissen die von den Mobilstationen gesendeten und an der Basisstation empfangenen Funksignale eine innerhalb eines Toleranzbereichs liegende Leistung aufweisen.The invention is therefore based on the object of specifying a method, a mobile station and a base station with which it can be achieved that, even in the case of unusual transmission conditions, the radio signals transmitted by the mobile stations and received at the base station have an output which is within a tolerance range.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen .This task is solved by the features of the independent patent claims. Further training results from the subclaims.
Die Erfindung beruht also auf dem Gedanken, bei gewöhnlichen Übertragungsverhältnissen, beispielsweise einer hinreichend großen Entfernung zwischen allen Mobilstationen und der diesen Mobilstationen zugeteilten Basisstation, die Sendeleistung der Mobilstationen innerhalb eines Regelbereiches so zu regeln, daß die von den Mobilstationen gesendeten und an der Basisstation empfangenen Funksignale eine innerhalb eines To- leranzbereichs liegende Empfangsleistung aufweisen; bei ungewöhnlichen Ubertragungsverhältnissen, wie beispielsweise einer unzureichend kleinen Entfernung zwischen einer Mobil- Station und der dieser Mobilstation zugeordneten Basissta- tion, ein Steuerkommando generiert wird, das den Betrieb dieser Mobilstation einschränkt.The invention is therefore based on the idea of regulating the transmission power of the mobile stations within a control range under normal transmission conditions, for example a sufficiently large distance between all mobile stations and the base station allocated to these mobile stations, such that the radio signals transmitted by the mobile stations and received at the base station have a reception power lying within a tolerance range; in the case of unusual transmission conditions, such as an insufficient distance between a mobile Station and the base station assigned to this mobile station, a control command is generated which restricts the operation of this mobile station.
Dadurch wird erreicht, daß der Betrieb des Mobilfunksystems, insbesondere in CDMA-Systemen in einer betreffenden Funkzelle auch dann aufrecht erhalten werden kann, wenn aufgrund ungewöhnlicher Übertragungsverhältnisse bei herkömmlichen Verfahren die Übertragung von Daten zwischen den anderen, der Ba- sisstation zugeordneten Mobilstationen und der Basisstation unterbrochen oder zumindest stark beeinträchtigt werden würde .This ensures that the operation of the mobile radio system, in particular in CDMA systems in a radio cell in question, can also be maintained if, due to unusual transmission conditions in conventional methods, the transmission of data between the other mobile stations assigned to the base station and the base station interrupted or at least severely impaired.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele näher beschrieben, zu deren Erläuterung die nachstehend aufgelisteten Figuren dienen:The invention is described in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments, the figures listed below serving to explain them:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Mobilfunksystems,FIG. 1 shows a schematic illustration of a mobile radio system,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Funkgerätes.Figure 2 is a schematic representation of a radio.
In Figur 1 ist ein zellulares Mobilfunksystem dargestellt, das aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC be- steht, die untereinander vernetzt sind, bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Ferner sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einem Basisstati- onscontroler BSC verbunden, der auch durch ein Datenverarbeitungssystem gebildet sein kann. Jeder Basisstationscontroler BSC ist wiederum mit zumindest einer Basisstation BS verbunden. Eine solche Basisstation BS ist ein Funkgerät, das über eine Funkschnittstelle eine Funkverbindung zu anderen Funkgeräten, sog. Mobilstationen MS aufbauen kann. Zwischen den Mobilstationen MS und der diesen Mobilstationen MS zugeordneten Basisstation BS können mittels Funksignale Daten übertragen werden. Die Reichweite der Funksignale einer Basisstation BS definieren im wesentlichen eine Funkzelle FZ. Die Zuteilung von Ressourcen, wie Frequenzbander oder Spreizcodesets zu Funkzellen und damit zu den zu übertragenden Daten kann durch Steuerein- richtungen wie beispielsweise die Basisstationscontroler BSC gesteuert werden. Basisstationen BS und ein Basisstationscontroler BSC können zu einem Basisstationssystem BSS zusammengefaßt werden.FIG. 1 shows a cellular mobile radio system which consists of a multiplicity of mobile switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one base station controller BSC, which can also be formed by a data processing system. Each base station controller BSC is in turn connected to at least one base station BS. Such a base station BS is a radio device which can establish a radio connection to other radio devices, so-called mobile stations MS, via a radio interface. Data can be transmitted between the mobile stations MS and the base station BS assigned to these mobile stations MS by means of radio signals. The range of the radio signals of a base station BS essentially define a radio cell FZ. The allocation of resources such as frequency bands or spreading code sets to radio cells and thus to the data to be transmitted can be controlled by control devices such as the base station controller BSC. Base stations BS and a base station controller BSC can be combined to form a base station system BSS.
Das Basisstationssystem BSS ist dabei auch für die Funkkanalverwaltung, die Datenratenanpassung, die Überwachung der Funkubertragungsstrecke, Handover-Prozeduren, die Verbindungssteuerung und die Zuteilung bzw. Signalisierung der zu verwendenden Spreizcodes zustandig und übermittelt die dazu notigen Signalisierungsmformationen zu den Mobilstationen MS.The base station system BSS is also responsible for radio channel management, data rate adaptation, monitoring the radio transmission link, handover procedures, connection control and the allocation or signaling of the spreading codes to be used and transmits the necessary signaling information to the mobile stations MS.
