TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilfunksystem,
welches eine Vielzahl von Funkkanälen zum Übertragen von
Steuerinformation und Nachrichteninformation zwischen
Basisstationen und mobilen Stationen besitzt.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei
dem die zuständigkeit zum Übertragen von
Nachrichteninformation an eine mobile Station von
zumindest einem Übertrager einer ersten Basisstation an
zumindest einen Übertrager einer zweiten Basisstation
übergeben bzw. weitergereicht wird.
STAND DER TECHNIK
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Es ist wünschenswert, daß ein Mobilfunksystem eine große
Verkehrsbehandlungskapazität und einen hohen
Versorgungsgrad beziehungsweise Bedeckungsgrad besitzt.
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Die Verkehrsbehandlungskapazität eines Mobilfunksystems
hängt unter anderem von der Anzahl von verfügbaren
Funkkanälen ab und von der Tatsache, wie effektiv diese
Kanäle verwendet werden können. Es ist bekannt in einem
Mobilfunksystem mehrere Basisstationen mit kleinem
Versorgungsbereich dicht zueinander anzuordnen.
Verfügbare Funkkanäle können dann zur Behandlung eines
Spitzenverkehrs innerhalb eines begrenzten geographischen
Gebietes in einer wirksameren Weise verwendet werden im
Gegensatz zur Vorgehensweise, bei der in dem
Mobilfunksystem Basisstationen mit großen
Versorgungsbereichen weit voneinander entfernt angeordnet
werden. Die Anordnung von mehreren Basisstationen nahe
aneinander kann auch die Zugriffsmöglichkeit in einem
Mobilfunksystem erhöhen, insbesondere wenn sich die
Versorgungsbereiche der Basisstationen gegenseitig
überlappen. Zwei Basisstationen mit derartigen sich
überlappenden Versorgungsbereichen können jedoch
normalerweise zur Kommunikation mit verschiedenen mobilen
Stationen nicht den gleichen Funkkanal verwenden.
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Wenn sich in einem mobilen Funksystem eine mobile Station
von dem Bereich, der durch eine Basisstation abgedeckt
wird in einen Bereich, bewegt, der durch eine andere
Basisstation abgedeckt ist, muß die Zuständigkeit für die
Kommunikation mit der mobilen Station von einer
Basisstation auf eine andere Übertragen bzw.
weitergereicht werden. Eine derartige Übertragung im
Zusammenhang mit einer hergestellten Verbindung mit der
mobilen Station wird üblicherweise als "handover"
beziehungsweise Gesprächsumschaltung oder Weiterreichung
bezeichnet.
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Eine Gesprächsumschallung kann in bekannten herkömmlichen
Mobilfunksystemen eine kritische Funktion sein. Es
besteht das Risiko, daß die hergestellte Verbindung
vorübergehend unterbrochen wird oder im Zusammenhang mit
der Gesprächsumschaltung vollständig verlorengeht.
Gewöhnlicherweise ist in dem Mobilfunksystem im
Zusammenhang mit einer Änderung des Funkkanals bei der
Gesprächsumschaltung eine vergleichsweise umfangreiche
Signalübertragung erforderlich. Der Versorungsgrad eines
Mobilfunksystems hängt unter anderem vom Vorliegen von
Funkschatten ab und von der Tatsache, wie sich die
Versorgungsbereiche der einzelnen Basisstationen
miteinander überlappen. Die Möglichkeit einer Herstellung
von neuen Verbindungen und die Aufrechterhaltung von
hergestellten Verbindungen von/zu mobilen Stationen hängt
außerdem von dem Vorliegen von Reflexionen und Störungen
ab.
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Um den Versorgungsgrad in einem Mobilfunksystem zu
erhöhen ist es bekannt, im wesentlichen die gleiche
Information an eine mobile Station von zwei oder mehreren
Basisübertragern zu Übertragen und an zwei oder mehreren
Basisempfängern Information von einer mobilen Station zu
empfangen. Die Veröffentlichung "RF PERFORMANCE OF
MACROSCOPIC DIVERSITY IN UNIVERSAL PORTABLE RADIO
COMMUNICATIONS: FREQUENCY REUSE CONSIDERATIONS" von
Richard C. Bernhardt, in der Zeitschrift IEEE
International Conference on Communications, Juni 22-25,
1986, Toronto, Canada beschreibt verschiedene Arten von
Zellen und die Anordnung von Übertragern bzw. Sendern und
das Ergebnis von Simulationen für ein derartiges System.
Die Veröffentlichung "USER ACCESS IN PORTABLE RADIO
SYSTEMS IN THE NOISE LIMITED ENVIRONMENT" von Richard C.
Bernhardt, aus ICC '87, Juni 1987, Seattle, Washington,
USA beschreibt verschiedene Arten von Zellen und die
Anordnung von Übertragern sowie Vergleiche zwischen
unterschiedlichen Kriterien und Algorithmen zur Auswahl
eines Basisübertragers bzw. Basissenders.
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Aus JP-A-6042950 ist ein Mobilkommunikationssystem bekannt,
in welchem ein Funkkanal einer Mobilstation in einer Zelle
zugewiesen wird, die von einer ersten Feststation bedient
wird, und wo dieser Kanal ebenfalls in zwei weiteren Zellen
für eine vorbestimmte Zeit reserviert wird. Eine zweite und
eine dritte Feststation in diesen Zellen wirken als von der
ersten Station abhängige Stationen, jedoch wird kein
Übergabeverfahren offenbart.
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USA-4,737,978 offenbart Verfahren für Intra- und
Intersystemübergabe und Ausrufen in Zellularsystemen.
Mobilgeräte können über eine kombinierte Abdeckungszone
mehrerer Zellularsysteme ausgerufen werden, und durch die
beschriebene Lösung wird eine Übergabe zwischen verschiedenen
Zellularsystemen möglich. Für den Zweck der Übergabe
überträgt eine Basisstationssteuerung immer eine
Übergabeanweisung an das Mobilgerät, die das Mobilgerät
informiert, auf welchen Sprachkanal sich das Mobilgerät
einstellen soll.
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Die US-Patentanmeldung 07/315,561 beschreibt ein
Mobilfunksystem und ein Verfahren zum Übertragen von
Nachrichlen beziehungsweise Mitteilungsinformation, bei
dem zumindest zwei Basisstationen zumindest teilweise
gleichzeitig im wesentlichen die gleiche
Nachrichteninformation an eine mobile Station übertragen.
Das Ziel dabei ist unter anderem den Versorgungsgrad
erhöhen zu können, ohne daß die Zellen in einem
Mobilfunksystem reduziert werden müssen, welches eine
größere Freiheit bei der Auswahl eines Zellenmusters und
weniger Gesprächsumschaltungen erlaubt. Es ist
beabsichtigt, daß das Mobilfunksystem mit besseren
Möglichkeiten für die Herstellung von neuen Verbindungen
und zur Aufrechterhaltung von bereits hergestellten
Verbindungen versehen werden soll. Gemäß der
Patentanmeldung werden diese Aufgaben durch gewisse
Beziehungen zwischen einer Modulation von Funksignalen
und Parametern von adaptiven Entzerrern in den mobilen
Stationen und der Entfernung zwischen Basissendern, die
die gleiche Nachrichteninformation übertragen, gelöst.
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In Zellular-Mobilfunksystemen können die verfügbaren
Kanäle den Zellen und mobilen Stationen in vielfältiger
Weise zugeordnet werden. In Systemen mit fester
Kanalzuordnung kann eine Basisstation für eine bestimmte
Zelle nur gewisse vorgegebene Kanäle verwenden.
