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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen drahtlose Telekommunikationen
und insbesondere fortgeschrittene zellulare Telefonnetzwerke.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
globales System für
Mobilstationen (GSM = global system for mobile) Telekommunikationen
werden in zellularen Telefonnetzwerken in vielen Ländern auf
der Welt verwendet. GSM bietet einen nützlichen Bereich von Netzwerkdiensten
und Standards. Existierende GSM Netzwerke basieren auf Zeitmultiplex-Vielfachzugriff
(TDMA = time division multiple access) digitaler Kommunikationstechnologie.
In einem TDMA basierten zellularen Netzwerk kommuniziert jede mobile
Teilnehmereinheit mit nur einer einzigen Basisstation zu einem gegebenen Zeitpunkt.
Wenn ein Teilnehmer sich von einer Zelle zu einer anderen fortbewegt,
findet eine „harte Übergabe" statt, in welcher
die Basisstation, mit welcher der Teilnehmer kommuniziert hat, ihre
Verbindung mit dem Teilnehmer abbricht, und eine neue Basisstation übernimmt.
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Codemultiplex-Vielfachzugriff
(CDMA = code division multiple access) ist eine verbesserte digitale Kommunikationstechnologie,
welche eine effizientere Verwendung der Funkbandbreite als TDMA
bietet, wie auch eine zuverlässigere,
schwundfreie Verbindung zwischen zellularen Telefonteilnehmern und Basisstationen.
Der führende
CDMA Standard ist IS-95, verbreitet durch die Telecommunications
Industry Association (TIA). Dieser Standard bietet „weiche Übergabe" (oder „Übergabe") Fähigkeit,
wobei die Teilnehmereinheit, wenn sie sich von einer Zelle zu einer
anderen bewegt, zeitweise in Kontakt mit zwei oder mehr Basisstationen
zur gleichen Zeit ist. Die weiche Übergabe, welche durch den Codemultiplexansatz
möglich
gemacht wird, verringert die Wahrscheinlichkeit eines Verlusts der
Verbindung, welcher häufig
in harten Übergaben
auftreten kann.
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Die
PCT Patentanmeldung WO 977/31503 betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Schalten der Funkinterfaceschicht eines drahtlosen
Telefonanrufs von Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) moduliert
zu GSM Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA) Modulation während des
Verlaufs dieses Telefonanrufs oder anderer Kommunikation. Ein Satz
von Basisstationen, welcher gemäß dem GSM
Standard operiert, generiert ein Pilotpeilsignal gemäß CDMA Technologie.
Während
eines Telefonanrufs detektiert eine Teilnehmereinheit CDMA Pilotsignale,
und benachrichtigt ein Basisstationssteuerelement, wenn CDMA Pilotsignale
detektiert werden und die Stärke, mit
welcher sie empfangen werden. Das Basisstationsteuerelement identifiziert
CDMA Pilotsignale von dem CDMA Pilotpeilsignal, und initiiert eine
CDMA zu GSM Übergabe über die
Generation eines Satzes von Signalisierungsnachrichten, welche die
Teilnehmereinheit anweisen, und empfangende GSM Infrastrukturausrüstung zum
Präparieren
des Schaltens der Funkinterfaceschicht. Die Teilnehmereinheit antwortet
durch Akquirieren der GSM Synchronisationsinformation, und durch
Aufbauen eines HF Interfaces mit der GSM Basisstation ohne Unterbrechung
des Telefonanrufs, welcher durchgeführt wird.
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Die
PCT Patentanmeldung PCT/US 96/20764 beschreibt ein drahtloses Telekommunikationssystem,
welches ein CDMA Luftinterface (das heißt grundlegende HF Kommunikationsprotokolle) verwendet,
um GSM Netzwerkdienste und Protokolle zu implementieren. Unter Verwendung
dieses Systems würden
mindestens einige der TDMA Basisstationen (BSSs) und Teilnehmereinheiten
eines existierenden GSM Netzwerks ersetzt oder ergänzt werden durch
korrespondierende CDMA Ausrüstung.
Die CDMA BSSs in diesem System sind angepasst um mit GSM Mobilvermittlungsstellen
(MSCs = mobile switching centers) über ein Standard GSM A-Interface
zu kommunizieren. Der Kern von GSM Netzwerkdiensten wird derart
aufrechterhalten, und das Wechseln von TDMA zu CDMA ist gegenüber den Benutzern
transparent.
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Hybride
zellulare Kommunikationsnetzwerke, welche sowohl GSM wie auch CDMA
Elemente beinhalten, sind in den PCT Patentveröffentlichungen WO 95/24771
und WO 96/21999 beschrieben, und in einem Artikel von Tscha, et
al., benannt „A Subscriber
Signaling Gateway between CDMA Mobile Station and GSM Mobile Switching
Center", in Proceedings
of the 2nd International Conference on Universal Personal Communications,
Ottawa (1993), Seiten 181–185,
beschrieben. Keine dieser Publikationen behandelt die spezifischen
Angelegenheiten, wie effiziente Übergaben
von Teilnehmereinheiten zwischen unterschiedlichen Basisstationen,
welche in solchen hybriden Netzwerken durchgeführt werden sollen.
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Die
PCT Patentanmeldung PCT/US97/00926 beschreibt Verfahren von Intersystem-Übergabe
zwischen CDMA und TDMA BSSs in einem hybriden GSM/CDMA Telekommunikationssystem.
Eine GSM/TDMA BSS generiert Pilotpeilsignale gemäß CDMA Technologie. Während eines
Telefonanrufes detektiert eine Teilnehmereinheit die Pilotsignale
und benachrichtigt ein Basisstationssteuerelement, dass die Signale
detektiert wurden. Die Teilnehmereinheit wird dann von der CDMA
zu der TDMA BSS ohne Unterbrechung des Anrufs übergegeben.
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Das
europäische
Patent mit Nummer 0701337 von Mitsubishi Electric Corporation offenbart
ein mobiles Kommunikationssystem, in welchem verschiedene Zugriffsverfahren
gemäß der Priorität des Benutzers
ausgewählt
werden können.
In dem mobilen Kommunikationssystem hat jede der Mobilstationen
und der Funkbasisstationen einen Funkprozessor, welcher TDMA, CDMA
und FDMA Kommunikationseinheiten hat. Die CDMA Kommunikationseinheit
beinhaltet Kanalcodierer, jeweils zum Durchführen einer primären Modulation
für ein
Sendesignal, Spreizspektrumcodegeneratoren zum jeweiligen Generieren
von unterschiedlichen Spreizspektrumsignalen, einen Taktgenerator/ein
Steuerelement zum Steuern der Generation von Chiptakten zum Steuern
der Generation der Spreizspektrumcodes, Oszillatoren zum Einstellen
von unterschiedlichen Trägerfrequenzen
für Ausgänge, berechnet
als Produkte, und eine CPU zum allgemeinen Steuern von verschiedenen
Teilen oder Elemente zum Steuern der Zuweisung eines CDMA Signals
oder eines TDMA Signals für
einen beliebigen Zeitschlitz, welcher von der TDMA Kommunika tionseinheit
gesendet wird. Der Funkprozessor sendet unterschiedliche Signale
von unterschiedlichen Zugriffsverfahren, welche in jedem Zeitschlitz
des gleichen Rahmens mit unterschiedlichen Signalen existieren.
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Das
U.S. Patent Nummer 5659598 von Jaervelae Teuvo et al offenbart ein
Dualmodusterminal, welches vorgesehen wird, in welchem eine Mobilstation
eines mobilen Funksystems und ein schnurloses Telefon kombiniert
werden. Die Art des Terminals kann eine Verbindung mit sowohl einer
Basisstation des mobilen Funksystems und eines festen Teils des drahtlosen
Telefonsystems haben. Übergabe
kann den Transfer eines Anrufs von einem festen Teil des schnurlosen
Telefonsystems, welches eine Terminal-initiierte Übergabe
zu einer Basisstation des mobilen Funksystems beinhalten, welche
eine Netzwerk-initiierte Übergabe
hat. Um eine geeignete Übergabeprozedur
durchzuführen
erhält
der Schnurlostelefonteil von dem Mobilstationsteil des Terminals Messergebnisse
betreffend der empfangenen Signalstärken der Mobilsystembasisstationen
in der Nachbarschaft. Der Schnurlostelefonteil des Terminals leitet
diese Messergebnisse über
einen festen Teil des Schnurlostelefonsystems an einen mobilen Austausch
bzw. Exchange des Mobilsystems in einer Übergabeanforderungsnachricht
weiter. Der mobile Austausch wählt
eine geeignete Basisstation zum Übergeben
aus und informiert den Mobilstationsteil des Terminals über die
Identität
der ausgewählten Basisstation über den
Schnurlostelefonteil.
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Das
europäische
Patent mit der Nummer 0719064 von Nokia Mobile Phones Limited offenbart ein
Funktelefon, welches automatisch einen Anruf von einem Funktelefonsystem
zu einem anderen Funktelefonsystem übergibt. Kommunikation mit
Bezug auf Funktelefonsysteme kann gleichzeitig während Übergabe durchgeführt werden,
bis die Übergabe
vollständig
ist, oder Kommunikation mit einem Funktelefonsystem bricht ab, bevor
Kommunikation mit dem anderen Funktelefonsystem beginnt. Verzögerungen
zwischen Signalen von unterschiedlichen Funktelefonsystemen, welche
hörbare
Interferenz verursachen würden,
werden durch FIR Filterung und/oder dynamische Zeitverzerrung verhindert. Wenn
eine Übergabe
fehlschlägt,
dann wird Kommunikation mit dem ursprünglichen Funktelefonsystem wieder
aufgenommen oder fortgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen
zur Verwendung in einem gemischten TDMA/CDMA zellularen Kommunikationsnetzwerk
vorzusehen.