Die physikalischen Übertragungsressourcen werden durch ein Vielfachzugriffsverfahren wie e n CDMA-Verfahren nach einem festgelegten Schema logischen Kanälen zugeordnet. Bei den logischen Kanälen unterscheidet man grundsätzlich zwei Arten: Signalisierungskanale zur Übertragung von Signalisierungsmformationen und Verkehrskanale zur Übertragung von Nutzdaten. Die logischen Kanäle können einer bestimmten Verbindung zwi- sehen einer Basisstation BS und einer Mobilstation MS zugeteilt werdenThe physical transmission resources are assigned to logical channels by a multiple access method such as a CDMA method according to a defined scheme. There are two basic types of logical channels: signaling channels for the transmission of signaling information and traffic channels for the transmission of user data. The logical channels can be assigned to a specific connection between a base station BS and a mobile station MS
Zur Überwindung des Nah-Fern-Problems ist ein Regelsystem für die Sendeleistung des Sendeleistungsverstarkers SV der Mobil- Stationen MS vorgesehen. Dazu kann die Sendeleistung der Mobilstationen MS kontrar zu der Empfangsleistung der Funksignale, die von der Basisstation BS zu den Mobilstationen MS gesendet werden, eingestellt werden. Bei einer anderen Ausfuhrungsvariante wird an der Basisstation BS die Empfangslei- stung der von den Mobilstationen MS gesendeten Funksignale gemessen und ein Regelkommando generiert, das nach der Übertragung zu den entsprechenden Mobilstationen MS eine Einstel- lung der Sendeleistung dieser Mobilstationen MS bewirkt, so daß die Empfangsleistungen der Funksignale der unterschiedlichen Mobilstationen MS an der Basisstation BS möglichst klein bzw. möglichst gleich groß sind. Das Regelsystem kann also durch ein Zusammenwirken entsprechender Komponenten der Basisstation BS und der Mobilstation MS realisiert sein.In order to overcome the near-far problem, a control system for the transmission power of the transmitter power amplifier SV of the mobile stations MS is provided. For this purpose, the transmission power of the mobile stations MS can be set in contrast to the reception power of the radio signals that are sent from the base station BS to the mobile stations MS. In another embodiment variant, the reception power of the radio signals sent by the mobile stations MS is measured at the base station BS and a control command is generated which, after transmission to the corresponding mobile stations MS, development of the transmission power of these mobile stations MS, so that the reception powers of the radio signals of the different mobile stations MS at the base station BS are as small as possible or as large as possible. The control system can thus be implemented by the interaction of corresponding components of the base station BS and the mobile station MS.
Aufgrund besonders kleiner Entfernungen zwischen einer Basisstation BS und einer oder mehreren Mobilstationen MSI bei- spielsweise in einem durch Mikro- oder Pikozellen abgedeckten Indoorbereich, kann es zu ungewöhnlichen Ubertragungsverhält- nissen kommen, bei denen der zwischen einer unteren Sendeleistungsgrenze und einer oberen Sendeleistungsgrenze begrenzte Regelbereich der Sendeleistung einer oder mehrerer Mobilsta- tionen MSI zu klein ist, um die Betriebsbedingung, die darin besteht, daß die Empfangsleistung der von den Mobilstationen MS gesendeten Funksignale an der Basisstation BS innerhalb eines Toleranzbereichs liegt, nicht eingehalten werden kann. Dies kann zur Folge haben, daß alle anderen Verbindungen zwi- sehen Mobilstationen MS2,MS3 und dieser Basisstation BS gestört werden, bzw. die Daten mit schlechterer Qualität übertragen werden. Durch die Sendeleistungsregelung der anderen Mobilstationen MS2,MS3 werden auch Nachbarfunkzellen gestört.Because of the particularly short distances between a base station BS and one or more mobile stations MSI, for example in an indoor area covered by micro or picocells, unusual transmission conditions can occur in which the control range limited between a lower transmission power limit and an upper transmission power limit The transmission power of one or more mobile stations MSI is too low to be able to meet the operating condition, which is that the reception power of the radio signals sent by the mobile stations MS at the base station BS is within a tolerance range. This can have the consequence that all other connections between mobile stations MS2, MS3 and this base station BS are disturbed, or the data are transmitted with poorer quality. Neighboring radio cells are also disturbed by the transmission power control of the other mobile stations MS2, MS3.
Um dies zu vermeiden, wird in Fällen, in denen zwischen einer Mobilstation MSI und einer Basisstation BS ungewöhnlich gute Übertragungsverhältnisse herrschen, der Betrieb der betroffenen Mobilstationen MSI derart eingeschränkt, daß trotz des eingeschränkten Regelbereichs die übrigen Verbindungen zu dieser Basisstation BS nicht zu stark gestört werden.In order to avoid this, in cases in which there are unusually good transmission conditions between a mobile station MSI and a base station BS, the operation of the mobile stations MSI concerned is restricted in such a way that, despite the restricted control range, the other connections to this base station BS are not excessively disturbed .
Nach der Erkennung der ungewöhnlichen Übertragungsverhältnisse wird ein erstes Steuerkommando generiert, ggf. an die Steuereinrichtung STE der Mobilstation MSI übermittelt und löst dort die Schaltung der Mobilstation MSI in einen definierten eingeschränkten Betriebszustand aus, in dem insbesondere die Uplinkkommunikation zwischen Mobilstation MSI und der Basisstation BS derart eingeschränkt wird, daß die Verbindungen der anderen Mobilstationen MS2,MS3 zur Basisstation BS nicht zu stark gestört werden. Die Downlinkkommunikation von der Basisstation BS zur Mobilstation MSI kann in diesem eingeschränkten Betriebszustand aufrechterhalten bleiben.After detection of the unusual transmission conditions, a first control command is generated, possibly transmitted to the control device STE of the mobile station MSI, and there triggers the switching of the mobile station MSI into a defined, restricted operating state, in which in particular the uplink communication between the mobile station MSI and the base station BS is restricted in such a way that the connections of the other mobile stations MS2, MS3 to the base station BS are not disturbed too much. The downlink communication from the base station BS to the mobile station MSI can be maintained in this restricted operating state.