Basisstationen in benachbarten Zellen verwenden
unterschiedliche Kanäle. Basisstationen in
unterschiedlichen Zellen, die ausreichend weit
voneinander entfernt sind, können die gleichen Kanäle
verwenden gemäß einem Kanal-Wiederverwendungs- oder
Zuordnungsplan. Bei Systemen mit adaptiver Kanalzuordnung
dienen einige oder alle Kanäle als eine gemeinsame
Einrichtung für alle Basisstationen, welches bedeutet,
daß einige oder alle Kanäle von irgendeiner Basisstation
verwendet werden können, vorausgesetzt, daß die
Funkübertragungsbedingungen, beispielsweise einen
gewissen Träger-zu-Störungs- oder Rauschpegel zulassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Zumindest in bestimmten Mobilfunksystemen besteht ein
Problem, die Gesprächsumschaltung so vorzunehmen, daß das
Risiko einer vorübergehenden Unterbrechung einer
Verbindung oder die Tatsache, daß die Verbindung im
Zusammenhang mil einer Gesprächsumschaltung verlorengeht,
ausreichend gering ist. Dieses Problem ist insbesondere
bei Spitzenverkehr schwerwiegend. Ein weiteres Problem im
Zusammenhang mit der Gesprächsumschaltung ist das
vergleichsweise große Erfordernis zur Signalübertragung
in dem Mobilfunksystem. Die Aufgabe der Erfindung liegt
darin, unter anderem diese Probleme zu verbessern.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Gesprächsumschaltung zu erreichen, bei der das Risiko
einer vorübergehenden Unterbrechung oder der Verlust von
Verbindungen ausreichend klein sein kann.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Gesprächsumschaltung zu erzielen, bei der das
Erfordernis der Signalübertragung über Funksignale in dem
Mobilfunksystem vergleichsweise klein sein kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt
darin, eine Gesprächsumschaltung zu erreichen, die sich
insbesondere für Mobilfunksysteme eignet, bei der zwei
oder mehrere voneinander beabstandete Basisübertrager im
wesentlichen ähnliche Nachrichteninformation an eine
mobile Station übertragen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Gesprächsumschaltung zu erreichen, die sich insbesondere
für Mobilfunksysteme eignet, die einen hohen
Versorgungsgrad und eine große Überlappung zwischen den
Versorgungsbereichen von unterschiedlichen
Basisübertragern aufweisen.
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In einem Verfahren gemäß der Erfindung wird die
Zuständigkeit zum Übertragen von Nachrichteninformation
an eine mobile Station von zumindest einem ersten
Basissender an zumindest einen zweiten Basissender
übergeben. Die besonderen Merkmale des Verfahrens gemäß
der Erfindung und insbesondere bevorzugte
Ausführungsformen davon ergeben sich aus den unabhängigen
und den abhängigen Ansprüchen. Etwas vereinfacht kann ein
Verfahren gemäß der Erfindung darin gesehen werden, daß
vor und nach der Gesprächsumschaltung vorzugsweise der
gleiche Funkkanal zum Übertragen von
Nachrichteninformation an die mobile Station verwendet
wird.
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Die Gesprächsumschaltung findet vorzugsweise statt, ohne
daß die mobile Station vorher informiert wird, daß die
Gesprächsumschaltung stattfinden wird. Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
die Funkübertragung einer Nachrichteninforination von
einem zweiten Basisstatiorissender an die mobile Station
gestartet, bevor die Übertragung einer
Nachrichteninformation an die mobile Station von einem
ersten Basisstatiorissender abgeschlossen ist. Somit wird
im wesentlichen die gleiche Nachrichteninformation
während einer übergangszeit an die mobile Station sowohl
von einem ersten als auch einem zweiten
Basisstatiorissender übertragen.
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In mobilen Funksystemen, bei denen zumindest zwei
Basisstatiorissender gleichzeitig zum Übertragen von
Nachrichteninformation an zumindest gewisse mobile
Stationen zuständig sind, wird vorzugsweise die
Übertragung von verschiedenen Basissendern gleichzeitig
im Zusammenhang mit der Gesprächsumschaltung nicht
gestartet oder unterbrochen. Die Übertragung von
Nachrichteninformation an die mobile Station wird dann
vorzugsweise von einer der zweiten Basissender gestartet,
bevor eine Übertragung von Nachrichteninformation von
einem anderen zweiten Basissender eingeleitet wird. In
einem derartigen Fall wird die Übertragung von
Nachricliteninformation an die mobile Station von einem
der ersten Basissender vorzugsweise beendet, bevor die
Übertragung von derartiger Information von einem anderen
ersten Basissender beendet ist. Die Einleitung und der
Abschluß der Übertragung von den Basissendern findet
vorzugsweise in einer Reihenfolge derart statt, daß die
ganze Zeit zumindest zwei Basissender im wesentlichen die
gleiche Nachrichleninformation an die mobilen Stationen
übertragen.
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Für die Fälle, bei denen die Übertragung von einem
zweiten Basissender auf einem anderen Funkkanal
stattfinden muß als die Übertragung von einem ersten
Basissender, werden die Funkkanäle vorzugsweise so
gewählt, daß die mobile Station während der Übergangszeit
die Übertragungen von den verschiedenen Basissendern im
wesentlichen ohne Störung voneinander empfangen kann;
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Die Durchführung der Umschaltung der Zuständigkeit der
Übertragung von Nachrichteninformation an eine mobile
Station gemäß der Erfindung bringt mehrere Vorteile mit
sich, die in den bevorzugten Ausführungsformen
hervorgehoben sind.
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Der vielleicht wichtigste Vorteil liegt darin, daß bei
den Fällen, bei dem der gleiche Funkkanal durch die
Basisstationen vor, während und nach der
Gesprächsumschaltung verwendet wird, das Erfordernis für
die Signalübertragung zur Gesprächsumschaltung über
Funksignale relativ klein gehalten werden kann. Wenn die
mobile Station auf den gleichen Kanälen vor, während und
nach der Gesprachsumschaltung sendet und empfängt, muß
sie nicht unbedingt wissen, ob die Zuständigkeit zur
Kommunikation übergeben worden ist. In einem extremen
Fall besteht somit überhaupt kein Erfordernis zur
Signalübertragung für eine Gesprächsumschaltung über
Funksignale im Zusammenhang mit der Gesprächsumschaltung
und die Signalübertragung für die Gesprächsumschaltung
kann in einem stationären Teil des Mobilfunksystems
stattfinden. Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt darin,
daß das Risiko einer vorübergehenden Unterbrechung bei
einer hergestellten Verbindung für einen Anrufan eine
mobile Station oder der Verlust der Verbindung gering
gehalten werden kann.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der großen Flexibilität
bezüglich einer Verteilung von Aufgaben zwischen der
mobilen Station und der Basisstation im Zusammenhang mit
der Gesprächsumschaltung. Die Vorbereitungen für die
Gesprächsumschaltung und die Einleitung können mehr oder
weniger in der mobilen Station stattfinden. Es wird dann
möglich, Aufgaben im Zusammenhang mit der Vorbereitung
zur Einleitung und Ausführung der Gesprächsumschaltung zu
bilden und zu verteilen, derart, daß das Erfordernis von
Signalübertragungen bezüglich der Gesprächsumschaltung
vergleichsweise gering gehalten wird.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil bei dem Verfahren gemäß
der Erfindung liegt darin, daß es sich insbesondere für
ein Mobilfunksystem eignet, bei dem zumindest zwei
Basisstatiorissender gleichzeitig zum Übertragen von
Nachrichteninformation an zumindest gewisse mobile
Stationen zuständig sind. In einem derartigen System kann
der anwachsende Versorgungsgrad vollständig verwendet
werden, indem die Zuständigkeit gemäß der Erfindung
übergeben wird.
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Weitere Vorteile ergeben sich einem Durchschnittsfachmann
nach Studium der Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt Zellen und Positionen von
Basistationssendern in einem
Mobilfunksystem, bei dem in gewissen
Bereichen zwei oder drei Basisstationssender
gleichzeitig Nachrichteninformationen an
zumindest gewisse mobile Stationen
übertragen;
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Fig. 2 zeigt zwei mobile Stationen und einige
stationäre Teile eines Mobilfunksystems
gemäß Figur 1.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER
ERFINDUNG
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Ein Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich
insbesondere für ein Mobilfunksystem, bei dem wenigstens
zwei Basisstationssender gleichzeitig zum Übertragen von
Nachrichteninformation an zumindest gewisse mobile
Stationen zuständig sind. Es erscheint somit
zweckdienlich, eine Ausführungsform eines Verfahrens
gemäß der Erfindung im Zusammenhang mit einem derartigen
System zu beschrieben.