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Es
ist ein weiteres Ziel von einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung,
verbesserte Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen, welche Übergabe
einer Teilnehmereinheit zwischen TDMA und CDMA Basisstationen ohne
Unterbrechung von Kommunikationen ermöglichen.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein gemischtes GSM/CDMA zellulares
Kommunikationssystem sowohl TDMA wie auch CDMA Basisstationen, welche gleichzeitig
durch eine Mobilvermittlungsstelle (MSC = mobile switching center)
gesteuert werden. Systeme dieses Typs sind im Allgemeinen in den
oben stehend genannten PCT Patentanmeldungen beschrieben, welche
hierin im Weg der Referenz mit aufgenommen werden. Eine Teilnehmereinheit
in dem Netzwerk, auf welche hierin auch als eine Mobilstation (MS
= mobile station) Bezug genommen wird, ist dazu in der Lage, mit
beiden Typen von Basisstationen zu kommunizieren, und zwar durch
geeignetes Schalten zwischen TDMA und CDMA Luftinterfaces, während bevorzugterweise
GSM Netzwerkprotokolle über
beide Typen von Interface verwendet werden. Es ist ein Merkmal von
bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, dass das Kommunikationssystem auf einer
existierenden GSM/TDMA Infrastruktur basieren kann, mit der Hinzufügung von
CDMA BSSs und mit im Wesentlichen keiner anderen Modifikation der
existierenden Infrastruktur.
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Um
zu bestimmen, wann eine Übergabe stattfinden
soll, überwacht
eine MS in Kommunikation mit einer derzeitigen Basisstation von
einem Typ (CDMA oder TDMA) HF Signale, welche von einer anderen
Basisstation stammen, welche eine Basisstation des anderen Typs
(jeweils TDMA oder CDMA) sein kann. Eine Nachrichtensequenz zwischen
der derzeitigen Basisstation und der MS ermöglicht der MS, geeignete Synchronisationsinformation
mit Bezug auf die neue Basisstation zu akquirieren, und diese Information
zurück
zu berichten zu der derzeitigen Basisstation. Die Information wird
durch das System verwendet, um der MS zu ermöglichen, ein Luftinterface
mit der neuen Basisstation aufzubauen, wobei die Übergabe
ohne wesentliche Unterbrechung von Kommunikationen zwischen der
MS und dem Netzwerk stattfindet.
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In
dem Kontext der vorliegenden Erfindung wird auf solche Übergaben
zwischen Basisstationen auf „mobil-assistierte Übergaben" Bezug genommen. Mobil-assistierte Übergabe
wird in GSM und in CDMA Systemen verwendet, welche im Stand der Technik
bekannt sind, wobei eine Mobilstation die Stärke von Signalen, welche von
einem Basisstationstransceiver in einer benachbarten Zelle empfangen
werden, mist und darüber
berichtet, bevor sie zu dieser Zelle übergegeben wird. In hybriden
GSM/CDMA Systemen, welche bis heute vorgeschlagen wurden, wird es
jedoch angenommen, dass Mobilstationen dazu in der Lage sind, Signale
von entweder einer CDMA oder einer TDMA Basisstation zu jedem gegebenen
Zeitpunkt zu empfangen (oder ein CDMA Peilsignal, welches einer
TDMA Basisstation zugeordnet ist, wie in der oben genannten PCT
Patenanmeldung PCT/US 97/00926), aber nicht beide, und deshalb nicht
dazu in der Lage ist, diesen Typ von Assistenz zu liefern. Das Vorsehen
von mobiler Assistenz gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ermöglicht Übergaben,
dass sie glatter und zuverlässiger
durchgeführt
werden, als andernfalls möglich
wäre.
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In
einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung schaltet die MS zwischen TDMA und CDMA
Operation in dem Verlauf eines Telefonanrufs, gemäß den Anweisungen,
welche von der Basisstation empfangen werden, mit welcher die Einheit
in Kommunikation steht. Bevor Übergabe stattfinden
soll, empfängt
die MS Signale von sowohl TDMA wie auch CDMA Basisstationen, und
berichtet zu den Basisstationen zurück bezüglich der Signale, welche sie
empfängt.
Die Information, welche derart berichtet wurde, wird zurück berichtet
und durch das BSC verwendet, um die Übergabe zu initiieren. Bevorzugterweise
beinhaltet die MS einen einzigen Funktransceiver und deshalb kann
zu jedem gegebenen Zeitpunkt die MS mit entweder der TDMA oder der
CDMA Basisstation kommunizieren, aber nicht mit beiden (gemäß den Prinzipien
von IS-95, wie hierin oben stehend beschrieben wurde, kann die Einheit
jedoch mit mehr als einer CDMA Basisstation gleichzeitig kommunizieren.).
Es sei erwähnt,
dass jede GSM/TDMA Basisstation ihren eigenen Synchronisationstakt
hat, mit welchem die MSs, welche damit in Kommunikation stehen,
synchronisiert werden, während
die CDMA Basisstationen untereinander mit einer Echtzeit des Tages
synchronisiert werden. Deshalb akquiriert und synchronisiert die
Mobilstation in jedem Fall des Schaltens zwischen den TDMA und CDMA
Stationen ihre Operation zu dem geeigneten Taktsignal ohne wesentliche
Unterbrechung des Telefonanrufs.
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In
einigen dieser bevorzugten Ausführungsbeispiele
ist die MS in Kommunikation mit einer CDMA Basisstation, wenn es
bestimmt wird, dass die Einheit zu einer GSM/TDMA Basisstation übergegeben
werden kann. CDMA Übertragung
durch den MS Transceiver wird vorübergehend unterbrochen, wobei
während
dieser Zeit die Einheit einen GSM Nachbarscan durchführt, im
Allgemeinen gemäß GSM Standards,
um zu der TDMA Basisstation zu akquirieren und zu synchronisieren.
Bevorzugterweise wird die CDMA Übertragung
für einen
einzigen Rahmen unterbrochen, typischerweise 20 msec lang, wodurch
ein Leerlaufzeitschlitz gemäß dem IS-95
Standard erzeugt wird. Nachdem die TDMA Basisstation identifiziert
wurde, und geeignete Nachrichten ausgetauscht wurden, wird ein Verkehrskanal
zwischen der Basisstation geöffnet,
und die MS wird zu der TDMA Basisstation geschaltet, während die
Unterbrechung eines Telefonanrufs, welcher durch die MS durchgeführt wird,
im Wesentlichen minimiert wird.
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In
anderen dieser bevorzugten Ausführungsbeispiele
ist die MS in Kommunikation mit einer TDMA Basisstation, wenn es
bestimmt wird, dass die Einheit zu einer CDMA Basisstation übergegeben werden
kann. Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele
hierin mit Bezug auf MSs beschrieben wurden, welche einen einzigen
Transceiver für
TDMA und CDMA Verwendung haben, sei es verstanden, dass die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung gleichartig angewandt werden können unter
Verwendung von Teilnehmereinheiten und Systemhardware von anderen
Typen, und insbesondere unter Verwendung einer Teilnehmereinheit,
welche separate oder nur teilweise integrierte TDMA und CDMA Transceiver
hat.
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Es
ist deshalb ein Verfahren zum Übergeben einer
Mobilstation gemäß dem angefügten Anspruch 1
vorgesehen.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Empfangen der Daten das Empfangen einer Messung von
Signalstärke,
und das Übergeben
der Mobilstation beinhaltet Vergleichsmessungen von Signalstärken von den
ersten und zweiten Basisstationen und das Übergeben der Mobilstation ansprechend
auf den Vergleich. Bevorzugterweise beinhaltet das Empfangen der
Daten das Anwenden eines Gewichtungsfaktors auf die Messung der
Signalstärke,
wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Variieren des Faktors
gemäß einem
Netzwerkszustand in dem System beinhaltet. Weiter bevorzugt beinhaltet
das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Übertragen eines Gewichtungsfaktors über die
Kommunikationsverbindung zu der Mobilstation, welche den Gewichtungsfaktor
auf die Messung anwendet.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Empfangen der Daten das Empfangen einer Identifikation
der zweiten Basisstation basierend auf dem Dekodieren durch die
Mobilstation des Signals, welches über das zweite Luftinterface
empfangen wurde.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
von der ersten Basisstation zu der Mobilstation eine Liste von Frequenzen
von Basisstationen des zwei ten Typs in dem System derart übertragen,
dass die Mobilstation versucht, das Signal bei einer Frequenz in
der Liste zu empfangen.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Übergeben der
Mobilstation das Übertragen
eines Übergabekommandos
von der ersten Basisstation.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Aufbauen der Kommunikationsverbindung und das Empfangen der
Daten ansprechend auf das Signal das Aufbauen der Verbindung und
Empfangen des Signals bei der Mobilstation unter Verwendung eines
einzigen HF Transceivers in der Mobilstation.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet
eines der ersten und zweiten Luftinterfaces ein TDMA Interface,
und das andere der Interfaces beinhaltet ein CDMA Interface, wobei
das TDMA Interface bevorzugterweise ein GSM Interface beinhaltet,
und wobei das CDMA Interface derart konfiguriert ist, dass es GSM
Netzwerknachrichten weiterleitet. Bevorzugterweise ist das CDMA
Interface auf dem IS-95 Standard basiert.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Aufbauen der Kommunikationsverbindung die Verwendung
einer einzigen Funkressourcenmanagementprotokollschicht, um das
erste Luftinterface zu verwalten, und wobei das Übergeben der Mobilstation die
Verwendung einer einzigen Funkressourcenmanagementprotokollschicht
zum Verwalten des zweiten Luftinterfaces beinhaltet.