Nach Erkennung der Beendigung der ungewöhnlichen Übertragungsverhältnisse wird entweder das erste Steuerkommando nicht mehr generiert oder ein zweites Steuerkommando gene- riert, das zur Steuereinrichtung STE der Mobilstation MSI übermittelt wird und das Schalten der Mobilstation MSI in die normale Betriebsweise auslöst.After detection of the termination of the unusual transmission conditions, either the first control command is no longer generated or a second control command is generated, which is transmitted to the control device STE of the mobile station MSI and triggers the switching of the mobile station MSI into the normal operating mode.
Falls nach einer bestimmten Zeitspanne die in der Basissta- tion BS oder Mobilstation MSI durch einen Timer gemessen werden kann, die Beendigung der ungewöhnlichen Übertragungsverhältnisse nicht festgestellt werden kann, wird in der Basisstation BS oder der Mobilstation MSI ein Kommando generiert, das die Unterbrechung oder den Abbau der betroffenen Verbin- düng zwischen Mobilstation MSI und Basisstation BS bewirkt oder ein Handover (Umschalten) der Verbindung auf eine andere Basisstation und/oder einen anderen Frequenzbereich bewirkt. Mißlingt diese Handoverprozedur, so wird die Mobilstation MSI nicht wieder auf die ursprüngliche Basisstation BS umgeschal- tet, um ein erneutes Nah-Fern-Problem zu vermeiden.If, after a certain period of time, the end of the unusual transmission conditions cannot be determined in the base station BS or mobile station MSI by means of a timer, a command is generated in the base station BS or the mobile station MSI which interrupts or The affected connection between the mobile station MSI and the base station BS is terminated or the connection is switched over to another base station and / or a different frequency range. If this handover procedure fails, the mobile station MSI is not switched back to the original base station BS in order to avoid a new near-far problem.
Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung wird das erste Steuerkommando in der Mobilstation MSI generiert, wenn beispielsweise aufgrund der geringen Entfernung zwischen Mobil- Station MSI und der Basisstation BS die Sendeleistung der Mobilstation MSI durch die Sendeleistungsregelung bis an die untere Sendeleistungsgrenze heruntergeregelt wurde, und durch das Regelsystem zur Sendeleistungsregelung weiter Kommandos zur weiteren Reduzierung der Sendeleistung übermittelt werden. Bei einer anderen Ausgestaltung wird das erste Steuerkommando in der Basisstation BS generiert, wenn die Empfangsleistung der von der Mobilstation MSI gesendeten Funksignale an der Basisstation BS einen vorgegebenen E pfangsleistungsschwel1- wert überschreitet.In one embodiment variant of the invention, the first control command is generated in the mobile station MSI if, for example, due to the short distance between the mobile station MSI and the base station BS, the transmission power of the mobile station MSI has been regulated down to the lower transmission power limit by the transmission power control and by the control system further commands for further reducing the transmission power are transmitted for the transmission power regulation. In another embodiment, the first control command is generated in the base station BS when the reception power of the radio signals transmitted by the mobile station MSI at the base station BS exceeds a predetermined reception power threshold.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird das erste Steuerkommando in der Basisstation BS generiert, wenn die Störung der Übertragung bzw. des Empfangs der von anderen Mobilstationen MS2,MS3 gesendeten Funksignale größer ist als ein vorgegebener Störungsschwellwert, der durch das Signal zu Rauschverhältnis definiert sein kann.In a further embodiment, the first control command is generated in the base station BS when the interference in the transmission or reception of the radio signals transmitted by other mobile stations MS2, MS3 is greater than a predetermined interference threshold value, which can be defined by the signal to noise ratio.
Steuerkommandos, die in der Basisstation BS generiert werden, können als Signalisierungsnachricht über einen Signalisie- rungskanal zur entsprechenden Mobilstation MSI übertragen werden.Control commands that are generated in the base station BS can be transmitted as a signaling message via a signaling channel to the corresponding mobile station MSI.
Das erste Steuerkommando kann auch unmittelbar nach dem er- sten Zugriffs (Access) -Versuch beim Verbindungsaufbau generiert werden und anstelle einer Kanalzuweisung zur Mobilstation MSI übertragen werden.The first control command can also be generated immediately after the first access attempt when establishing a connection and can be transmitted to the mobile station MSI instead of a channel assignment.
Das erste Steuerkommando kann bewirken, daß die Mobilstation MSI den Verbindungsaufbau unterläßt oder verzögert.The first control command can cause the mobile station MSI to refrain from or delay the connection establishment.
Die Verarbeitung des ersten Steuerkommandos durch die Steuereinrichtung STE der Mobilstation MS führt zu einer Schaltung der Mobilstation MS in einen eingeschränkten Betriebszustand. Für einen eingeschränkten Betriebszustand sind dabei folgende Definitionen möglich:The processing of the first control command by the control device STE of the mobile station MS leads to a switching of the mobile station MS into a restricted operating state. The following definitions are possible for a restricted operating state:
- Zumindest zeitweise wird der Betrieb des Sendeleistungsverstärkers SV und ggf. weiterer vorgeschalteter Komponenten, insbesondere der Hochfrequenzeinrichtung HF, gesperrt oder verhindert, indem entweder von der Steuereinrichtung STE ein definiertes Ausschaltkommando an die jeweiligen Komponenten übermittelt wird, oder durch die Steuereinrichtung STE die Stromversorgung dieser Komponenten ausgeschaltet wird.- At least at times, the operation of the transmission power amplifier SV and possibly other upstream components, in particular the high-frequency device HF, is blocked or prevented either by a defined switch-off command from the control device STE to the respective components is transmitted, or the power supply of these components is switched off by the control device STE.
- Die Mobilstation MSI in einen Discontmous Transmission (DTX) -Modus geschaltet wird, m dem die Sendeeinrichtung SE pulsformig nur m bestimmten Zeitabstanden eingeschaltet wird und m den eingeschalteten Zeitspannen insbesondere zur Übertragung besonders wichtiger Daten verwendet wird.- The mobile station MSI is switched to a discontmous transmission (DTX) mode, in which the transmitter device SE is switched on in pulse form only at certain time intervals and m the switched on time periods are used in particular for the transmission of particularly important data.