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Ein Zellular-Mobilfunksystem, welches in Figur 1
dargestellt ist, besitzt mobile Stationen und
Basisstationen mit Sendern und Empfängern für
Funksignale. Eine Nachrichteninformation wird durch eine
Übertragung und einen Empfang von Funksignalen mit einer
digitalen Modulation entsprechend der
Nachrichteninformation an die mobilen Stationen und von
diesen digital übertragen. Die Funksignale werden über
einen einer Vielzahl von Funkkanälen gesendet. Mehrere
Funkkanäle können die gleiche Funkfrequenz in einem
Zeitmultiplexverfahren teilen und Funksignale werden an
mehrere mobile Stationen und von diesen in
unterschiedlichen Zeitschlitzen auf der Funkfrequenz
übertragen, wobei diese Schlitze den Funkkanälen
zugeordnet sind.
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Die mobilen Stationen können sich innerhalb und zwischen
den Zellen des Systems bewegen. Die Basissender sind den
Zellen so zugewiesen, daß wenigstens ein Basissender für
jede Zelle zum Übertragen von Signalen an die mobilen
Stationen der Zelle vorhanden ist.
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In dem gesamten System existiert keine vollständige feste
Kanalzuordnung für alle Zellen und Basisstationen.
Zumindest für einige Basisstationen und Zellen wird eine
gewisse Freiheit bei der Auswahl von Funkkanälen
ermöglicht. Somit ist die Kanalzuordnung in dem System
eine Art von dynamischer oder adaptiver Kanalzuordnung,
welches bedeutet, daß zumindest einige Kanäle eine
gemeinsame Versorgung für wenigstens einige benachbarte
Basen/Zellen sind.
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Etwas vereinfacht ist in Figur 1 die Unterteilung eines
Bereiches in Zellen und die Zuweisung von
Basisstationssendern zu den Zellen in einem mobilen
Telefonsystem dargestellt. Der Einfachheit halber sind in
Figur 1 alle Zellen C1 bis C24 als reguläre Sechsecke mit
Seiten L dargestellt. In der Praxis werden die Zellen
wahrscheinlich unterschiedliche Größen und Gestalten
aufweisen. Zusätzlich wird es in Abhängigkeit von den
Verkehrsbedingungen zweckdienlich sein, die Grenzgebiete
zwischen den Zellen zu überlappen. Die Basissender können
dann ihre Belastungen bei der Behandlung von
Übertragungen an mobile Stationen aufeinander verteilen,
wobei eine derartige Übertragung rein von einem
geographischen Gesichtspunkt durch die Basisübertrager
einer angrenzenden Zelle durchgeführt werden sollte.
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Für jede Zelle C1 bis C24 existiert ein gewöhnlicher
Basissender BS1 bis BS24. Für angrenzende Zellen sind
diese Sender gewöhnlicherweise gemeinsam in Dreiergruppen
angeordnet. Beispielsweise ist der Basissender BS1 für
die Celle C1 mit dem Basissender BS3 für die Zelle C3 und
mit dem Basissender BS5 für die Zelle C5 gemeinsam
angeordnet. Entsprechend ist der Basissender BS14 für die
Zelle C14 mit dem Basissender BS16 für die Zelle C16 und
mit dem Basissender BS18 für die Zelle C18 gemeinsam
angeordnet. Diese gemeinsam angeordneten gewöhnlichen
Basisstationssender befinden sich in den Grenzbereichen
zwischen den Zellen, denen sie zugeordnet sind.
Beispielsweise sind die gewöhnlichen Basissender BS2, BS4
und BS6 gemeinsam in dem Grenzbereich zwischen den Zellen
C2, C4 und C6 angeordnet.
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Außer den gewöhnlichen Basissendern BS1 bis BS24 umfaßt
das System eine Anzahl von zusätzlichen Basissendern für
gewisse Zellen. Jede der Zellen C6, C7, C10, C11, CB,
C14, C19 und C20 besitzt einen zusätzlichen
Basisstatiorissender. Für jede der Zellen C15, C18 und C22
existieren zwei zusätzliche Basissender. Von den
zusätzlichen Basissendern sind XS6, XS7, XSLO, XS11,
XSB, XS1SA, XS15B, XS18A, XS18B, XS19, XS20 und XS22A
gemeinsam in Gruppen mit drei zusätzlichen Basissendern
in jeder Gruppe in einer ähnlichen Vorgehensweise wie die
gewöhnlichen Basissender angeordnet. Dementsprechend ist
beispielsweise der zusätzliche Basissender XS18B für die
Zelle C15 gemeinsam mit dem zusätzlichen Basissender XS19
für die Zelle C19 und dem zusätzlichen Basissender XS18A
für die Zelle C18 angeordnet. Andererseits sind weder der
zusätzliche Basissender XS14 für die Zelle C14 nochder
zusätzliche Basissender XS228 für die Zelle C22 mit
irgendeinem anderen Basissender gemeinsam angeordnet,
sondern sie befinden sich ungefähr in der Mitte der
Zelle, der sie zugeordnet sind.
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Es ist nicht erforderlich, daß sich ein zusätzlicher
Basissender in seinem technischen Aufbau von einem
gewöhnlichen Basissender unterscheidet. Für eine gegebene
Zelle kann ein zusätzlicher Basissender somit technisches
Gerät vom gleichen Typ wie ein gewöhnlicher Basissender
für die gleiche Zelle besitzen. Im Prinzip kann er in der
gleichen Weise arbeiten wie der gewöhnliche Sender. Falls
zwei identische Basisstatiorissender für eine gegebene
Zelle existieren, kann in gewissen Fällen jeder davon
jeweils als ein gewöhnlicher oder ein zusätzlicher Sender
angesehen werden.
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Der zusätzliche Basissender oder die Sender für eine
gegebene Zelle übertragen Funksignale, die im
wesentlichen die gleichen sind wie die von dem
gewöhnlichen Basissender der Zelle gesendeten Signale.
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Die Signale sind mit für die einzelnen mobilen Stationen
der Zelle ausgewählter digitaler Nachrichteninformation
digital moduliert. Die Funksignale können auch mit
allgemeiner Steuerinformation, gemeinsam für alle
betreffenden mobilen Stationen digital moduliert werden.
Eine mobile Station in einer Zelle, für die ein oder
mehrere zusätzliche Basissender existieren, kann deswegen
zumindest in gewissen Fällen ensprechende Funksignale von
mehr als einem Basissender ungefähr gleichzeitig
innerhalb des gleichen Frequenzbereichs empfangen. In
Abhängigkeit von den gegenseitigen relativen Positionen
der mobilen Station und der Basisstationen in der Zelle
sowie von den Übertragungszeiten und Ausbreitungswegen
der Funksignale von den Basissendern zu den mobilen
Stationen können entsprechende Signale von verschiedenen
Basissendern an der mobilen Station mit oder ohne einer
gegebenen Zeitverschiebung empfangen werden. Je größer
der Abstand zwischen den der Zelle zugeordneten
Basissendern ist, desto größer ist ganz allgemein die
Zeitverschiebung. Wenn die gewöhnlichen
Basisstatiorissender und die zusätzlichen
Basisstatiorissender gemäß Figur 1 angeordnet sind, liegt
der Abstand zwischen zwei Basissendern für die gleiche
Zelle zwischen L und 2L, das heißt zwischen der Seite und
dem Durchmesser des regulären Sechsecks. Falls der
Einfachkeit halber Reflexionen ignoriert werden und
angenommen wird, daß die Basissender ohne gegenseitige
Zeitverschiebung senden, dann könnte die
Empfangszeitverschiebung an der mobilen Station maximal
2L/c erreichen, wobei C die Ausbreitungsrate der
Funksignale ist.
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In Figur 2 sind Teile eines Mobilfunksystems gemäß Figur
1 dargestellt. Eine mobile Furikzentrale MSC ist über
Kabel L&sub1;, L&sub2;, ..., Lm, Ln mit einer Vielzahl von
Basisstationen verbunden, von denen zwei Bm und Bn in
Figur 2 dargestellt sind.
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Die Basisstation bm besitzt eine Zentraleinheit, die
über Kabel Lma und Lmb mit zwei Empfängereinheiten
bzw. Senderempfängereinheiten Bma und Bmb verbunden
sind, die in einem Abstand von der Zentraleinheit
angeordnet sind. Die Zentraleinheit der Basisstation Bm
umfaßt eine Zentralleitung und eine Steuereinheit 1,
Sendezeit-Verschiebungseinrichtungen 2A und 2B, jeweils
eine für einen der Empfänger,
Empfangszeit-Verschiebungseinrichtungen 3A und 3B,
jeweils eine für jeden Transceiver bzw. Senderempfänger
und Anschlußeinheiten 4A und 4B, jeweils eine für jeden
Empfänger.