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Noch
mehr bevorzugt beinhaltet das Empfangen der Daten von der Mobilstation
das Definieren eines Überlappgebiets
zwischen dem ersten Bereich, welcher durch das erste Luftinterface
bedient wird und einem zweiten Bereich, welcher durch das zweite
Luftinterface bedient wird, und das Triggern der Mobilstation zum
Empfangen der Daten, wenn die Mobilstation in dem Gebiet des Überlapps
ist.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet
das erste Luftinterface ein CDMA Interface, und wobei das zweite
Luftinterface ein GSM/TDMA In terface beinhaltet, und das Empfangen
von Daten von der Mobilstation beinhaltet das Schalten der Mobilstation
zum Unterbrechen einer CDMA Kommunikationsverbindung derart, dass
ein GSM/TDMA Signal empfangen und dekodiert wird. Bevorzugterweise
beinhaltet das Schalten bzw. An- und Aussteuern (Gating) der Mobilstation
das Unterbrechen von CDMA Kommunikationen für die Dauer eines IS-95 Rahmens,
wobei das Empfangen der Daten das Empfangen einer Identifikation
auf der zweiten Basisstation basierend auf dem Dekodieren der GSM
Frequenzkorrektur und Synchronisationskanälen des Signals durch die Basisstation
beinhaltet.
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In
einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
beinhaltet das erste Luftinterface ein GSM/TDMA Interface, und das
zweite Luftinterface beinhaltet ein CDMA Interface, und das Empfangen der
Daten von der Mobilstation beinhaltet das Steuern der Mobilstation
zum Unterbrechen der Kommunikationsverbindung derart, dass ein CDMA
Signal empfangen und dekodiert wird.
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Alternativ
oder zusätzlich
beinhaltet das Empfangen der Daten das Weiterleiten einer GSM Zellenbroadcast-Dienstnachricht
zu der Mobilstation zum Initiieren einer Suche durch die Mobilstation
für ein
Signal von einer Basisstation des zweiten Typs. Bevorzugterweise
beinhaltet das Weiterleiten der GSM Zellenbroadcast-Dienstnachricht
zu der Mobilstation das Weiterleiten der Nachricht derart, dass
sie durch die Mobilstation empfangen wird, während die Mobilstation in einem
dedizierten Modus operiert.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Empfangen der Daten von der Mobilstation das Empfangen
einer Identifikation eines CDMA Pilotbeams, welcher durch die Mobilstation
decodiert wird. Weiter bevorzugt beinhaltet das Verfahren das Abbilden
der zweiten Basisstation als eine GSM Basisstation zum Steuern der Übergabe.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das mobile drahtlose Kommunikationssystem
ein GSM mobiles drahtloses Telekommunikationssystem.
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Das
Verfahren beinhaltet ferner folgendes:
Abbilden der CDMA Basisstation,
welche gemäß den CDMA
Luftinterfaces operiert, als ein GSM/TDMA Subsystem; Vergleichen
der Stärken
der ersten und zweiten Signale, im Wesentlichen als ob beide der ersten
und zweiten Basisstationen GSM/TDMA Basisstationen wären; und Übergeben
der Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation ansprechend
auf den Vergleich der Signalstärken.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Abbilden der CDMA Basisstationen das Zuweisen einer
GSM Frequenz und eines Orts zu der Basisstation.
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Weiter
bevorzugt beinhalten das Aufbauen der Kommunikationsverbindung und
das Übergeben der
Mobilstation das Übermitteln
von Nachrichten zwischen den ersten und zweiten Subsystemen und einer
Mobilvermittlungsstelle in dem System über ein GSM A-Interface. Bevorzugterweise
operieren die ersten und zweiten Basisstationssubsysteme gemäß einem
CDMA Luftinterface, wobei das Übergeben der
Mobilstation das Übermitteln
eines neuen IS-95 Langcodes
durch das A-Interface beinhaltet, im Wesentlichen ohne das Verletzen
von A-Interfaceprotokollen.
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Bevorzugterweise
beinhaltet das Empfangen der Daten von der Mobilstation das Anwenden
eines Gewichtungsfaktors auf das zweite Signal, und wobei das Vergleichen
der Stärken
der Signale das Vergleichen des gewichteten Signals beinhaltet,
wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Übermitteln des Gewichtungsfaktors
zu der Mobilstation beinhaltet, welche den Gewichtungsfaktor auf
das zweite Signal anwendet. Bevorzugterweise beinhaltet das Anwenden
des Gewichtungsfaktors das Variieren des Faktors gemäß einem
Netzwerkzustand in dem System.
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Es
wird auch gemäß der vorliegenden
Erfindung und gemäß den angefügten Ansprüchen eine drahtlose
Kommunikationsvorrichtung zur Verwendung in einem mobilen Telekommunikationssystem vorgesehen,
welche folgendes aufweist:
Eine Basisstation eines ersten Typs,
welche ein erstes Signal gemäß einem
ersten Luftinterface sendet und empfängt;
eine Basisstation
eines zweiten Typs, welche ein zweites Signal gemäß einem
zweiten Luftinterface sendet und empfängt; und
eine Mobilstation,
welche das zweite Signal über
das zweite Luftinterface von der Basisstation des zweiten Typs empfängt, während eine
Kommunikationsverbindung über
das erste Luftinterface mit der Basisstation des ersten Typs aufrecht
erhalten wird, und welche Daten zu der Basisstation des ersten Typs
ansprechend auf das zweite Signal derart sendet, dass die Mobilstation
von der ersten zu der zweiten Basisstation ansprechend auf die gesendeten
Daten übergegeben
wird.
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Bevorzugterweise
beinhalten die Daten, welche durch die Mobilstation gesendet werden,
eine Messung von Signalstärke,
und zwar derart, dass die Mobilstation ansprechend auf einen Vergleich
von Signalstärken
der ersten und zweiten Signale übergegeben
wird. Bevorzugterweise wird ein Gewichtungsfaktor auf die Messung
von Signalstärken
angewandt, wobei der Gewichtungsfaktor gemäß einem Netzwerkzustand in
dem System variiert wird. Bevorzugterweise wird der Gewichtungsfaktor über die Kommunikationsverbindung
zu der Mobilstation übertragen,
welche den Gewichtungsfaktor auf die Messung anwendet.
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Weiter
bevorzugt decodiert die Mobilstation das zweite Signal zum Bestimmen
einer Identifikation der Basisstation des zweiten Typs.
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Bevorzugterweise überträgt die Basisstation des
ersten Typs zu der Mobilstation eine Liste von Frequenzen von Mobilstationen
des zweiten Typs in dem System, und zwar derart, dass die Mobilstation versucht,
das zweite Signal bei einer Frequenz in der Liste zu empfangen.
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Bevorzugterweise
sendet die Basisstation des ersten Typs ein Übergabekommando zu der Mobilstation,
wobei die Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation übergegeben
wird.
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Weiter
bevorzugt beinhaltet die Mobilstation einen einzigen HF Transceiver,
welcher sowohl mit den Basisstationen des ersten wie auch des zweiten Typs
kommuniziert.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet
eines der ersten und zweiten Luftinterfaces ein TDMA Interface,
und das andere der Interfaces beinhaltet ein CDMA Interface, wobei
das TDMA Interface bevorzugterweise ein GSM Interface beinhaltet,
und wobei das CDMA Interface derart konfiguriert ist, dass es GSM
Netzwerknachrichten weiterleitet. Bevorzugterweise ist das CDMA
Interface auf dem IS-95 Standard basiert. Weiter bevorzugt verwendet
die Mobilstation eine einzige Funkressourcenmanagementprotokollschicht
zum Verwalten von sowohl den ersten wie auch den zweiten Luftinterfaces.
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Bevorzugterweise
triggert die Basisstation die Mobilstation derart, dass sie das
zweite Signal über
das zweite Luftinterface empfängt,
wenn die Mobilstation in einem Überlappgebiet
zwischen einem ersten Bereich, welcher durch das erste Luftinterface
bedient wird, und einem zweiten Bereich, welcher durch das zweite
Luftinterface bedient wird, befindet.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet
ein erstes Luftinterface ein CDMA Interface, und das zweite Luftinterface
beinhaltet ein GSM/TDMA Interface, und die Basisstation des ersten
Typs schaltet die Mobilstation derart, dass sie die Kommunikationsverbindung
derart unterbricht, dass sie ein GSM Signal empfängt und decodiert.
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Bevorzugterweise
unterbricht die Mobilstation die Verbindung für die Dauer eines IS-95 Rahmens.
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Weiter
bevorzugt verarbeitet die Mobilstation das zweite Signal zum Dekodieren
der GSM Frequenzkorrektur und der Synchronisationskanäle des Signals.