- Die Daten vor der Übertragung gegen Kanalfehler kanalco- diert werden, wobei die Kanalcodierung mit weniger Redundanz durchgeführt wird, als im normalen Betriebszustand oder die Übertragung mit einem geringeren Spreizfaktor erfolgt.- The data are channel-coded against transmission errors before transmission, the channel coding being carried out with less redundancy than in the normal operating state or the transmission being carried out with a lower spreading factor.
- Das Tastverhaltnis (Verhältnis zwischen der Zeit, m der die Sendeeinrichtung SE eingeschaltet ist, zur Gesamtzeit) des pulsformigen Betriebes der Mobilstation MS m Abhängigkeit von der Empfangsleistung der von den Mobilstationen gesendeten Funksignale an der Basisstation BS oder in Abhangig- keit von den Kommandos zur Sendeleistungsregelung so variiert wird, daß die Empfangsleistung der an der Basisstation BS empfangenen Funksignale zumindest zeitweise innerhalb eines Toleranzbereichs liegt.The duty cycle (ratio between the time in which the transmitting device SE is switched on and the total time) of the pulsed operation of the mobile station MS m as a function of the reception power of the radio signals transmitted by the mobile stations at the base station BS or as a function of the commands Transmission power control is varied so that the received power of the radio signals received at the base station BS is at least temporarily within a tolerance range.
- Die Mobilstation MSI in einen Notbetriebszustand geschaltet wird, in dem die Nutzdatenrate zumindest im Uplink reduziert wird, so daß die Störung der anderen Verbindungen zwischen den anderen Mobilstationen MS und der Basisstation BS unterhalb eines Storungsschwellwertes liegt, allerdings die Ver- bmdung zwischen der betroffenen Mobilstation MSI und der Basisstation BS nicht total unterbrochen wird. Dies kann durch eine stärkere Sprachkomprimierung, eine verstärkte Sprachak- tivitatskontrolle oder eine langsamere Datenübertragung, bei der Paketdaten im Downlink erst nach mehreren empfangenen Pa- keten durch ein Bestatigungspaket beantwortet werden, erreicht werden. Um den eingeschränkten Betrieb der Mobilstation MSI wieder zu beenden, wird entweder das erste Steuerkommando nicht mehr generiert, oder ein zweites Steuerkommando zur Beendigung des eingeschränkten Betriebes generiert, das ggf. von der Basis- Station BS als Signalisierungsnachricht zur Mobilstation MSI übertragen werden kann.- The mobile station MSI is switched to an emergency operating state in which the user data rate is reduced at least in the uplink, so that the interference of the other connections between the other mobile stations MS and the base station BS is below an interference threshold, but the connection between the mobile station concerned MSI and the base station BS is not totally interrupted. This can be achieved by a stronger voice compression, a stronger voice activity control or a slower data transmission, in which packet data in the downlink are only answered by a confirmation packet after several packets have been received. In order to end the restricted operation of the mobile station MSI again, either the first control command is no longer generated or a second control command is generated to end the restricted operation, which can possibly be transmitted from the base station BS as a signaling message to the mobile station MSI.
Der eingeschränkte Betrieb der Mobilstation MSI wird beendet, sobald zwischen der Mobilstation MSI und der Basisstation BS wieder gewohnliche Übertragungsverhaltnisse, wie beispielsweise ein hinreichend großer Abstand, besteht. Dies kann dadurch erkannt werden, daß die von der Basisstation BS gesendeten Funksignale an der Mobilstation MSI eine Empfangsleistung aufweisen, die einen vorgegebenen Empfangsleistungs- schwellwert unterschreitet.The restricted operation of the mobile station MSI is ended as soon as there are normal transmission conditions between the mobile station MSI and the base station BS, such as a sufficiently large distance. This can be recognized by the fact that the radio signals sent by the base station BS have a reception power at the mobile station MSI which is below a predetermined reception power threshold.
Bei einer anderen Ausfuhrungsvariante sendet die Mobilstation MSI wahrend des eingeschränkten Betriebs in vorgegebenen Zeitabstanden Funksignale zur Basisstation BS und sobald die von der Mobilstation MSI gesendeten Funksignale an der Basisstation BS eine Empfangsleistung aufweisen, die unter einem vorgegebenen Empfangsleistungsschwellwert liegt, das erste Steuerkommando nicht mehr generiert wird, oder das zweite Steuerkommando generiert wird.In another embodiment variant, the mobile station MSI sends radio signals to the base station BS at limited time intervals during the restricted operation and as soon as the radio signals sent by the mobile station MSI at the base station BS have a reception power that is below a predefined reception power threshold value, the first control command is no longer generated , or the second control command is generated.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Mobilstation MSI nach einer bestimmten Zeitspanne im eingeschränkten Betriebszustand oder nach dem Empfang eines entsprechenden Steuerkommandos von der Basisstation BS, gepulste Testfunksi- gnale sendet, deren Empfangsleistung von der Basisstation BS gemessen werden und die Basisstation BS m Abhängigkeit von diesen gemessenen Empfangsleistungen ein zweites Steuerkommando generiert, das die Beendigung des eingeschränkten Betriebes der Mobilstation MS bewirkt.A further embodiment provides that the mobile station MSI sends pulsed test radio signals after a certain period of time in the restricted operating state or after receipt of a corresponding control command from the base station BS, the received power of which is measured by the base station BS and the base station BS is dependent on generates a second control command that measures the received power that causes the restricted operation of the mobile station MS to end.