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Beide Transceiver in der Basisstation Bm besitzen den
gleichen Aufbau. Jeder derartige Transceiver enthält eine
Anschluß- und Steuereinheit 5A oder 5B, eine
Sendeeinrichtung 6A, 6B, eine Empfangseinrichtung 7A oder
7B, ein Sende-Empfangsfilter 8A oder 8B und eine Antenne
9A oder 9B.
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Die Basisstation Bn unterscheidet sich teilweise von
der Basisstation Bm hauptsächlich bezüglich der
Nebeneinanderstellung ihrer zentralen Anschluß- und
Steuereinheit 10 zu ihren Transceivern Bna.
Dementsprechend wird kein Kabel zu zugeordneten
Anschlußeinlieiten entsprechend Lm, Lmb, 4A bis 5B für
den Transceiver Bna benötigt, sondern nur für den
anderen Transceiver Bnb Zusätzlich umfaßt keine der
Zentraleinheiten in Bn eine Sendezeit- oder
Empfangszeit-Verschiebungseinrichtung, aber die
entsprechenden Einrichtungen 2A, 2B, 3A und 3B sind
jeweils in den Transceivern Bna und Bnb vorgesehen.
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Die mobilen Stationen MS&sub1; und MS&sub2; gleichen sich in
ihrem Aufbau. Jede mobile Station umfaßt eine
Schallerfassungseinrichtung 11, eine
Enkodierungseinrichtung 12, eine Sendeeinrichtung B,
einen Sende-Empfangsschalter 14, eine Empfangseinrichtung
15, einen Entzerrer und eine Dekodierungseinrichtung 16,
eine Schallwiedergabeeinrichtung 17, eine
Steuereinrichtung 18 und eine Einrichtung 19 zum Zuführen
und Auslesen oder zur Anzeige von digitaler Information.
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Außer der Tatsache, daß die Basisstationen 2 in einem
Abstand voneinander angeordnete Transceivereinheiten
besitzen und eine steuerbare Übertragungszeit- und
Empfangszeit-Verschiebungseinrichtung aufweisen, arbeitet
das Mobilfunksystem in Figur 2 in vielerlei Hinsicht wie
ein hinlänglich bekanntes Mobilfunksystem. Eine
vollständige Beschreibung der Funktion des Systems in
vielerlei Hinsicht ist deswegen für einen
Durchschnittsfachmann nicht erforderlich und deswegen ist
nur die Beschreibung der einzigartigen und ungewöhnlichen
Merkmale in dem Mobilfunksystem gemäß Figur 2
erforderlich. Diejenigen, die nicht mit Mobilfunksystemen
vertraut sind, werden hier auf die technische Literatur
verwiesen.
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Eine Nachrichteninformation, beispielsweise Sprache oder
Daten, die die Mobilfunkzentrale in Richtung einer
mobilen Station in der Zelle Cm, beispielsweise der
MS&sub1;, liefert, wird von der Mobilfunkzentrale über das
Kabel Lm an die Anschluß- und Steuereinheit 1
übertragen. Von hier wird die Information über die
Sendezeit-Verschiebungseinrichtung 2A, die
Anschlußeinheit 4A, das Kabel Lma und die Anschluß- und
Steuereinheit 5A an die Sendeeinrichtung 6A übertragen.
Die Sendeeinrichtung 6A sendet über das
Sende-Empfangsfilter 8A und die Antenne 9A Funksignale
mit einer digitalen Modulation entsprechend der
Nachrichteninformation von der Mobilfunkzentrale.
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Die Nachrichteninformation von der mobilen Funkzentrale
wird ebenso von der Anschluß- und Steuereinheit 1 über
die Sendezeit-Verschiebungseinrichtung 2B, die
Anschlußeinheit 4B, das Kabel Lmb und die Anschluß- und
Steuereinheit 5B an die Sendeeinrichtung 6B in dem
Transceiver Bmb übertragen. Die Sendeeinrichtung 6B
sendet über das Sende-Empfangsfilter 8B und die Antenne
9B Funksignlae mit einer digitalen Modulation
entsprechend der Information von der Mobilfunkzentrale.
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In Abhängigkeit von der Verzögerung bei der Übertragung
der Nachrichteninformation an die Sendeeinrichtung 6A und
die entsprechende Verzögerung beim Übertragen an die
Sendeeinrichtung 6B können die Funksignale von der
Antenne 9A der Transceivereinheit B im wesentlichen
ohne eine Zeitverschiebung gesendet werden, oder mit
einer Zeitverschiebung bezüglich der Übertragung von
entsprechenden Funksignalen von der Antenne 9B des
auderen Transceiver Bmb.
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Die Funksignale von der Antenne 9A in Bma kommen an
einer gegebenen mobilen Station in der Zelle Cm, wie
beispielsweise der mobilen Station MS&sub1;, mit oder ohne
einer Zeitverschiebung bezüglich der entsprechenden
Funksignale von der Antenne 9B in Bmb an. Die mögliche
Zeitverschiebung bei der Ankunft an der mobilen Station
hängt teilweise von einer möglichen Zeitverschiebung bei
der Übertragung von den Antennen und teilweise von einem
möglichen Unterschied der Ausbreitungszeit für die
Funkwellen von den Antennen ab. Die
Sendezeit-Verschiebungseinrichtungen 2A und 2B besitzen
eine variable Verzögerung und können durch die
Anschluß- und Steuereinheit 1 gesteuert werden, derart,
daß die Signale von der Antenne 9A in Bma mit einer
mehr oder weniger großen Zeitverschiebung vor oder nach
entsprechenden Signalen von der Antenne 9B in Bmb
gesendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform gemäß
Figur 2 steuert die Anschluß- und Steuereinheit 1 die
variablen Verzögerungen in den
Sendezeit-Verschiebungseinrichtungen 2A und 2B derart,
daß die Verzögerungsunterschiede in den Kabeln Lma und
Lmb sowie die Unterschiede in den
Funksignal-Ausbreitungszeiten ausgeglichen werden. Dies
läßt sich auch dadurch ausdrücken, indem man sagt, daß
die Anschluß- und Steuereinheit die variablen
Verzögerungen in den Sendezeit-Verschiebungseinrichtungen
2A und 2B derart steuern, daß die Zeitverschiebung der
Funkwellen bei der Ankunft an der mobilen Station im
Vergleich mit der Situation verkleinert sind, bei der die
Einrichtungen 2A und 2B die gleiche feste Verzögerung
besitzen. Als idealer Fall wird jener angenommen, bei dem
die Anschluß- und Steuereinheit die Verzögerungen in den
Zeitverschiebungseinrichtungen 2A und 2B so gesteuert
hat, daß die von der Antenne in Bma übertragenen und
digital modulierten Signale an der Antenne in MS&sub1; exakt
gleichzeitig und phasengleich mit den entsprechenden von
der Antenne in Bmb übertragenen Signale angekommen
sind. In der Praxis ist dies jedoch weder beabsichtigt
noch normalerweise erreicht. Reflexionen treten bei der
Ausbreitung der Funksignale zwischen den Antennen auf und
die mobile Statiqn besitzt einen adaptiven Entzerrer. Es
ist deswegen nicht erforderlich, daß die Signale von den
verschiedenen Sendeeinheiten exakt gleichzeitig an der
mobilen Station ankommen. Im Gegensatz dazu wird
vorzugsweise eine kleine Zeitverschiebung angestrebt, um
eine gewisse Ungleichheit gegenüber Rayleigh-Schwund zu
erreichen. Diejenigen, die mit dem technischen Gebiet
nicht vertraut sind und die weitere Information erhalten
wollen, werden hier auf die technische Literatur und auf
Veröffentlichungen verwiesen, wie beispielsweise "Radio
Test Performance ofa Narrowband TDMA System-DMS 90", von
J-E Stjernvall, B. Hedberg, K. Raith, T. Bäckström und R.
Löfdahl.