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In
einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
beinhaltet das erste Luftinterface ein GSM/TDMA Interface, und das
zweite Luftinterface beinhaltet ein CDMA Interface, und die Basisstation des
ersten Typs steuert die Mobilstation zum Unterbrechen der Kommunikationsverbindung
derart, dass ein CDMA Signal empfangen und dekodiert wird.
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Bevorzugterweise übermittelt
die GSM Zellenbroadcaststelle eine Zellenbroadcast-Dienstnachricht
zu der Mobilstation zum Initiieren einer Suche durch die Mobilstation
für das
zweite Signal weiter, wobei die Mobilstation die Zellenbroadcast-Dienstnachricht
empfängt,
während
die Mobilstation in einem dedizierten Modus betrieben wird.
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Alternativ
oder zusätzlich
verarbeitet die Mobilstation das CDMA Signal zum Identifizieren
eines CDMA Pilotbeams.
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Bevorzugterweise
empfängt
die Mobilstation das CDMA Signal während eines ersten TDMA Zeitschlitzes
und verarbeitet das Signal während
eines nachfolgenden TDMA Zeitschlitzes, während mit der Basisstation über das
TDMA Interface kommuniziert wird, um so die Daten zur Übertragung
zu der Basisstation zu generieren.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist die mobile drahtlose Telekommunikation
ein GSM Telekommunikationssystem, welches folgendes aufweist:
Mittel
zum Abbilden der CDMA Basisstation in dem GSM System als eine GSM
Basisstation,
wobei die Mobilstation von dem ersten zu dem
zweiten Subsystem ansprechend auf einen Vergleich der Stärken der
ersten und zweiten Signale, welche von der Mobilstation empfangen
werden, übergegeben wird,
im Wesent lichen als ob sowohl die ersten wie auch die zweiten Basisstationen
gemäß einem GSM/TDMA
Luftinterface operieren würden.
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Bevorzugterweise
wird der Basisstation, welche das CDMA Signal überträgt, eine GSM Frequenz und ein
Ort in dem System zugewiesen. Weiter bevorzugt werden Nachrichten
zwischen den ersten und zweiten Basisstationen und einer Mobilvermittlungsstelle
in dem System über
ein GSM A-Interface weitergeleitet, wobei sowohl die ersten wie
auch die zweiten Signale CDMA Signale beinhalten. Bevorzugterweise
wird ein neuer IS-95 Langcode durch das A-Interface von der zweiten
zu der ersten Basisstation weitergeleitet, um die Mobilstation im
Wesentlichen ohne Verletzung von A-Interfaceprotokollen zu übergeben.
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Bevorzugterweise
wendet die Mobilstation einen Gewichtungsfaktor auf das zweite Signal
an, bevor die Signalstärken
verglichen werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger von der folgenden detaillierten
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele davon verstanden werden,
wenn sie zusammen mit den Zeichnungen genommen werden, wobei folgendes
gilt:
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines hybriden GSM/CDMA zellularen
Kommunikationssystems gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2A ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches Kommunikationsprotokolle
zwischen einer Mobilstation und Basisstationssubsystemen in dem
System von 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2B ist
ein schematisches Blockdiagramm einer hybriden GSM/CDMA Mobilstation
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3A und 3B sind
schematische Blockdiagramme, welche Kommunikationsprotokollstapel
zwischen Elementen des Systems von 1 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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4A ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches die Übergabe einer Mobilstation
von einer CDMA Basisstation zu einer GSM Basisstation in dem System
von 1 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4B ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches Signalfluss zeigt, welcher
mit der Übergabe
von Figur A zugeordnet ist, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches Signalfluss zeigt, welcher
mit der Versorgung mit Tageszeitinformation in dem System von 1 zugeordnet
ist;
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6 ist
eine schematische Darstellung, welche Zellen in einem hybriden GSM/CDMA
zellularen Kommunikationssystem zeigt, welche nützlich ist für das Verständnis eines
Verfahrens zum Übergeben
einer Mobilstation von einer GSM Basisstation zu einer CDMA Basisstation,
und zwar gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches Signalfluss zeigt, welcher
mit einer Übergabe
von einer GSM Basisstation zu einer CDMA Basisstation zugeordnet
ist, und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches die Übergabe einer Mobilstation
zwischen CDMA Basisstationen in einem hybriden GSM/CDMA zellularen
Kommunikationssystem gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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9 ist
eine schematische Darstellung, welche Signalfluss zeigt, welche
mit der Übergabe von 8 zugeordnet
ist, und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Ein
Bezug wird nun gemacht auf 1, welche
ein schematisches Blockdiagramm eines hybriden GSM/CDMA zellularen
Kommunikationssystems 20 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist. Das System 20 ist um ein öffentliches
Landmobilnetzwerk (PLMN = public land mobile network) 22 aufgebaut,
welches auf dem GSM Kommunikationsstandard basiert, wie hierin oben
stehend beschrieben wurde. Die Infrastruktur für solche Netzwerke existiert
bereits und wird in vielen Ländern
breit verwendet, und die vorliegende Erfindung hat den Vorteil des
Ermöglichens
von allmählicher
Einfügung
von CDMA Dienst in Verbindung mit einem solchen Netzwerk ohne die
Erfordernis für
wesentliche Veränderungen
an der existierenden Infrastruktur. Das PLMN 22 beinhaltet
mindestens eine Mobildienstvermittlungsstelle (MSC) 24,
oder möglicherweise
eine Anzahl von solchen Stellen (obwohl nur eine MSC gezeigt ist
für die
Klarheit der Darstellung), welche Netzwerkoperationen innerhalb
eines geographischen Gebiets steuert. Neben anderen Funktionen ist
die MSC 24 zur Ortsregistrierung von Teilnehmereinheiten
und Übergabe
von Teilnehmereinheiten zwischen Basisstation verantwortlich, wie auch
für das
Verbinden des PLMN 22 mit einem öffentlich vermittelten Telefonnetzwerk
(PSTN = public switch telephone network) und/oder Paketdatennetzwerk
(PDN = packet data network) 48. Das PLMN beinhaltet auch
eine Netzwerkmanagementstelle (NMC = network management center) 26 und
eine Zellenbroadcaststelle (CBC = cell broadcast center) 28. Diese
Funktionen sind hierin nachfolgend beschrieben.
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Das
System 20 beinhaltet eine Vielzahl von Mobilstationen (MS) 40,
welche mit dem PLMN 22 über
eine Vielzahl von Basisstationssubsystemen (BSS) 30 und 32 über eine
drahtlose HF Verbindung in einer oder mehreren von den akzeptierten
zellularen Kommunikationsfrequenzen kommunizieren. Die MS 40,
welche auch als eine Teilnehmereinheit bekannt ist, ist dazu in
der Lage, mit sowohl der GSM BSS 30 unter Verwendung eines
im Wesentlichen standardmäßigen GSM
TDMA Signalisierungsprotokolls zu kommunizieren, wie auch mit CDMA
BSS 32 unter Verwendung von CDMA-basierten Kommunikationsverfahren,
welche nachfolgend beschrieben sind. Zusätzlich, obwohl in standardmäßigen GSM Systemen
Mobilstationen typischerweise Broadcasts von CBC 28 nur
in dem Leerlaufmodus empfangen, ist die MS 40 dazu in der
Lage, solche Broadcasts während
eines Anrufs durch die BSS 30 zu empfangen, wie hierin
weiter nachfolgend beschrieben wird. Obwohl zum Zweck der Klarheit
nur eine der MS 40, GSM BSS 30 und CDMA BSS 32 in 1 gezeigt
ist, wird es verstanden werden, dass in der Wirklichkeit das System 20 typischerweise
eine Vielzahl von jedem dieser Systemelemente beinhaltet.
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Sowohl
die GSM BSS 30 wie auch die CDMA BSS 32 kommunizieren
mit und werden gesteuert durch die MSC 24. Kommunikationen
zwischen der GSM BSS 30 und der MSC 24 sind im
Wesentlichen gemäß dem GSM
Standards. CDMA BSS 32 ist relativ zu dem IS-95 CDMA Standard
derart modifiziert, dass sie mit dem PLMN 22 gemäß GSM Standards kommuniziert,
und insbesondere derart, dass sie mit der MSC 24 über das
GSM Standard A-Interface kommuniziert,
wie weiter hierin unten stehend mit Bezug auf die 3A und 3B beschrieben
wird. Die BSS 32 kommuniziert auch mit der CBC 28,
und zwar derart, dass sie Nachrichten, welche über die Luft gebroadcasted
werden sollen, empfängt,
und beinhaltet eine Funkoperations- und Wartungsstelle (OMC-R =
operation and maintenance center) 38. Die OMC-R kommuniziert mit
der NMC 26 über
ein GSM Standard Q3 Interface, bevorzugterweise unter Verwendung
eines Informationsmodels basierend auf der GSM 12.XX Serie von Spezifikationen,
welche hierin im Weg der Referenz mit aufgenommen werden. Optional
kann die BSS 32 mit einem allgemeinen Paketdatendienst
(GPRS = general packet data service) 50 derart verbunden
werden, wie durch das europäische
Telekommunikationsstandardinstitut (ETSI = European Telecommunications
Standards Institute) vor geschlagen wurde. Alternativ oder zusätzlich kann
die BSS 32 zur Übertragung
von Paketdaten direkt mit dem PSDN/PDN 48 gekoppelt sein (obwohl
eine solche Verbindung aus dem Grund der Einfachheit nicht in 1 gezeigt
ist), und zwar bevorzugterweise mit einer Verbindung zum Internet hierdurch.