Bei einer Ausfuhrungsvariante wird ein erstes und ein zweites Steuerkommando abwechselnd für zwei oder mehrere Mobilstatio- nen, die sich in dem eingeschränkten Betriebszustand befinden, generiert und derart verteilt an Mobilstationen MS übertragen, daß nicht alle Mobilstationen MS gleichzeitig senden, oder daß eine möglichst konstante Empfangsleistung an der Ba- sisstation BS vorliegt. So können mehrere Mobilstationen MS koordiniert ermitteln, ob zwischen ihnen und der Basisstation BS gewöhnliche oder ungewöhnliche Übertragungsverhältnisse bestehen.In one embodiment variant, a first and a second control command are alternately used for two or more mobile stations. NEN that are in the restricted operating state, generated and distributed to mobile stations MS in such a way that not all mobile stations MS transmit at the same time, or that the reception power at the base station BS is as constant as possible. In this way, several mobile stations MS can determine in a coordinated manner whether there are normal or unusual transmission relationships between them and the base station BS.
Figur 2 zeigt ein Funkgerät, das eine Basisstation BS oder eine Mobilstation MS sein kann. Es besteht aus einer Datenquelle DQ und einer Datensenke DS, die durch ein Mikrofon und ein Lautsprecherelement bzw. entsprechende Verbindungen zu einer Mobilvermittlungsstelle MSC realisiert sein können. Au- ßerdem ist eine Steuereinrichtung STE, eine Verarbeitungseinrichtung VE, eine Stromversorgungseinrichtung SVE, eine Hochfrequenzeinrichtung HF bestehend aus einer Empfangseinrichtung EE, einer Sendeeinrichtung SE und einem Frequenzsythesi- zer SYN und eine Antenneneinrichtung ANT vorgesehen. Die ein- zelnen Elemente des Funkgerätes sind auch durch Leiterbahnen oder Bussysteme miteinander verbunden.Figure 2 shows a radio, which can be a base station BS or a mobile station MS. It consists of a data source DQ and a data sink DS, which can be implemented by a microphone and a loudspeaker element or corresponding connections to a mobile switching center MSC. In addition, a control device STE, a processing device VE, a power supply device SVE, a high-frequency device HF consisting of a receiving device EE, a transmitting device SE and a frequency synthesizer SYN and an antenna device ANT are provided. The individual elements of the radio are also connected to one another by conductor tracks or bus systems.
Die Steuereinrichtung STE besteht im wesentlichen aus einem porgammgesteuerten Mikrocontroler MC und die Verarbeitungs- einrichtung VE aus einem digitalen Signalprozessor DSP, wobei beide schreibend und lesend auf Speicherbausteine SPE zugreifen können. Der Mikrocontroler MC steuert und kontrolliert alle wesentlichen Elemente und Funktionen des Funkgerätes und steuert den Kommunikations- und Signalisierungsablauf, das An- und Abschalten bestimmter Komponenten des Funkgerätes das Schalten des Funkgerätes in bestimmte Betriebszustände, und die Erkennung bzw. Bestimmung der Übertragungsverhältnisse der Verbindungen zwischen Mobilstation MS und Basisstation.The control device STE essentially consists of a program-controlled microcontroller MC and the processing device VE consists of a digital signal processor DSP, both of which have write and read access to memory modules SPE. The microcontroller MC controls and controls all essential elements and functions of the radio and controls the communication and signaling sequence, the switching on and off of certain components of the radio, the switching of the radio into certain operating states, and the detection or determination of the transmission ratios of the connections between the mobile station MS and base station.
In den flüchtigen oder nicht flüchtigen SpeicherbausteinenIn volatile or non-volatile memory chips
SPE sind die Programmdaten, die zur Steuerung des Funkgerätes und des Kommunikationsablaufs insbesondere auch der Signali- sierungsprozeduren benötigt werden, Geräteinformationen, vom Nutzer eingegebene Informationen, während der Verarbeitung von Signalen entstehende Informationen gespeichert und insbesondere auch Empfangsleistungsschwellwerte zur Erkennung außergewöhnlicher Übertragungsverhältnisse abgespeichert.SPE are the program data that are used to control the radio and the communication process, especially the signaling sation procedures are required, device information, information entered by the user, information generated during the processing of signals are stored and, in particular, reception power threshold values for detecting unusual transmission conditions are stored.
Der digitale Signalprozessor DSP ist für die Sprach- und Kanalcodierung der zu übertragenden bzw. der empfangenen Daten zuständig.The digital signal processor DSP is responsible for the speech and channel coding of the data to be transmitted or received.
Durch Analogdigitalwandler A/D werden die analogen Audiosignale und die analogen von der Hochfrequenzeinrichtung HF stammenden Signale in digitale Signale gewandelt und vom digitalen Signalprozessor DSP verarbeitet. Zu übertragende Da- ten werden durch einen verbindungsspezifischen Spreizcode gespreizt, durch einen Modulator MOD moduliert, durch einen Sendeleistungsverstärker SV verstärkt und schließlich mit der entsprechenden Sendeleistung über die Antenne ANT abgestrahlt.The analog audio signals and the analog signals originating from the high-frequency device HF are converted into digital signals by analog / digital converters A / D and processed by the digital signal processor DSP. Data to be transmitted are spread by a connection-specific spreading code, modulated by a modulator MOD, amplified by a transmission power amplifier SV and finally emitted with the corresponding transmission power via the antenna ANT.
Empfangsseitig werden die Funksignale durch die Antenne ANT mit einer Empfangsleistung empfangen, durch einen Empfangsverstärker EV verstärkt, durch einen Demodulator DEM demoduliert, entspreizt und schließlich durch die Verarbeitungsein- richtung VE detektiert.On the reception side, the radio signals are received by the antenna ANT with a reception power, amplified by a reception amplifier EV, demodulated by a demodulator DEM, despread and finally detected by the processing device VE.