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Im Prinzip gibt es zumindest zwei vorstellbare Verfahren
zum Bestimmen, wie die Anschluß- und Steuereinheit 1 die
Verzögerung in den Sendezeit-Verschiebungseinrichtungen
2A und 2B steuern soll. Ein Verfahren besteht darin, in
dem festen Teil des Mobilfunksystems die Zeitverschiebung
zwischen den Mobilfunksignalen an einem der Transceiver
Bma und entsprechenden Funksignalen an dem anderen
Transceiver Bmb abzuschätzen. Somit wird eine
Abschätzung der Unterschiede der Ausbreitungszeit zu der
mobilen Station erhalten, wobei diese Unterschiede von
der Position der mobilen Station abhängen. Verbleibende
Unterschiede bei der Verzögerung beziehen sich auf den
festen Teil des Mobilfunksystems, beispielsweise die
unterschiedlichen Längen der Kabel Lma und Lmb und
sie sind nicht von der Position der mobilen Station
abhängig. In der Ausführungsform gemäß Figur 2 kann
dieses Verfahren praktisch angewendet werden, derart, daß
die Verzögerungen in den
Empfangszeit-Verschiebungseinrichtungen 3A und 3B so
eingestellt werden, daß die von der mobilen Station MS&sub1;
bei Bma empfangene Information an der Anschluß- und
Steuereinheit lgleichzeitig ankommt wie eine
entsprechende bei Bmb von der mobilen Station MS&sub1;
empfangene Information an der Anschluß- und
Steuereinheit 1 ankommt. Die Verzögerungen in den
Sendezeit-Verschiebungseinrichtungen 2A und 2B werden
darauffolgend entsprechend der optimalen Verzögerungen in
den Empfänger-Zeitverschiebungseinrichtungen 3A und 3B
eingestellt.
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Das andere Verfahren besteht darin, in der mobilen
Station den Unterschied der Ankunftszeit oder die
Zeitverschiebung zwischen den digital modulierten
Funksignalen von einem Transceiver Bma und den
entsprechenden digitalen Signalen von dem anderen
Transceiver Bmb abzuschätzen. Dafür wird eine gewisse
Enkodierung der Funksignale benötigt, welche anzeigt, von
welchem Transceiver sie gesendet werden. In TDMA-Systemen
ist es bekannt, spezielle Synchronisationsworte zu
übertragen. Diese können verwendet werden, falls sie
durch zusätzliche einzelne Wörter gebildet oder ergänzt
werden, so daß zwei Basissender für die gleiche Zelle
nicht nur identische Synchronisationsworte besitzen. Als
Alternative dazu können spezielle Synchronisationsworte
von dem Basisstatiorissender gesendet werden, lediglich um
zu ermöglichen, daß die mobile Station die
unterschiedlichen Ankunftszeiten oder Zeitverschiebungen
abschätzt. Die mobile Station überträgt Information über
den abgeschätzten Ankunftszeitunterschied oder die
Zeitverschiebung über Funksignale an den festen Teil des
Systems, wo sie verwendet wird, um die
Sender-Zeitverschiebungseinrichtungen 2A und 2B zu
steuern. Die Anschluß- und Steuereinheit 1 empfängt dann
über die jeweiligen Anschlußeinheiten 5A, 4A und 5B, 4B
Information über einen abgeschätzten
Ankunftszeitunterschied von der mobilen Station in der
gleichen Weise wie auch die Anschluß- und Steuereinheit
Nachrichteninformation von der mobilen Station erhält.
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Es ist zwar an und für sich vorstellbar aber kaum
vorzuziehen, beide Verfahren zum Steuern der
Sendezeitverschiebung in einem Mobilfunksystem gemäß
Figur 2 zu verwenden.
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Die Messung des Unterschieds der Ankunftszeit oder die
Zeitverschiebung für entsprechende Funksignale kann in
einer herkömmlichen Weise mittels einer Korrelation
durchgeführt werden. Bei den Fällen, bei denen die
Funksignale in herkömmlicher Weise vorgegebene
Synchronisationsmuster (Wörter) enthalten, kann der
Zeitunterschied zwischen dem Auftreten von diesen in
verschiedenen Signalen unter Verwenduiig von herkömmlichen
Verfahren gemessen werden. Eine Steuereinrichtung 18
einer mobilen Station und/oder eine Anschluß- und
Steuereinheit 1 oder 10 einer Basisstationkönnen dann
möglicherweise kombiniert mit den Anschlußeinheiten 5A
und 5B der Transceiver eine Zeitmeßeinrichtung zur
Abschätzung der Empfangszeitverschiebung oder eine
Ankunftszeit-Vergleichseinrichtung zum Vergleichen von
Ankunftszeiten umfassen.
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Wenn ein Erfordernis dafür besteht, verwendet eine
Basisstation herkömmlicher Weise vorzugsweise die gleiche
Sendereinrichtung und die Antenne, um in einem
Zeitmultiplexbetrieb innerhalb des gleichen
Frequenzbereichs mit Nachrichteninformation digital
modulierte Funksignale an verschiedene mobile Stationen
zu übertragen, die der gleichen Zelle zugeordnet sind.
Funkssignale mit einer Nachrichteninformation für eine
gegebene mobile Station werden dann von verschiedenen
Basissendern mit einer möglichen
Übertragungszeitverschiebung gesendet, welche speziell
bezüglich einer Position dieser bestimmten mobilen
Station eingestellt ist. Dann kann sich der Fall ergeben,
bei dem eine Basisstation in einem Mobilfunksystem ein
Funksignal mit anderer Information Übertragen muß als die
Nachrichteninformation, die zum Empfang durch mehrere
oder alle mobilen Stationen in der Zelle bestimmt ist,
beispielsweise eine Information zur Identifikation der
Basisstation/Zelle. Derartige Signale werden vorzugsweise
gleichzeitig ohne eine gegenseitige Zeitverschiebung von
den Transceivern Bma, Bmb und Bna, Bnb der
Basisstation in einem Mobilfunksystem nach Figur 2
übertragen. Die Übertragungszeit-
Verschiebungseinrichtungen werden dann auf einen
Ausgleichungszustand gesteuert, bei dem die Verzögerung
der Information von der Anschluß- und Steuereinheit 1 an
die Antenne in einem Transceiver Bma genauso groß ist
wie die Verzögerung der Information von der Anschluß- und
Steuereinheit 1 an die Antenne in dem anderen Transceiver
Bma. Die entsprechende Situation kann auf die Situation
angewendet werden, bei der eine Dasisstation unbesetzte
Kombinationen von Zeitschlitzen und Frequenzband nach
Verbindungsanrufen von mobilen Stationen in unbekannten
Positionen relativ zu den Transceivern der Basisstation
"abhört". Die Empfänger-Zeitverschiebungseinrichtungen 3A
und 3B können dann auf einen Ausgleichungszustand
gesteuert werden, indem die Verzögerung der
Nachrichteninformation von der Antenne in einem
Transceiver Bna an die Anschluß- und Steuereinheit 9
genauso groß ist wie die Verzögerung der Information von
der Antenne in dem anderen Transceiver Bnb an die
Anschluß- und Steuereinheit 9.
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Die mobilen Stationen MS&sub1; und MS&sub2; besitzen adaptive
Entzerrer, wobei die digitale Modulation während eines
Modulations-Zeitintervalls in den Funksignalen, die von
einem Basissender gesendet werden, aus den während eines
Empfangs-Zeitintervalls empfangenen Signalen
rekonstruiert werden kann. In bekannten digitalen
Zellular-Mobilfunksystemen mit nur einem Basissender pro
Zelle ist das Empfangs-Zeitintervall der Entzerrer gemäß
der Streuung auf dem Funkkanal, das heißt von zu
erwarteten Zeitverschiebungen zwischen entsprechenden
Signalen von einem einzigen Basissender aufgrund von
Reflexionen dimensioniert. Wegen des Entzerrers wird
nicht nur das Funksignal, welches die größte Amplitude
aufweist oder zuerst an der mobilen Station ankommt, zur
Rekonstruktion der digitalen Modulation verwendet,
sondern es können auch andere entsprechende Funksignale,
die mit einer zeitverschiebung innerhalb des Ausmaßes des
Empfangs-Zeitintervalls des Equalizers ankommen,
verwendet werden. Die mobilen Stationen in einem System
nach den Figuren 1 und 2 besitzen vorzugsweise Entzerrer,
die so dimensioniert sind, daß das Empfangs-Zeitintervall
der mobilen Station bei der Rekonstruktion der digitalen
Modulation größer ist als die Zeit, die benötigt wird,
damit sich die Signale über eine Entfernung ausbreiten,
die so groß ist wie die größte Entfernung zwischen zwei
Basissendern, die der gleichen Zelle innerhalb eines
begrenzten geographischen Gebiets zugeordnet sind. Bei
einer Plazierung der Basissender gemäß Figur 1 würden die
Entzerrer von mobilen Stationen somit für ein
Empfangs-Intervall für die Rekonstruktion dimensioniert,
welches größer ist als 2L/c. Jedoch können Streuungen
auftreten und Reflexionen können die Ausbreitungszeit von
einem Basissender an eine mobile Station zu einem
größeren Ausmaß aus denen als die Ausbreitungszeit von
einem anderen Basissender für die gleiche Zelle. Das
Empfangs-Zeitintervall der mobilen Stationen ist deswegen
vorzugsweise im wesentlichen größer als die Zeit, die
benötigt wird, damit sich Funksignale über eine
Entfernung ausbreiten, die gerade genauso groß ist wie
die größte Entfernung zwischen zwei Basissendern, die der
gleichen Zelle innerhalb des betreffenden geographischen
Gebietes zugeordnet sind.