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Kommunikationen
zwischen der CDMA BSS 32 und der MS 40 werden
auf einem CDMA „Luftinterface" aufgebaut, welches
bevorzugterweise allgemein gemäß dem IS
95 Standard für
CDMA Kommunikationen ist. Die BSS 32 ist um ein Basisstationssteuerelement
(BSC) 34 herum aufgebaut, welches eine Anzahl von Basisstationstransceivern
(BTS = base station transceiver) 36 steuert und mit diesen kommuniziert.
Jeder BTS sendet HF Signale zu und empfängt HF Signale von der MS 40,
wenn die MS 40 innerhalb eines geographischen Gebiets,
oder Zelle, ist, welches durch den bestimmten BTS bedient wird. Wenn
während
eines Telefonanrufs die MS sich von der Zelle eines CDMA BTS 36 zu
einer anderen bewegt, findet eine „weiche Übergabe" bzw. Soft Handover (oder Übergabe)
zwischen den BTSs statt, wie in dem CDMA betreffenden Stand der
Technik bekannt ist.
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Es
kann jedoch auch Bereiche von Dienst des Systems 20 geben,
welche keine CDMA Abdeckung haben (das heißt es gibt keinen CDMA BTS 36 in
einem solchen Bereich), oder in welchem die Abdeckung schwach oder überfüllt ist.
Wenn sich die MS 40 in einen solchen Bereich während eines
Telefonanrufs begibt, wird die MS von dem CDMA BTS zu einem BTS übergegeben,
welcher der GSM BSS 30 zugeordnet ist, ohne den Anruf zu
unterbrechen. Ähnlich,
wenn sich die MS 40 von einem Bereich, welcher nur durch
GSM BSS 30 bedient wird, in die Zelle des CDMA BTS 36 während eines
Anrufs begibt, wird die MS bevorzugterweise von der GSM zu der CDMA
BSS übergegeben.
Verfahren zum Durchführen
solcher Übergabe
zwischen CDMA und GSM/TDMA Diensten und zurück, wie auch zwischen einer
CDMA BSS 32 und einer anderen, sind hierin nachfolgend
weiter beschrieben. Durch solche Verfahren und durch die Architektur
des Systems 20, wie in 1 gezeigt
ist, empfängt
die MS 40 die Vorteile von CDMA Dienst in solchen Bereichen,
welche durch das System 20 bedient werden, in welchen der Dienst
implementiert wurde, ohne Dienst in TDMA Bereichen zu verlieren. Übergaben
zwischen CDMA und TDMA Bereichen sind im Wesentlichen transparent
gegenüber
den Benutzern der MS 40, weil stark abstrahierte GSM Netzwerkprotokolle
durchgängig
in dem System gefunden werden, und nur das niedrig abstrahierte
HF Luftinterface während
der Übergabe verändert wird.
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2A ist
ein Blockdiagramm, welches schematisch Kommunikationsprotokollstapel
zwischen der MS 40 und den BSSs 30 und 32 zeigt,
und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die MS 40 kommuniziert mit
der GSM BSS 30 über
ein GSM Um Interface, welches auf einem standardmäßigen TDMA Luftinterface
basiert, so dass im Wesentlichen keine Modifikation an der BSS 30 oder
der GSM Schicht 1 und Schicht 2 Standardinterfaceprotokolle benötigt wird,
um die MS 40 aufzunehmen. Die MS 40 kommuniziert
mit der CDMA BSS 32 über
ein CDMA Um Interface, basierend auf einem CDMA IS-95 Luftinterface
mit bestimmten Modifikationen. Teilnehmereinheiten, welche im Stand
der Technik bekannt sind, sind dazu in der Lage, über entweder
ein GSM Um oder ein CDMA Um Interface zu operieren, aber nicht über Beide.
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Um
beide dieser Interfaces aufrechtzuerhalten, beinhaltet die MS 40 Mobilausrüstung (ME
= mobile equipment) 42 (1), welche
entweder zwei Funktransceiver beinhalten muß, einer konfiguriert für TDMA Operation
und einer für
CDMA, oder einen einzigen Transceiver, welcher dynamisch zwischen TDMA
und CDMA schalten kann. Die ME beinhaltet mobilen Abschluss (MT
= mobile termination), welcher Terminalausrüstung (TE = terminal equipment) 46 für Sprach-
und/oder Dateneingabe und Ausgabe unterstützt. Zusätzlich beinhaltet die MS 40 ein
Teilnehmeridentitätsmodul
(SIM) 44, gemäß GSM Standards.
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2B ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches die MS 40 zeigt,
welche einen einzigen Funktransceiver in dem ME 42 zeigt,
und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die MS 40 ist um eine Modemeinheit 59 herum
gebaut, einschließlich
eines DSP Kerns 60, welcher zum Generieren und Verarbeiten von
sowohl TDMA wie auch CDMA Signalen in der Lage ist. Bevorzugterweise
beinhaltet der Kern 60 eine ASIC Einrichtung, einschließlich allein
stehende CDMA Sendungs/Empfangs-Verarbeitung, welche durch die GSM
Zeitgebungslogik 64 und einem GSM Hardwarebeschleuniger
(oder DSP) 62 unterstützt ist,
wie auch das Aufweisen eines Anschlusses für SIM 44. Der Kern 60 empfängt Eingabe
und liefert Ausgabe zu der TE 46. In diesem Fall wird die
TE 46 als ein Audiomikrofon oder Lautsprecher repräsentiert,
und der Kern 60 führt
DIA und A/D Konvertierung aus, wie auch Vocoding Funktionen an den
Audiosignalen, wie im Stand der Technik bekannt ist. Es wird entweder
GSM oder CDMA Vocoding angewandt, und zwar abhängig davon, ob die MS 40 in Kontakt
mit der GSM BSS 30 oder der CDMA BSS 32 ist. Der
Kern 60 kann zusätzlich
oder alternativ derart konfiguriert sein, dass er mit der TE 46 arbeitet,
um digitale Dateneingabe/-ausgabe, wie eine Faxeinrichtung, vorzusehen.
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Der
Kern 60 gibt digitale Daten aus, welche entweder in TDMA
oder CDMA Format sein kann, und zwar zu einer Mischsignalausgabeeinrichtung 66.
Die Einrichtung 66 verarbeitet und konvertiert die Daten
in analoge Basisbandform, von dem Eingang zu dem HF Sender 68.
Ein Duplexer 70 leitet die resultierenden HF Signale über eine
Antenne zu der GSM oder CDMA Basisstation weiter, wie geeignet. Signale,
welche von der Basisstation empfangen werden, werden durch den Duplexer 70 durch
einen HF Empfänger 72 und
eine Mischsignaleingabeeinrichtung 74 weitergeleitet, welche
Basisbandkonvertierung und AGC Funktionen durchführt, zu dem Kern 60.
Bevorzugterweise werden der Sender 68, der Empfänger 72 und
die Mischsignaleinrichtungen 66 und 74 durch den
Kern 60 gesteuert.
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HF
Sendung und Empfang durch die MS 40 sind bevorzugterweise
bei Frequenzen in dem GSM 900 oder 1800 MHz Band, zur Kompatibilität mit existierender
GSM Ausrüstung,
insbesondere BSS 30. Unter der Annahme, dass die MS 40 nur
den einzigen Transceiver beinhaltet, welcher in 2B gezeigt
ist, welcher in dem GSM Band operiert, muß CDMA Ausrüstung in dem System 20 geeignet
konfiguriert sein, um auch in diesem Frequenzbereich zu operieren.
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Zurückkehrend
auf 2A muß die
MS 40, ob sie physikalisch einen Transceiver oder zwei
beinhaltet, duale Luftinterfaceschichten 1 und 2 in ihrem Protokollstapel
unterstützen,
und zwar zur Operation vis-a-vis jeweils GSM BSS 30 und
CDMA BSS 32. Das CDMA Luftinterface zwischen der MS 40 und
der CDMA BSS 32 beinhaltet die CDMA Schicht 1, welche auf
einem standardmäßigen IS-95
Protokoll operiert, und die GSM-CDMA Schicht 2, in welcher IS-95 Operation
modifiziert wird, um die Bedarfe der GSM Netzwerkdienste aufzunehmen.
Die Schicht 2 unterstützt Übertragungen
von Rahmen zwischen der MS 40 und der BSS 30 oder 32.
Die GSM-CDMA Schicht 2 beinhaltet Funktionalität wie Nachrichtenanforderung,
Priorität
und Fragmentierung, und Beendigung und Wideraufnahme von Kommunikationen,
welche normalerweise durch die standardmäßige GSM Schicht 2, aber nicht
durch CDMA IS-95, unterstützt werden.
Vis-a-vis GSM BSS 30 sind die Luftinterfaceschichten 1
und 2 gemäß GSM Standards,
im Wesentlichen ohne Modifikation.
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Standardmäßige GSM
Protokolle beinhalten eine dritte Funkinterfaceschicht (RIL3), einschließlich von
drei Unterschichten, überhalb
der GSM Schicht 1 und Schicht 2. Die niedrigste dieser drei RIL3
Unterschichten ist eine Funkressource (RR = radio resource) Managementschicht,
welche Mobilmanagement (MM) und Verbindungsmanagement (CM = Connection
Management) Unterschichten über
ihr unterstützt.