Außerdem ist eine Schaltung zur Empfangsleistungsmessung vorgesehen, von der aus die Meßergebnisse der Steuereinrichtung STE übermittelt werden. In der Steuereinrichtung STE können in Abhängigkeit von diesen Meßergebnissen der Empfangsleistung Steuerkommandos zur Sendeleistungsregelung generiert werden, die entweder direkt in der Steuereinrichtung STE der Mobilstation verarbeitet werden können, oder zunächst über einen Signalisierungskanal von der Basisstation BS zur Mobil- Station MS übertragen werden können und dort durch die Steuereinrichtung STE verarbeitet werden können. In Abhängigkeit von diesen Steuerkommandos kann die Leistung des Sendeleistungsverstärkers SV geregelt werden oder die Mobilstation MS in definierte Betriebszustände geschaltet werden.In addition, a circuit for receiving power measurement is provided, from which the measurement results are transmitted to the control device STE. Depending on these measurement results of the received power, control commands for transmitting power control can be generated in the control device STE, which can either be processed directly in the control device STE of the mobile station, or can first be transmitted via a signaling channel from the base station BS to the mobile station MS and there can be processed by the control device STE. Depending on these control commands, the power of the transmit power amplifier SV can be regulated or the mobile station MS can be switched to defined operating states.
Zur Überwindung des Nah-Fern-Problems, insbesondere in CDMA- Mobilfunksystemen, wird also bei extrem kleinen Entfernungen zwischen Mobilstation und Basisstation die betreffende Mobilstation in einen eingeschränkten Betriebszustand geschaltet wird, um die aufgrund des begrenzten Regelbereichs des Sendeleistungsverstärkers der Mobilstation in anderen Verbindungen dieser Funkzelle auftretenden Störungen zu vermeiden. In order to overcome the near-far problem, especially in CDMA mobile radio systems, the mobile station in question is switched to a restricted operating state at extremely short distances between the mobile station and base station, in order to avoid the mobile station in other connections of this radio cell due to the limited control range of the transmit power amplifier to avoid occurring faults.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Aufrechterhaltung einer Betriebsbedingung eines Mobilfunksystems, die darin besteht, daß die von Mobil- Stationen (MS) gesendeten Funksignale an der diesen Mobilstationen (MS) zugeordneten Basisstation (BS) eine innerhalb eines Toleranzbereiches liegende Empfangsleistung aufweisen, bei dem1. A method for maintaining an operating condition of a mobile radio system, which consists in that the radio signals transmitted by mobile stations (MS) at the base station (BS) assigned to these mobile stations (MS) have a reception power lying within a tolerance range, in which
- zur Aufrechterhaltung der Betriebsbedingung bei gewohnli- chen Ubertragungsverhaltnissen die Sendeleistung der Mobilstationen (MS2, MS3) innerhalb eines zwischen einer unteren Sendeleistungsgrenze und einer oberen Sendeleistungsgrenze begrenzten Regelbereiches regelbar ist, und bei dem- In order to maintain the operating condition under normal transmission conditions, the transmission power of the mobile stations (MS2, MS3) can be regulated within a control range limited between a lower transmission power limit and an upper transmission power limit, and in which
- zur Aufrechterhaltung der Betriebsbedingung bei ungewohnli- chen Ubertragungsverhaltnissen ein erstes Steuerkommando generiert wird, das zumindest zeitweise den Betrieb einer Mobilstation (MSI) zumindest einschränkt.- To maintain the operating condition in the case of unusual transmission conditions, a first control command is generated, which at least temporarily restricts the operation of a mobile station (MSI).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - zumindest zwei Mobilstationen (MS) Daten mittels Funksignale zu einer Basisstation (BS) übertragen,2. The method according to claim 1, wherein - at least two mobile stations (MS) transmit data by means of radio signals to a base station (BS),
- die Sendeleistung der Mobilstationen (MS) innerhalb eines zwischen einer unteren Sendeleistungsgrenze und einer oberen Sendeleistungsgrenze begrenzten Regelbereiches so regelbar ist, daß die von den Mobilstationen (MS) gesendeten Funksignale an der Basisstation (BS) mit einer innerhalb eines Toleranzbereiches liegenden Empfangsleistung empfangen werden, undthe transmission power of the mobile stations (MS) can be regulated within a control range limited between a lower transmission power limit and an upper transmission power limit such that the radio signals transmitted by the mobile stations (MS) are received at the base station (BS) with a reception power lying within a tolerance range, and
- ein erstes Steuerkommando generiert wird, das zumindest zeitweise den Betrieb einer ersten Mobilstation (MSI) zumindest einschrankt, um zu verhindern, daß aufgrund des begrenz¬ ten Regelbereichs der ersten Mobilstation (MSI) die Qualität der Datenübertragung zwischen einer zweiten Mobilstation (MS2,MS3) und der Basisstation (BS) verschlechtert wird. - a first control command is generated, which at least temporarily at least einschrankt the operation of a first mobile station (MSI), to prevent th due to the limited! ¬ control range of the first mobile station (MSI), the quality of data transmission between a second mobile station (MS2, MS3 ) and the base station (BS) deteriorates.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Daten gemäß einem Code Division Multiple Access Verfahren übertragen werden.3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the data are transmitted according to a code division multiple access method.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Generierung des ersten Steuerkommandos in der Mobilstation (MSI) durch das Regelsystem zur Sendeleistungsregelung ausgelöst wird, wenn die Regelung der Sendeleistung einer Mobilstation das Unterschreiten der unteren Sendeleistungs- grenze erfordern würde.4. The method according to any one of the preceding claims, in which the generation of the first control command in the mobile station (MSI) is triggered by the control system for the transmission power control if the control of the transmission power of a mobile station would require the transmission power to fall below the lower limit.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Generierung des ersten Steuerkommandos in der Basisstation (BS) ausgelöst wird, wenn die von einer Mobilstation (MSI) gesendeten Funksignale an der Basisstation (BS) eine Empfangsleistung aufweist, die über einem vorgegebenen Emp- fangsleistungsschwellwert liegt.5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the generation of the first control command in the base station (BS) is triggered when the radio signals sent by a mobile station (MSI) at the base station (BS) has a reception power that is above a predetermined Emp - initial power threshold is.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Generierung des ersten Steuerkommandos in der Basisstation (BS) ausgelöst wird, wenn die von einer Mobilstation (MSI) gesendeten Funksignale zu einer Störung des Empfangs der von anderen Mobilstationen (MS2,MS3) gesendeten Funksignalen führt, die größer ist als ein vorgegebener Störungs- schwellwert.6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the generation of the first control command in the base station (BS) is triggered when the radio signals sent by a mobile station (MSI) to disturb the reception of those sent by other mobile stations (MS2, MS3) Leads radio signals that is greater than a predetermined interference threshold.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Generierung des ersten Steuerkommandos in der Basisstation (BS) ausgelöst wird und das Steuerkommando bzw. eine entsprechende Signalisierungsnachricht zur störenden Mobilstation (MSI) übertragen wird.