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In Mobilfunksystemen gemäß den Figuren 1 und 2 kann das
Modulations-Zeitintervall der digitalen Modulation der
Signale in der gleichen Größenordnung sein wie die Zeit,
die benötigt wird, damit sich Funksignale über eine
Entfernung ausbreiten, die gerade genauso groß ist wie
die größte Übertragungsentfernung zwischen zwei
Basisstatiorissendern, die die gleiche Zelle innerhalb
eines begrenzten Bereichs versorgen. Obwohl die
Verwendung von zusätzlichen Basissendern in Kombination
mit den beschriebenen Entzerrern größere Vorteile mit
sich bringt, je kleiner das Modulations-Zeitintervall
bezüglich dieser Ausbreitungszeit ist, und obwohl die
beschriebene kombinierte Verwendung vielleicht ihre
größte Bedeutung besitzt, wenn das
Modulations-Zeitintervall die gleiche Größe wie oder
kleiner ist als die erwähnte Ausbreitungszeit, kann die
kombinierte Verwendung von Entzerrern und zusätzlichen
Basissendern wesentliche Vorteile mit sich bringen, sogar
wenn das Modulations-Zeitintervall um einige
Größenordnungen größer ist als die erwähnte
Ausbreitungszeit.
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Es ist denkbar, verschiedene Arten von digitaler
Modulation in einem Mobilfunksystem zu verwenden, wobei
etwas unterschiedliche Beziehungen zwischen einer
Informations-Übertragungsrate und einem
Modulations-Zeitintervall existieren können. Bei einer
digitalen Modulation der Funksignale, welche eine
Übertragung jeweils eines Symbols einer Abfolge von
korrelierten Symbolen beinhaltet, wird das
Modulations-Zeitintervall die Zeit sein, in der ein
einzelnes Symbol für die digitale Modulation entscheidend
ist. Falls beispielsweise eine Abfolge von binären
Symbolen einzeln und jeweils eines zu einem Zeitpunkt die
Modulation bestimnit, wird das Modulations-Zeitintervall
die Zeit sein, in der ein Symbol die Modulation bestimmt.
Dies kann auch dadurch ausgedrückt werden, daß man sagt,
daß das Modulations-Zeitintervall der invertierte Wert
der Übertragungsrate in Bits sein wird. Bei einer
digitalen Modulation der Signale, bei welcher jeweils
zwei oder mehrere Symbole einer Abfolge von digitalen
Symbolen für die Modulation, während vollständig oder
teilweise überlappenden Zeiten entscheidend sind, kann
das Modulations-Intervall die Zeit sein, zu der sich ein
vorangegangenes, aber nicht das nächste nachfolgende
Symbol auf die Modulation auswirkt. Beispielsweise wirkt
sich bei einer digitalen Modulation gemäß SE 8102802-9,
Figuren 1 bis 2, ein Symbol auf die Phase einer
Trägerwelle während eines Zeitintervalls 3T aus. Ebenso
wirkt sich das nächste vorhergehende Symbol auf die
Phasenänderung der Trägerwelle während eines ersten Teils
2T des Zeitintervalls 3T aus. Ebenso wirkt sich das
nächste nachfolgende Symbol auf die Phasenänderung der
Trägerwelle während eines letzten Teils von 2T des
Zeitintervalls 3T aus. In diesem Fall wird das
Modulations-Zeitintervall T sein, welches mit dem in der
SE 8102802-9 als Symbol-Zeitintervall bezeichnetem
Intervall übereinstimmt. Ganz allgemein kann man sagen,
daß das Modulations-Zeitintervall als das Zeitintervall
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Änderungen in der
gesendeten digitalen Modulation interpretiert werden
soll.
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Gewöhnlicherweise ist der Grund für eine
Gesprächsumschaltung bzw. Weiterleitung (hand-over) bei
herkömmlichen Mobilfunksystemen darin zu sehen, daß sich
eine mobile Station von einem Gebiet, welches am besten
durch eine Basisstation bedient wird, in ein anderes
Gebiet bewegt, welches am besten von einer anderen
Basisstation bedient wird. Natürlich gibt es andere
Gründe, beispielsweise veränderte Verkehrsbedingungen
oder veränderte Funkempfangsbedingungen.
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Wenn drei oder mehrere Basisstationen Funksignale von
einer mobilen Station empfangen können, kann die Position
der letzteren durch Vergleich der Funkausbreitungszeiten
abgeschätzt werden. Die Abschätzung kann verbessert
werden, wenn mehr als drei Basisstationen verwendet
werden. Die Kenntnis der Position der mobilen Station
kann von dem stationären Teil des Mobilfunksystems
verwendet werden, um auszuwählen, welche Basisstationen
sich zur Verwendung als neue Basisstationen eignen, wenn
die Zuständigkeit übergeben wird. Die Mobilfunkzentrale
oder ein anderer stationärer Teil des Systems weist neuen
Basisstationen die Zuständigkeit in einer Weise zu, daß
die Kommunikation mit guter Qualität aufrechterhalten
werden kann, so wie sich die mobile Station durch die
Zellenstruktur bewegt.
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Die Kenntnis der Position der mobilen Station kann auch
als ein Kriterium zur Durchführung der Übergebung bzw.
Weiterleitung der Zuständigkeit verwendet werden. Falls
sich die mobile Station beispielsweise aus der Zelle
herausbewegt, von der sie in dem Moment bedient wird,
ergibt dies ein Anzeichen dafür, daß eine Übergebung der
Zuständigkeit bald stattfinden sollte, unabhängig von der
Tatsache, ob die Kommunikationsqualität noch gut ist.
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In verschiedenen bekannten Mobilfunksystemen kann die
Entscheidung zum Übergeben bzw. zum Weiterleiten in
vielerlei verschiedenen Arten stattfinden. Verschiedene
Kriterien sind für die Entscheidung vorgeschlagen worden
bezüglich der Tatsache, ob und wann eine übergebung
stattfinden soll. Eine Ansammlung für die Grundlage für
die übergebungs-Entscheidung kann in vielerlei Arten
stattfinden. Die Verteilung von Aufgaben und die
Signalübertragung im Zusammenhang mit der
Gesprächsumschaltung beziehungsweise übergebung zwischen
mobilen Stationen und dem stationären Teil des
Mobilfunksystems kann sich von System zu System
unterscheiden. All dies ist dem mit diesem technischen
Gebiet vertrauten Fachmann wohlbekannt. Diejenigen, die
mit diesem Fachgebiet nicht vertraut sind, können
notwendige Informationen von der technischen Literatur
oder von US-Patenten auf dem technischen Gebiet des
Zellular-Mobilfunks erhalten.
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Das Unterscheidungsmerkmal zum übergeben der
Zuständigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung liegt
hauptsächlich in der tatsächlichen Ausführung einer
Gesprächsumschaltung beziehungsweise übergebung. Für die
Entscheidung für eine Gesprächsumschaltung können
zumindest in gewissen Fällen bekannte Parameter, wie das
Signal-Rauschverhältnis zum Übertragen von Signalen an
die mobilen Stationen und von diesen verwendet werden.