Die RIL3 Unterschichten in der GSM BSS 30 sind im Wesentlichen
unverändert
mit Bezug auf den GSM Standard, und die GSM MM und CM Unterschichten
sind ähnlich
im Wesentlichen ohne Veränderung
in der MS 40 aufrechterhalten. Die CM Unterschicht unterstützt Signalisierung
zur Anrufverarbeitung, wie auch GSM Zusatzdienste und Kurznachrichtendienst
(SMS = short message service). Die MM Unterschicht unterstützt Signalisierung,
welche zum Lokalisieren der MS 40, Authentifizierung und Verschlüsselungsschlüsselmanagement
benötigt wird.
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Um
die MM und CM Schichten zu unterstützen, wird eine GSM-CDMA RR
Schicht in die MS 40 und BSS 32 Protokollstapel
eingefügt.
Die GSM-CDMA RR Schicht, welche Funkressourcen verwaltet und Funkverbindungen
zwischen der MS 40 und den BSSs 30 und 32 aufrecht
erhält
ist sich der Existenz der dualen GSM und CDMA Unterschichten (Schichten
1 und 2) in dem MS 40 Protokollstapel „bewusst". Sie ruft die geeigneten unteren Schichten
in den MS Stapeln auf, um mit entweder der standardmäßigen RIL3-RR
Schicht über
das GSM Um Interface zu kommunizieren, oder die GSM-CDMA RR Schicht der
BSS 32 über
das CDMA Um Interface, und zwar abhängig von den Anweisungen, welche
sie von der BSS empfängt,
mit welcher sie in Kommunikation ist. Die MM und CM Schichten werden
nicht durch die BSS 32 verarbeitet, sondern werden stattdessen durchgeleitet
zwischen der MS 40 und dem MSC 24 zum Verarbeiten
in einer Art und Weise, welche im Wesentlichen für die TDMA Luftinterfaceschichten unterhalb
transparent ist. Die RR Schicht in dem MS Stapel steuert auch die Übergabe
zwischen den korrespondierenden Luftinterfaces, welche in Schichten 1
und 2 definiert sind, und assistiert in der Zellenauswahl für die Übergabe,
unter Anweisungen von der MSC 24 und den BSSs.
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Unabhängig davon,
welches der Luftinterfaces in Verwendung ist, unterstützt die
GSM-CDMA RR Schicht die standardmäßigen GSM RIL3-MM und CM Schichten über ihr.
Die RR Schicht bietet bevorzugterweise vollständige Funkressourcen-Managementfunktionalität, wie durch
die GSM Spezifikationen 04.07 und 04.08 definiert, welche hierin
im Weg der Referenz mit aufgenommen sind. Obwohl eine „RR" Schicht an sich
nicht durch den CDMA IS-95 Standard
definiert ist, hält
die hierin beschriebene GSM-CDMA RR Schicht ebenfalls eine vollständige IS-95
Funkressourcenfunktionalität
aufrecht.
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Gemäß GSM Standards
beinhaltet die Funktionalität
der RR Schicht sowohl Leerlaufmodusoperation wie auch dedizierte
Modusdienste (das heißt Dienste
welche während
einer Telefonunterhaltung durchgeführt werden). Die Leerlaufmodusoperation der
RR Schicht beinhaltet automatische Zellenauswahl und Leerlaufübergabe
zwischen GSM und CDMA Zellen, wie auch zwischen Paaren von CDMA Zellen
und Paaren von GSM Zellen, mit Zellenveränderungsanzeige wie spezifiziert
durch den GSM Standard. Die RR Schicht in dem Leerlaufmodus führt auch
Broadcastkanalverarbeitung durch, wie durch GSM und CDMA Standards
spezifiziert, und das Aufbauen von RR Verbindungen.
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Im
dedizierten Modus führt
die RR Schicht die folgenden Dienste aus:
- • Weiterleitungsdienste,
Dienstanforderung, Transfer von Nachrichten, und im Wesentlichen alle
anderen Funktionen, welche durch GSM Standards spezifiziert sind.
- • Veränderung
von dedizierten Kanälen
(Übergabe),
einschließlich
harten Übergaben
wie nachfolgend hierin beschrieben und CDMA-zu-CDMA weiche und „weichere" Übergaben.
- • Moduseinstellungen
für den
RR Kanal, einschließlich Übertragungsmodus,
Typ von Kanal und Codier-/Decodier-Transcodier-Modus.
- • MS
Parametermanagement basierend auf IS-95 Spezifikationen.
- • MS
Klassenzeichenmanagement basierend auf GSM Spezifikationen.
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Es
sei vom Fachmann verstanden, dass die obigen Merkmale der RR Schicht
nur durch eine Zusammenfassung aufgelistet sind, und dass zusätzliche
Details und Merkmale basierend auf veröffentlichten GSM und CDMA Spezifikationen
hinzugefügt werden
können.
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3A ist
ein Blockdiagramm, welches schematisch Protokollstapel zeigt, welche
in Signalisierungsinterfaces zwischen MS 40, CDMA BSS 32 und
GSM MSC 24 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese Interfaces ermöglichen
der MS 40, mit der GSM MSC 24 über ein CDMA Luftinterface
zu kommunizieren. Der Betrieb dieser Interfaces, und insbesondere
Nachrichtenfluß durch
diese Interfaces, ist in größerer Detailliertheit
in der oben erwähnten
PCT Patenanmeldung PCT/US 96/20764 beschrieben und hierin im Weg
der Referenz mit aufgenommen. Wenn die MS 40 in Kommunikation
mit der MSC 24 über
die GSM BSS 30 steht, sind die Protokollstapel gemäß GSM Standards,
im Wesentlichen ohne Modifikation.
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Wie
hierin oben stehend erwähnt
tauscht die MS 40 Signale mit der CDMA BSS 32 über das CDMA
Um Interface aus, wobei die MS und BSS Protokollstapel modifiziert
sind, um die GSM-CDMA RR Schicht und Schicht 2 zu beinhalten. In 3A ist eine
Mitteilungsschicht explizit in dem BSS 32 Protokollstapel
gezeigt, und zwar zum Weiterleiten von RIL3-CM und MM Signalisierung
zwischen der MS 40 und der MSC 24, größtenteils
ohne Verarbeitung durch die BSS 32. Andere Schichten, welche
in dem Um Interface involviert sind, wurden hierin oben stehend
mit Bezug auf 2A beschrieben.
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Die
CDMA BSS 32 kommuniziert mit der GSM MSC 24 über ein
standardmäßiges, im
Wesentlichen nicht modifiziertes GSM A-Interface. Dieses Interface
basiert auf den GSM SS7 und BSS Anwendungsteil (BSSAP = BSS application
part) Protokollen, welche im Stand der Technik bekannt sind, bevorzugterweise
gemäß dem GSM
08.08 Standard. BSSAP unterstützt
Prozeduren zwischen der MSC 24 und der BSS 32,
welche Interpretation und Verarbeitung von Information bezüglich Signalanrufen
und Ressourcenmanagement benötigen,
wie auch den Transfer von Anrufsteuerungs- und Mobilitätsmanagementnachrichten
zwischen der MSC 24 und der MS 40. Die BSS 32 übersetzt
CDMA Schicht 1 und GSM-CDMA Schicht 2 und RR Protokolle, welche zwischen
der BSS und der MS 40 ausgetauscht werden, in geeignete
SS7 und BSSAP Protokolle zur Übertragung
zu der MSC 24 und umgekehrt.
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Weil
das CDMA BSC 34 mit der GSM MSC 24 unter Verwendung
des standardmäßigen A-Interfaces
kommuniziert, werden im Wesentlichen keine Modifikationen in der
Kern GSM MSC benötigt,
um die Hinzufügung
der CDMA BSS 32 zu dem GSM System 20 zu ermöglichen.
Ferner muß sich
die MSC 24 nicht dessen bewusst sein, dass es einen Unterschied
in der Identität
zwischen der GSM/TDMA BSS 30 und der CDMA BSS 32 gibt,
weil beide mit der MSC in einer im Wesentlichen identischen Art
und Weise über
das A-Interface
kommunizieren. Bevorzugterweise werden Zellen, welche den BTSs 36 von BSS 32 zugeordnet
sind, durch die MSC 24 auf im Wesentlichen die gleiche
Art und Weise wie GSM/TDMA Zellen abgebildet, und ihnen werden somit
GSM absolute Funkfrequenzkanalnummern (ARFCN = absolut radio frequency
channel number) und Basisstationsidentitätscodes (BSIC = base station
identify code) Werte gemäß dem GSM
Standard zugeordnet. Von der Sichtweise der MSC 24 ist
eine Übergabe
zwischen der GSM BSS 30 und der CDMA BSS 32, oder
sogar zwischen zwei unterschiedlichen CDMA BSSs, nicht unterschiedlich
von einer Übergabe
zwischen zwei GSM BSSs in einem konventionellen GSM/TDMA basierten
System. Der BSIC der CDMA Zellen ist derart zugeordnet, dass er
unterscheidbar ist innerhalb des Systems 20 von den konventionellen
GSM Zellen.