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the generation of the first control command is triggered in the base station (BS) and the control command or a corresponding signaling message is transmitted to the interfering mobile station (MSI).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando bzw. eine entsprechende Signalisie- rungsnachricht beim Verbindungsaufbau anstelle einer Kanalzuweisung zur Mobilstation (MSI) übertragen wird. 8. The method as claimed in one of the preceding claims, in which the first control command or a corresponding signaling message is transmitted to the mobile station (MSI) instead of a channel assignment when the connection is established.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando vor dem ersten Verbindungsaufbau generiert wird, und bewirkt, daß die Mobilstation (MSI) den Verbindungsaufbau unterläßt oder verzögert.9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first control command is generated before the first connection establishment, and causes the mobile station (MSI) to refrain from or delay the connection establishment.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando zumindest zeitweise den Betrieb zumindest des Sendeleistungsverstärkers (SV) der Mobilstation (MSI) verhindert.10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first control command at least temporarily prevents the operation of at least the transmit power amplifier (SV) of the mobile station (MSI).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando bewirkt, daß die Mobilstation (MSI) zunächst in einen DTX-Modus geschaltet wird, wobei die Sendeeinrichtung (SE) der Mobilstation (MSI) pulsformig be- trieben wird.11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first control command causes the mobile station (MSI) to first be switched to a DTX mode, the transmitting device (SE) of the mobile station (MSI) being operated in pulse form.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando bewirkt, daß das Tastverhältnis des pulsförmigen Betriebes der Mobilstation (MSI) in Abhän- gigkeit von der Empfangsleistung der an der Basisstation (BS) empfangenen Funksignale oder in Abhängigkeit von Kommandos der Sendeleistungsregelung reduziert oder erhöht wird12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first control command causes the duty cycle of the pulsed operation of the mobile station (MSI) as a function of the received power of the radio signals received at the base station (BS) or as a function of commands of the transmission power control is reduced or increased
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando bewirkt, daß die Daten vor der13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first control command causes the data before the
Übertragung mit weniger Redundanz als bei gewöhnlichen Übertragungsverhältnissen codiert werden, und/oder die Übertragung mit einem geringeren Spreizfaktor erfolgt.Transmission can be coded with less redundancy than in normal transmission ratios, and / or the transmission takes place with a lower spreading factor.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuerkommando bewirkt, daß die Nutzdatenrate, zumindest im Uplink von der Mobilstation (MSI) zur Basisstation (BS) reduziert wird.14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the control command causes the user data rate, at least in the uplink from the mobile station (MSI) to the base station (BS) to be reduced.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der eingeschränkte Betrieb der Mobilstation (MSI) wieder beendet wird, wenn das erste Steuerkommando nicht mehr gene- riert wird, oder ein zweites Steuerkommando zur Beendigung des eingeschränkten Betriebes generiert wird.15. The method according to any one of the preceding claims, in which the restricted operation of the mobile station (MSI) is ended again when the first control command is no longer gen- is generated, or a second control command is generated to end the restricted operation.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zweite Steuerkommando in der Basisstation (BS) generiert wird und als Signalisierungsnachricht zur Mobilstation (MSI) übertragen wird.16. The method according to any one of the preceding claims, wherein the second control command is generated in the base station (BS) and transmitted as a signaling message to the mobile station (MSI).
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Steuerkommando nicht mehr generiert wird, oder das zweite Steuerkommando generiert wird, wenn die von einer Basisstation (BS) gesendeten Funksignale an der Mobilstation (MSI) eine Empfangsleistung aufweisen, die unter einem vorgegebenen Empfangsleistungsschwellwert liegt.17. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first control command is no longer generated, or the second control command is generated when the radio signals sent by a base station (BS) at the mobile station (MSI) have a reception power that is below a predetermined Receive power threshold is.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mobilstation (MSI) während des eingeschränkten Betriebes in vorgegebenen Zeitabständen Funksignale sendet, und das erste Steuerkommando nicht mehr generiert wird, oder das zweite Steuerkommando generiert wird, wenn die von der Mobilstation (MSI) gesendeten Funksignale an der Basisstation (BS) eine Empfangsleistung aufweisen, die unter einem vorgegebenen Empfangsleistungsschwellwert liegt .18. The method according to any one of the preceding claims, in which the mobile station (MSI) transmits radio signals at predetermined time intervals during the restricted operation, and the first control command is no longer generated, or the second control command is generated if the by the mobile station (MSI) transmitted radio signals at the base station (BS) have a receiving power that is below a predetermined receiving power threshold.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein erstes und ein zweites Steuerkommando abwechselnd für zwei oder mehrere Mobilstationen generiert werden und derart an die Mobilstationen übertragen werden, daß nicht alle Mobilstationen gleichzeitig senden, oder daß die Funksignale an der Basisstation (BS) eine möglichst konstante Empfangsleistung erzeugen.19. The method according to any one of the preceding claims, in which a first and a second control command are alternately generated for two or more mobile stations and transmitted to the mobile stations in such a way that not all mobile stations transmit at the same time, or that the radio signals at the base station (BS) generate a reception power that is as constant as possible.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (BS) ein Steuerkommando zur Beendigung der Verbindung sendet, wenn nach einem vorgegebenem Zeitraum der eingeschränkte Betrieb nicht beendet wurde. 20. The method according to any one of the preceding claims, wherein the base station (BS) sends a control command to terminate the connection if the restricted operation has not ended after a predetermined period.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (BS) ein Steuerkommando zum Frequenzbereichs- und/oder Basisstationswechsel sendet, wenn nach einem vorgegebenem Zeitraum der eingeschränkte Betrieb nicht been- det wurde.21. The method according to any one of the preceding claims, wherein the base station (BS) sends a control command to change the frequency range and / or base station if the restricted operation has not ended after a predetermined period.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstation (BS) ein Steuerkommando zum Frequenzbereichs- und/oder Basisstationswechsel sendet, und die Mobil- Station bei einem Mißlingen des Frequenzbereichs- und/oder Basisstationswechsels die Reaktivierung des vorhergehenden Frequenzbereichs und/oder der vorhergehenden Basisstation nicht durchführt.22. The method according to any one of the preceding claims, wherein the base station (BS) sends a control command for frequency range and / or base station change, and the mobile station in the event of failure of the frequency range and / or base station change the reactivation of the previous frequency range and / or of the previous base station.