Das Signal-Rauschverhältnis oder andere Parameter können
entweder nur in dem stationären Teil des
Mobilfunksystems, beispielsweise durch die Zentral- oder
Steuereinheiten der Basisstationen oder nur in den
mobilen Stationen durch die Empfangs- und
Steuereinrichtung oder sowohl in den mobilen Stationen
als auch in dem stationären Teil gemessen werden. Bei der
Entscheidung für eine Gesprächsumschaltung kann den
Verkehrsbedingungen in unterschiedlichen Teilen des
Mobilfunksystems besondere Aufmerksamkeit gewidmet
werden, wie beispielsweise im wesentlichen in der
herkömmlichen Vorgehensweise, falls gewisse
Basisstationen dazu neigen, einen zu hohen Verkehrsstatus
zu besitzen, während benachbarte Basisstationen für einen
weiteren Verkehr unbesetzte Kapazität aufweisen.
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Eine Ausführungsform der Durchführung einer Übergebung
der Zuständigkeit für die Kommunikation gemäß der
Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit Figur 2
beschrieben. Der Einfachkeit halber wird angenommen, daß
die Übergebung der Zuständigkeit im Zusammenhang mit
einer mobilen Station stattfinden wird, die sich von der
Position der MS&sub1; in Figur 2 auf die Position der MS&sub2;
in Figur 2 bewegt.
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Eine gewisse Zeit vor der Gesprächsumschaltung befindet
sich die mobile Station in der Position von MS&sub1;
innerhalb des Versorgungsbereichs der Basisstation Bm,
aber außerhalb des Versorgungsbereichs der Basisstation
Bn, das heißt die Funkübertragungsbedingungen für
Funksignale zwischen der mobilen Station und Bma oder
Bmb sind ausreichend gut, aber die
Funkübertragungsbedingungen für Funksignale zwischen der
mobilen Station und Bna und Bnb sind zu schlecht.
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Einige Zeit nach der Gesprächsumschaltung befindet sich
die mobile Station in der Position von MS&sub2; innerhalb
des Versorgungsbereichs für die Basisstation Bn
aber
außerhalb des Versorgungsbereichs für die Basisstation
Bm, das heißt die Funkübertragungsbedingungen für
Funksignale zwischen der mobilen Station und Bna und
Bnb sind ausreichend gut, aber die
Funkübertragungsbedingungen für Funksignale zwischen der
mobilen Station und Bma und Bmb sind zu schlecht.
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Wenn sich die mobile Station in eine Position irgendwo
zwischen den Positionen von MS&sub1; und MS bewegt hat,
wird eine Gesprächsumschaltungs-Entscheidung
beziehungsweise eine Entscheidung zur Übergabe
durchgeführt und diese Entscheidung kann auf Tatsachen
beruhen, wie beispielsweise auf den
Funkübertragungsbedingungen und dem Verkehr innerhalb des
Versorgungsbereichs der Basisstationen. Die Entscheidung
wird von der Mobilfunkzentrale durchgeführt oder
möglicherweise von irgendeinem anderen stationären Teil
des Mobilfunksystems.
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Bevor die Zuständigkeit zur Kommunikation mit der mobilen
Station übergeben wird, wird in dem stationären Teil des
Mobilfunksystems überprüft, ob der zweite Basissender
nach einer Übergabe den gleichen Funkkanal zur
Übertragung von Nachrichteninformation an die mobile
Station verwenden kann, wie der Funkkanal, den der erste
Basissender vor einer übergabe verwendet hat. Dies kann
auch dadurch ausgedrückt werden, indem man sagt, daß der
stationäre Teil überprüft, ob eine Änderung eines
Funkkanals bei der Übergabe vermieden werden kann.
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Diese Überprüfung findet gemäß vorgegebenen Regeln auf
der Grundlage von vorgegebenen Parametern statt. Falls
beispielsweise die Basisstation, an die die Zuständigkeit
übergeben werden soll, bereits den betreffenden Funkkanal
zur Kommunikation mit einer anderen mobilen Station mit
einer höheren Priorität verwendet, muß eine Änderung
eines Funkkanals bei der Übergabe stattfinden. Falls
andererseits die Basisstation, an die die Zuständigkeit
übergeben werden soll, den betreffenden Funkkanal nicht
verwendet und eine mögliche Übertragung auf diesem
Funkkanal den anderen Verkehr nicht stören würde, besteht
keine Notwendigkeit, Kanäle bei der Übergabe zu ändern.
Ein anderer Grund, daß die Kanäle geändert werden sollen,
liegt darin, daß der betreffende Kanal in der Zelle, die
von der Basisstation bedient wird, an die die
Zuständigkeit übergeben werden soll, zu große Störungen
besitzt. Andere Regeln oder Gründe für oder gegen eine
Änderung von Kanälen ergeben sich einem
Durchschnittsfachmann von selbst.
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Nachdem eine Entscheidung bezüglich der Übergabe und des
Funkkanals durchgeführt worden ist, beginnt einer der
Basissender Bna oder Bb die gleiche
Nachrichteninformation an die mobile Station wie die
Basissender Bma und Bmb zu übertragen. Dieser
Basissender überträgt vorzugsweise auf dem gleichen Kanal
wie die Basissender Bma und Bmb. In einem
TDMA-Mobilfunksystem bedeutet dies, daß Bna oder Bnb
anfangen, die gleichen Nachrichteninformation wie Bma
und Bmb auf der gleichen Funkfrequenz und im demselben
Zeitschlitz wie Bma und Bmb übertragen. Die
Übertragungszeiten bei Bna und Bnb der Funksignale
sind vorzugsweise entsprechend der Übertragungszeiten für
die Signale von Bma und Bmb gemäß den obigen
Ausführungen eingestellt. Nachdem die Übertragung von
Nachrichteninformation an die mobile Station von Bna
und Bnb begonnen hat, wird die Übertragung von
entsprechender Nachrichteninformation an die mobilen
Stationen von einem der Basissender Bma und Bmb
beendet. Einer der Basissender Bma oder Bmb überträgt
dann die gleiche Nachrichteninformation, wie
beispielsweise Sprache oder Daten an die mobile Station,
wie einer der Basissender B na und Bnb. Keine der zwei
anderen Basissender in Figur 2 überträgt dann
entsprechende Information an die mobilestation.
Derjenige Basissender von den Basissendern Bma und
Bmb, der die besten Funkübertragungsbedingungen besitzt
und derjenige Basissender Bna und Bnb, der die besten
Funkübertragungsbedingungen besitzt, sendet vorzugsweise
an die mobile Station.
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Nachdem einer der Basissender Bma oder Bmb die
Übertragung von Nachrichteninformation an die mobile
Station eingestellt hat, beginnt ein weiterer Basissender
Bna oder Bnb Nachrichteninformation an die mobile
Station zu senden. Sowohl Bna als auch Bnb sowie
einer der anderen Basissender Bma und Bmb übertragen
dann die gleiche Nachrichteninformation an die mobile
Station. Alle drei Sender senden vorzugsweise auf dem
gleichen Funkkanal und in einem TDMA-Mobilfunksystem
bedeutet dies die gleiche Funkfrequenz und den gleichen
Zeitschlitz. Die Übertragungszeiten von Bna und Bnb
und an dem dritten Basissender der Funksignale sind
vorzugsweise übereinstimmend zueinander gemäß den obigen
Ausführungen eingestellt.
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Nachdem sowohl Bna als auch Bnb begonnen haben, die
gleiche Nachrichteninformation an die mobile Station zu
übertragen wie der übrige Basissender von Bma und
Bmb, wird die übertragung von Nachrichteninformation an
die mobile Station von diesem übrigen Basissender
beendet. Sowohl Bna als auch Bnb übertragen dann eine
Nachrichteninformaton an die mobile Station, wohingegen
keine der Basissender Bma und Bmb eine derartige
Information an die mobile Station übertragen. Dabei wird
die Zuständigkeit zur Kommunikation mit der mobilen
Station von den Basissendern Bma und Bmb an die
Basissender Bna und Bnb übergeben. Dies kann auch
dadurch ausgedrückt werden, indem man sagt, daß die
Zuständigkeit für die Kommunkation von der Basisstation
Bm an die Basisstation Bn übergeben worden ist, das
heißt eine Ausführung einer übergabe ist beendet.