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3B ist
ein Blockdiagramm, welches schematisch Protokollstapel zeigt, welche
in dem Weiterleiten von Sprachdaten zwischen der MS 40 und
der MSC 24 über
die CDMA BSS 32 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung involviert sind. Sprachdaten zwischen der MS 40 und der
BSS 32 werden codiert und decodiert durch einen CDMA Vocoder,
welcher irgendeinen der standardmäßigen IS-95 Vocoderprotokolle
beinhalten kann, welche im Stand der Technik bekannt sind. Die BSS 32 übersetzt
die CDMA Schicht 1, in GSM E1 TDMA Signale, und konvertiert die
CDMA vocodierten Daten in PCM A-Gesetz begleitete Sprachdaten, und zwar
gemäß den Erfordernissen
des A-Interface Standards. Die MSC 24 sendet und empfängt somit Sprachdaten
zu und von der MS 40 über
die BSS 32 im Wesentlichen ohne Beachtung der Tatsache,
dass die Daten zwischen der BSS und der MS CDMA codiert sind, als
ob die MS 40 in dem GSM/TDMA Modus operieren würde.
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4A ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches Details des Systems 20 zeigt,
welches nützlich
ist in dem Verstehen eines Verfahrens zur Mobil assistierten Übergabe
der MS 40 von der CDMA BSS 32 zur GSM BSS 30,
und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu 1 ist
die BSS 30 hier detailliert gezeigt, um ein BSC 77 und
mehrere der BTSs 78 und 80 zu beinhalten. 4A zeigt die Übergabe
der MS 40 von einem der BTSs, welcher der BSS 32 zugeordnet
ist, hierin bezeichnet als MTS 76, zu BTS 78 von
BSS 30. Die BSS 32 beinhaltet auch das GSM-CDMA
BSC 34 und BTSs 36, wie mit Bezug auf 1 beschrieben
wurde.
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Die Übergabe
von der CDMA BTS 76 zu der TDMA BTS 78 wird bevorzugterweise
durch die BSS 32 initiiert, wenn es bestimmt wird, dass
die MS 40 in einem Ort ist, in welchem eine solche Übergabe
wünschenswert
sein kann. Diese Situation kann auftreten, wenn das Signal, welches
von dem BTS 76 empfangen wird schwach ist, oder wenn es
bekannt ist, dass die MS 40 die Grenze eines CDMA Abdeckgebiets
erreicht, oder wenn Verkehr auf CDMA Kanälen stark ist. Alternativ kann
die BSS 32 die MS 40 anweisen, ein Signal von
dem BTS 78 zu suchen (oder anderen GSM BTSs), von Zeit
zu Zeit, unabhängig
von irgendwelchen spezifischen Zwängen, dies zu tun.
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4B ist
ein schematisches Signalflussdiagramm, welches Signale zeigt, welche
zwischen der MS 40, BSS 30 und 32 und
MSC 24 in dem Übergabeprozess
von 4A übermittelt
werden, und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das BSC 34 weist die MS 40 an,
eine geschaltete Suche nach benachbarten GSM BTSs zu beginnen, wobei
für kurze
Perioden die MS 40 ihre Kommunikationen mit dem BTS 76 unterbricht,
um TDMA Signale zu suchen und zu empfangen. Bevorzugterweise wird
die MS 40 auf dem IS-95 Standard betrieben, welcher ermöglicht,
dass CDMA Sendungen im Leerlaufmodus sind für eine Dauer von einem 20 msec
Rahmen, während
weichem der GSM TDMA Nachbarscan stattfinden kann, ohne CDMA Sprachkommunikationen
wesentlich zu unterbrechen. Alternativ kann eine solche Leerlaufperiode auch
unter anderen CDMA Standards eingefügt werden. Weiter alternativ,
wie hierin oben ste hend erwähnt,
kann die MS 40 separate TDMA und CDMA Transceiver beinhalten,
welche gleichzeitig zu diesem Zweck verwendet werden können.
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Bevorzugterweise
beliefert das BSC 34 die MS 40 mit einer Liste
der Frequenzen von benachbarten GSM TDMA Zellen, wie derjenigen,
welche mit den BTSs 78 und 80 zugeordnet sind.
Eine solche Liste ist nützlich
in dem Verringern der Zeit, welche benötigt wird, um nach BTS 78 zu
suchen und diese zu finden, weil die MS 40 nur bei den
Frequenzen der Zellen auf der Liste suchen wird. Die Liste wird
aktualisiert, wenn sich die MS 40 von einer Zelle zu einer anderen
bewegt, und wird während Übergaben
zwischen TDMA und CDMA Basisstationen unterhalten.
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Wenn
die MS 40 ein Signal bei der Frequenz des BTS 78 empfängt, versucht
sie, die GSM Frequenzkorrektur (FCCH) und Synchronisation (SCH) Kanäle in dem
Signal zu dekodieren. Die Dekodierung kann mehrere der geschalteten
CDMA Leerlaufperioden benötigen,
um vervollständigt
zu werden. Sobald die Decodierung erfolgreich bewerkstelligt wurde,
bestimmt die MS 40 den Leistungspegel des TDMA Signals
und berichtet ihn zu der BSS 32 zusammen mit der GSM Zellenidentität. Basierend
auf dieser Information bestimmt die BSS, ob und wann eine Übergabe
stattfinden soll. Zu einer geeigneten Zeit initiiert die BSS 32 eine Übergabeanforderung
zu der MSC 24. Die MSC 24 übermittelt die Übergabeanforderung
zu der GSM BSS 30, welche die Anforderung bestätigt. Die
GSM BSS 30 übermittelt
dann ein Übergabekommando über die
MSC 24 und CDMA BSS 32 zur MS 40, und
die GSM BSS 30 öffnet
einen neuen Verkehrskanal (TCH) mit der MS. Zu diesem Zeitpunkt
ist die Übergabe
vollständig,
und die MS 40 schaltet zum BTS 78 hinüber.
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Die
Entscheidung zum Initiieren der Übergabe
kann stattfinden, wann immer das Signal von dem GSM BTS 78 stärker wird
als dasjenige des CDMA BTS 76, aber bevorzugterweise werden
andere Kriterien angewandt. Zum Beispiel, weil CDMA Kanäle typischerweise
bessere Übertragungsqualität als GSM Kanäle bieten,
wird die Übergabe
bevorzugterweise nur dann ausge löst,
wenn das GSM Signal stärker
ist als das CDMA Signal um irgendeinen vorbestimmten Gewichtungsfaktor.
Der Faktor kann in dem System 20 vorprogrammiert sein,
oder er kann durch einen Benutzer der MS 40 eingestellt
werden. Er kann auch dynamisch ansprechend auf solche Parameter
wie den geographischen Ort der MS und die relativen Mengen von Verkehr
auf den CDMA und TDMA Kanälen
in dem System eingestellt werden.
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5 ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches den Signalfluss in dem
System 20 (1) zeigt, welcher zugeordnet
ist mit dem Vorsehen der Tageszeit zu den relevanten GSM BSCs und
BTSs in dem System. Ursprünglich
würden
die GSM BSSs in dem System 20 nicht über die Tageszeit informiert werden,
weil diese Information nicht über
den GSM Standard benötigt
wird. Anderseits benötigt
der IS-05 Standard, dass CDMA Basisstationen synchronisiert sind,
weil diese Synchronisation notwendig ist zur Identifikation und
zum Dekodieren der Signale und zur weichen Übergabe zwischen Zellen. Deshalb
ist es zur Mobil-assistierten Übergabe
der MS 40 von dem TDMA BTS 78 zu CDMA 76 (wie
in 4A gezeigt, aber mit der Richtung des Übergabepfeils
umgekehrt) notwendig, dass die Tageszeit durch das System 20 geliefert
wird.
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Das
Verfahren von 5 erlaubt, dass die Tageszeit
in dem System 20 ohne die Erfordernis von Hardware- oder
Softwareveränderungen
in der MSC 24 oder in dem GSM BSS 30 oder BTS 78 und 80 geliefert
wird, und zwar durch Verwendung von CBC 28, welcher ein
standardmäßiger Teil
von PLMN 22 ist, um die Tageszeit über das System zu broadcasten. Ursprünglich liefert
der CBC 28 einen Zellenbroadcastdienst (CBS = cell broadcast
service) gemäß den GSM
Interfacestandards 03.41 und 03.49, wodurch ermöglicht wird, dass allgemeine
Kurznachrichten unbestätigt
zu definierten geographischen Gebieten innerhalb des System 20 gebroadcasted
werden. Die Nachrichten werden durch die MS 40 empfangen, während sie
im Standby- oder Leerlauf-Modus ist (das heißt wenn die MS nicht in einem
Telefonanruf involviert ist). Für
den Zweck des Lieferns von Tageszeitinformation ist die MS 40 jedoch
bevorzugterweise dazu in der Lage, CBS Nachrichten nicht nur zu empfangen,
wenn sie im Leerlaufmodus ist, wie durch GSM Standards beschrieben,
sondern auch wenn die MS in einem dedizierten Modus ist, das heißt während eines
Telefonanrufs. Die Verwendung des CBS zum Liefern von Tageszeitinformation
zur MS 40 ist insbesondere wünschenswert, wenn die MS nur
einen einzigen Funksender und -empfänger beinhaltet, wie in 2B gezeigt
ist; wenn duale Funkgeräte
verwendet werden, eines für
CDMA und das andere für
TDMA, kann das CDMA Funkgerät
die Tageszeit empfangen, während
das TDMA Funkgerät
in Verwendung in einen Telefonanruf ist.