23. Mobilstation (MS) mit a) Mitteln (VE, STE, ANT, HF) zur Übertragung von Daten innerhalb einer Funkzelle eines Mobilfunksystems mittels Funksignale zu einer Basisstation, b) Mitteln (VE, STE, ANT, HF) zur Regelung der Sendeleistung der Mobilstation (MS) innerhalb eines zwischen einer unteren Sendeleistungsgrenze und einer oberen Sendeleistungsgrenze begrenzten Regelbereiches, so daß die von der Mobilstation (MS) gesendeten Funksignale an der Basisstation mit einer innerhalb eines Toleranzbereiches liegenden Empfangsleistung emp- fangen werden, c) Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Generierung eines ersten Steuerkommandos, das zumindest zeitweise den Betrieb der Mobilstation zumindest einschränkt, wenn aufgrund des begrenzten Regelbereichs der Mobilstation die Qualität der Datenübertra- gung zwischen einer zweiten Mobilstation und der Basisstation verschlechtert würde.23. Mobile station (MS) with a) means (VE, STE, ANT, HF) for transmitting data within a radio cell of a mobile radio system by means of radio signals to a base station, b) means (VE, STE, ANT, HF) for regulating the transmission power the mobile station (MS) within a control range limited between a lower transmission power limit and an upper transmission power limit, so that the radio signals transmitted by the mobile station (MS) are received at the base station with a reception power that is within a tolerance range, c) means (VE, STE, ANT, HF) for generating a first control command, which at least temporarily restricts the operation of the mobile station at least if the quality of the data transmission between a second mobile station and the base station would deteriorate due to the limited control range of the mobile station.
24. Mobilstation (MS) nach Anspruch 23 mit24. Mobile station (MS) according to claim 23 with
Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Übertragung von Daten gemäß einem Code Division Multiple Access Verfahren. Means (VE, STE, ANT, HF) for the transmission of data according to a code division multiple access method.
25. Mobilstation (MS) nach einem der Ansprüche 23 bis 24 mit Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 23.25. Mobile station (MS) according to one of claims 23 to 24 with means (VE, STE, ANT, HF) for performing a method according to one of claims 1 to 23.
26. Basisstation (BS) mit a) Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Übertragung von Daten innerhalb einer Funkzelle eines Mobilfunksystems mittels Funksignale zu Mobilstationen (MS) , b) Mitteln zur Regelung der Sendeleistung der Mobilstationen (MS) innerhalb eines zwischen einer unteren Sendeleistungsgrenze und einer oberen Sendeleistungsgrenze begrenzten Regelbereiches so, so daß die von den Mobilstationen (MS) gesendeten Funksignale an der Basisstation (BS) mit einer in- nerhalb eines Toleranzbereiches liegenden Empfangsleistung empfangen werden, c) Mitteln (VE, STE, ANT, HF) zur Generierung eines ersten Steu- erkommandos, das zumindest zeitweise den Betrieb einer ersten Mobilstation (MSI) zumindest einschränkt, wenn aufgrund des begrenzten Regelbereichs der ersten Mobilstation (MSI) die Qualität der Datenübertragung zwischen einer zweiten Mobilstation (MS2,MS3) und der Basisstation (BS) verschlechtert würde, und d) Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Übertragung des Steuerkomman- dos an die erste Mobilstation (MSI) .26. Base station (BS) with a) means (VE, STE, ANT, HF) for transmitting data within a radio cell of a mobile radio system by means of radio signals to mobile stations (MS), b) means for regulating the transmission power of the mobile stations (MS) within one between a lower transmission power limit and an upper transmission power limit limited control range so that the radio signals sent by the mobile stations (MS) are received at the base station (BS) with a reception power that is within a tolerance range, c) means (VE, STE, ANT , HF) for generating a first control command, which at least temporarily restricts the operation of a first mobile station (MSI) at least if, due to the limited control range of the first mobile station (MSI), the quality of the data transmission between a second mobile station (MS2, MS3) and the base station (BS) would deteriorate, and d) means (VE, STE, ANT, HF) for transmitting the control command to di e first mobile station (MSI).
27. Basisstation (BS) nach Anspruch 26 mit27. Base station (BS) according to claim 26 with
Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Übertragung von Daten gemäß einem Code Division Multiple Access Verfahren.Means (VE, STE, ANT, HF) for the transmission of data according to a code division multiple access method.
28. Basisstation (BS) nach einem der Ansprüche 26 bis 27 mit Mitteln (VE, STE,ANT, HF) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22. 28. Base station (BS) according to one of claims 26 to 27 with means (VE, STE, ANT, HF) for performing a method according to one of claims 1 to 22.
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