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Während der gesamten oben beschriebenen Übergabe senden
wenigstens zwei Basissender die gleiche
Nachrichteninformation an die mobile Station. Während
gewisser Zeiten existieren drei Basisstationen, die die
gleiche Nachrichteninformation senden. Andererseits
senden alle Basissender der betroffenen Stationen niemals
die gleiche Information an die mobile Station. Das Risiko
einer zufälligen Unterbrechung bei der Übertragung einer
Nachrichteninformation zwischen der mobilen Station und
dem festen Teil des Mobilfunksystems wird somit gering.
Gleichzeitig wird die Empfangs-Zeitverschiebung an der
mobilen Station kleiner werden, als bei dem Fall, bei dem
alle Basissender die gleiche Nachrichteninformation an
die mobile Station senden würden. Zusätzlich wird die
Wiederverwendung von Funkkanälen in dem Mobilfunksystem
vereinfacht, wenn alle betroffenen Basissender niemals
gleichzeitig auf dem gleichen Funkkanal senden.
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Falls es aufgrund irgendwelcher Tatsachen erforderlich
ist, Funkkanäle im Zusammenhang mit der Übergabe der
Zuständigkeit für eine Kommunikation von der Basisstation
Bm an die Basisstation Bn zu ändern, wird
vorzugsweise der Kanal, der nach der übergabe verwendet
werden soll, derart ausgewählt, daß die mobile Station
während einer Übergangszeit die gleiche
Nachrichteninformation auf beiden Kanälen empfangen kann.
In einem TDMA-System gemäß Figur 2 bedeutet dies, daß ein
Basissender, beispielsweise Bna, beginnt, die gleiche
Nachrichteninformation wie die Basissender Bma und
Bmb zu übertragen, aber in einem anderen Zeitschlitz,
so daß die Funksignale von Bna an der mobilen Station
während anderer Zeiten als die Funksignale von Bma und
Bmb ankommen. Wenn der Basissender Bnb beginnt, die
Nachrichteninformation an die mobile Station zu
übertragen, sendet sie in dem gleichen Zeitschlitz wie
Bna. Aufgrund der Tatsache, daß Bna und Bnb
Nachrichteninformation in einem anderen Zeitschlitz
senden als derjenige, der von Bna und Bnb verwendet
wird, kann die mobile Station durch Modifikation ihres
Funkempfänger-Abgleichs sowohl die durch Bna und/oder
Bnb übertragene Nachrichteninformation als auch die
durch Bma und Bmb übertragene Nachrichteninformation
empfangen. Jedoch muß die mobile Station in diesem Fall
mit Vorabinformation bezüglich der Übergabe versorgt
werden.
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Falls eine Übergabe der Zuständigkeit für die
Kommunikation von drei oder mehreren Basissendern an mehr
als zwei Basissender stattfinden soll, wird sich ihre
Ausführung natürlich etwas von derjenigen unterscheiden,
die im Zusammenhang mit Figur 2 oben beschrieben ist, da
die Übertragung von drei oder mehreren Basissendern
beendet oder gestartet werden muß. Unterschiedliche
Reihenfolgen zum Starten und Beenden von Übertragungen
sind dann denkbar. Diesen Varianten ist jedoch gemeinsam,
daß zumindest zwei Basissender immer die gleiche
Nachrichteninformation an die mobile Station senden.
Zusätzlich wird die Übertragung von
Nachrichteninformation immer von wenigstens einer
Basisstation gestartet, an die die Zuständigkeit
übergeben werden soll, bevor eine Übertragung von
Nachrichteninformation von allen Basissendern beendet
wird, von denen die Zuständigkeit übergeben werden soll.
Die Reihenfolge wird vorzugsweise so gewählt, daß niemals
alle Basissender gleichzeitig die gleiche
Nachrichteninformation an die mobile Station im
Zusammenhang mit der Übergabe senden.
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Ein Mobilfunksystem, bei dem zumindest zwei Basissender
gleichzeitig zum Übertragen von Nachrichteninformation an
eine mobile Station zuständig sind, muß nicht so
aufgebaut sein wie oben beschrieben, sondern kann sich zu
einem größeren oder kleineren Ausmaß von dem oben
beschriebenen System unterscheiden. Beispielsweise ist es
denkbar, wenigstens Teile des Gerätes eines gewöhnlichen
Basissenders gemeinsam mit Teilen des Gerätes eines
zusätzlichen Basissenders für die gleiche Zelle
anzuordnen, vorausgesetzt, daß die Antennen voneinander
entfernt angeordnet sind. In einem extremen Fall ist es
im Prinzip denkbar, daß alle Geräte außer den Antennen
gemeinsam an einer Stelle angeordnet sind, das heißt in
der Nähe einer der Antennen und daß den Antennen Signale
bei der Funkfrequenz über ein Kabel von dieser Stelle
zugeführt werden. Unter "Basissender" soll
dementsprechend zumindest eine Senderantenne für
Funksignale und vorzugsweise ein größerer oder geringerer
Anteil der übrigen Einrichtungen, die einer Basisstation
benötigt werden, verstanden werden. In einem Basissender
sind vorzugsweise zumindest Einrichtungen entsprechend zu
den Einrichtungen, die in einer Transceiver-Einheit Bma
oder Bmb in Figur 2 enthalten sind, enthalten.
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Zur Beseitigung von Mißverständnissen soll darauf
hingewiesen werden, daß keiner der Basissender, an den
eine Zuständigkeit übergeben werden soll, ein
untergeordneter Sender beziehungsweise Slave-Sender für
irgendeinen Basissender ist, von dem die Zuständigkeit
übergeben wird. Aus Figur 2 ist beispielsweise
ersichtlich, daß die Basissender Bna und Bnb direkt
durch die Mobilfunkzentrale MSC und unabhängig von der
Tatsache, wie die Zentrale die Basissender Bma und
Bmb steuert, gesteuert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist natürlich nicht auf
eine vorgegebene Realisierung von Basissendern
beschränkt, sogar wenn man in dem obigen Beispiel
annimmt, daß Basissender eine Übertragung zu
verschiedenen Zeiten beginnen und beenden können.
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Tatsächlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf
Mobilfunksysteme mit zwei oder meliereren Basissendern pro
Zelle beschränkt und es ist denkbar, Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem mobilen System
anzuwenden, wobei das Verfahren kurz zusammengefaßt
beinhaltet, daß der gleiche Funkkanal vor und nach einer
Übergabe verwendet wird, möglicherweise zur Übertragung
von Nachrichteninformation an die mobile Station. Eine
Entscheidung für eine übergabe bzw. Weiterleitung wird
vorzugsweise in der Mobilfunkzentrale oder einem anderen
stationären Teil des Systems getroffen und die Übergabe
findet statt, ohne daß die mobile Station vorher
informiert wird. Falls die mobilen Stationen Entzerrer
besitzen und das System eine Nachrichteninformation
digital durch eine digitale Modulation von Funksignalen
sendet, wird auch in diesem Fall bevorzugt, daß die
Übertragung von Nachrichteninformation von dem
Basissender, an den die Zuständigkeit übergeben werden
soll, gestartet wird, bevor die Übertragung der gleichen
Information von dem Basissender, von dem die
Zuständigkeit übergeben werden soll, beendet ist. Auch in
diesem Fall wird die gleiche Nachrichteninformation
während einer Übergangsperiode von zwei Basissendern an
die mobile Station gesendet. Falls es aufgrund
irgendwelcher Umstände nicht möglich ist, den gleichen
Funkkanal zu verwenden, wird in einem derartigen System
dann bevorzugt, die unterschiedlichen Kanäle derart
auszuwählen, daß die mobile Station während einer
Übergangsperiode die Übertragungen von den verschiedenen
Basissendern im wesentlichen empfangen karin, ohne daß sie
sich untereinander behindern. In einem TDMA-System mit
mobilen Stationen gemäß Figur 2 bedeutet dies, daß die
Basissender in unterschiedlichen Zeitschlitzen senden.
Jedoch sind dann die Vorteile mit einem erfindungsgemäßen
Verfahren etwas geringer als in einem System gemäß den
Figuren 1 und 2, bei dem der gleiche Funksignal verwendet
werden kann.
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Ein Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf die
beschriebenen Ausführungsformen oder Mobilfunksysteme
gemäß den Figuren 1 und 2 beschränkt, sondern kann
innerhalb des Umfangs der Ansprüche verwendet und
variiert werden.