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CBS
Nachrichten können
auch verwendet werden, um eine Suche durch die MS 40 nach
benachbarten Zellen zu initiieren, wie oben mit Bezug auf 4B beschrieben
wurde.
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Eine
spezielle MS 90, welche mit einem GPS (global positioning
system) Empfänger 91 ausgerüstet ist,
ist in einer oder mehreren der GSM/TDMA Zellen des Systems 20 angeordnet,
in welcher die Tageszeit benötigt
wird. In 5 empfängt die MS 90 die
Tageszeit von dem Empfänger 91 und
ordnet die Zeit einer Identifikation zu der derzeitigen TDMA Rahmennummer
zu, und zwar basierend auf Synchronisationssignalen, welche durch
den BTS 78 gesendet wurden, und zwar gemäß dem GSM
Standard. Alternativ kann die MS 90 derart konfiguriert sein,
dass sie die Tageszeit von einer CDMA BSS empfängt, wobei in diesem Fall der
GPS Empfänger 91 nicht
benötigt
wird. Die MS 90 öffnet
einen Datenanruf über
BTS 78, BSC 77, MSC 24 und PSTN/PDN 48 zu
CBC 28, und sendet die Zellenidentifikation und Korrespondenz
der derzeitigen Tageszeit und Rahmennummer zu dem CBC. Alternativ
kann die MS 90 die Information durch irgendein anderes
geeignetes Verfahren weiterleiten, wie die Verwendung der GSM SMS.
CBC 28 sendet dann diese Information über den CBS zu der Zelle, so
dass die MS 40 die Tageszeit auch dann empfängt, wenn
sie in GSM/TDMA Modus betrieben wird. Deshalb, wenn die MS 40 zu
dem CDMA BTS 76 übergegeben
werden soll, gibt es einen Bedarf zum Akquirieren von Synchronisations- /Tageszeitinformation
von der CDMA BTS, und die Übergabe
kann schneller und gleichmäßiger durchgeführt werden.
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Das
Einfügen
der Tageszeit in das System 20 hat auch Vorteile für den GSM
Teil des Systems selbst, ohne Verbindung zu der CDMA Übergabe. Zum
Beispiel kann die MS 40 ihre Tageszeit zu unterschiedlichen
GSM BTSs 78 und 80 senden, und die Zeitverzögerung von
der MS zu jeder der BTSs kann gemessen und verwendet werden, zum
Bestimmen des Orts der MS.
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6 ist
eine schematische Karte von überlappenden
GSM/TDMA Zellen 92 und CDMA Zellen 94 in dem Netzwerk 20,
welche Aspekte von mobilassistierter Übergabe von dem GSM BTS 78 zu
dem CDMA BTS 76 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Operator des Systems 20 wird
erkennen, dass wenn die MS 40 in einer der Zellen 1–5, welche
in Figur A gezeigt sind, angeordnet ist, eine TDMA/CDMA Übergabe
stattfinden kann. Deshalb wird der CBC 28 eine CBS Nachricht
zu allen Dual-Modus (GSM/CDMA) MSs in diesen Zellen broadcasten,
einschließlich
der folgenden Information und Anweisungen:
- • MS beginnt
Suche nach CDMA Signalen (Suchtrigger).
- • Frequenzen
von CDMA BTSs in überlappenden und
benachbarten Zellen.
- • GSM
Abbildung von CDMA Zellen 94 gemäß GSM MSC 24.
- • Identifikation
der Tageszeit mit der derzeitigen TDMA Rahmennummer, bevorzugterweise
wie von MS 90 abgeleitet, obwohl andere Verfahren auch
verwendet werden können,
um die Tageszeit zu liefern.
- • Optional
der Faktor, mit welchem die CDMA Signalstärke multipliziert werden soll
zum Vergleich mit dem TDMA Signal, wie hierin oben stehend beschrieben.
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Es
gibt keinen Bedarf, dass eine solche Nachricht in den Zellen 6–10 gebroadcasted
wird. Ferner wird es verstanden werden, dass nur die Dual-Modus MSS programmiert
sind, um diese Nachricht zu interpretieren und zu empfangen, während herkömmliche
GSM/TDMA MSs sie ignorieren werden.
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Die
CBS Nachricht triggert und ermöglicht den
Dual-Modus MSs, Information zu sammeln und zu der GSM BSS 30 und
der MSC 24 zu liefern, zur Hilfestellung im Durchführen der Übergabe
zu einer der CDMA BSSs, im Gegensatz zu hybriden GSM/CDMA Systemen,
welche im Stand der Technik vorgeschlagen wurden.
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7 ist
ein Blockdiagramm, welches Signalfluß in dem System 20 zeigt,
welches mit einer mobil-assistierten Übergabe von dem BTS 78 zum BTS 76 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie oben stehend mit Bezug auf 6 erwähnt wurde
beginnt die Übergabe
mit der Sendung des Suchtriggers und anderer Information. Der Suchtrigger
wird periodisch durch den BTS 78 gesendet, wann immer die
MS 40 in einer der GSM Zellen 1–5 (6) ist,
oder ansprechend auf irgendeinen anderen vorher programmierten Zustand.
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Beim
Empfangen des Triggers schaltet die MS 40 ihren TDMA Verkehr
mit BTS 78 aus und stellt ihren Empfänger auf eine geeignete CDMA
Frequenz für
eine kurze Periode ein, bevorzugterweise für ungefähr 5 msec. Dann, nachdem die
MS das Kommunizieren mit dem BTS 78 wieder aufgenommen
hat, versucht sie, jegliches CDMA Signal, welches sie empfängt, zu
decodieren, um einen Pilotbeam des BTS zu identifizieren, dessen
Sendung sie empfangen hat, beispielsweise von dem BTS 76.
Wie oben stehend erwähnt
wird der BTS 76 in dem System 20 derart abgebildet,
als wäre
er ein konventioneller GSM/TDMA BTS. Die MS 40 sendet deshalb
eine Berichtsnachricht zurück
zu dem GSM BTS 78, welche anzeigend ist für die Leistung
des Signals, welches sie von dem BTS 76 empfängt (optional
multipliziert mit dem relativen CDMA/TDMA Gewichtungsfaktor, welcher
oben stehen erwähnt
wurde), und zwar zusammen mit der GSM Systemabbildungsinformation
zu dem BTS 76. Von dem Standpunkt der GSM BSS 30 und
der MSC 24 gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen
der Nachricht, welche durch die MS 40 gesendet wurde, in
diesem Fall, und der Nachricht, welche als ein Ergebnis eines herkömmlichen
GSM Nachbarscans gesendet werden würde.
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Der
Vorgang des Messens und Berichtens schreitet fort, bis die BSS 30 bestimmt,
dass die MS 40 zu dem BTS 76 übergegeben werden soll. Bei
diesem Punkt übermittelt
die BSS 30 eine Nachricht zur MSC 24, welche anzeigt,
dass die Übergabe
benötigt wird.
Die MSC 24 leitet eine Übergabeanforderung weiter
zu der BSS 32, welche eine Bestätigung zurück über die MSC 24 zur
BSS 30 sendet. Die GSM BSS 30 gibt dann ein Übergabekommando
zur MS 40, und ein Verkehrskanal wird zwischen der MS 40 und
der CDMA BTS 76 geöffnet,
wodurch die Übergabe
vollständig
wird.
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Der
oben beschriebene Prozess erlaubt somit mobil-assistierte Übergabe
von der GSM/TDMA BSS 30 zur CDMA BSS 32 mit hoher
Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit,
und mit minimaler Unterbrechung des Diensts in der Mitte eines Anrufs,
während welchem
die Übergabe
stattfindet. Für
den Zweck dieser Übergabe
empfangen GSM Zellen in dem System 20 Tageszeitinformation,
und die CDMA Zellen werden in das GSM System abgebildet, mit minimalen
Hardwareausgaben und im Wesentlichen ohne die Notwendigkeit der
Umprogrammierung von existierenden GSM Systemelementen.
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Ein ähnlicher
TDMA-CDMA Übergabevorgang
kann durchgeführt
werden, sogar in der Abwesenheit von Tageszeitinformation bei der
GSM BSS 30. In diesem Fall, nachdem die MS 40 ein
Pilotkanalsignal, welches dem BTS 76 zugeordnet ist, akquiriert
hat, muß sie
sich auf den CDMA Synchronisationskanal des BTS einstellen und diesen
decodieren, um die Tageszeit abzuleiten. Diese Operation benötigt ungefähr 300 msec,
wodurch eine bemerkbare aber noch tolerable Unterbrechung des Sprachdienstes
während
eines Anrufs erzeugt wird. Weiter alternativ kann ein ähnlicher Übergabevorgang
unter Verwendung einer MS durchgeführt werden, welche zwei Transceiver
hat, einer für
TDMA und der andere für
CDMA, wie hierin oben stehend beschrieben wurde.
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8 ist
ein schematisches Blockdiagramm, welches Übergabe zwischen zwei unterschiedlichen CDMA
BSS 101 und 103 innerhalb des Systems 20 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die BSS 101 beinhaltet ein
BSC 102 und eine Vielzahl von BTSs 106 und 108;
und die BSS 103 beinhaltet einen BSC 104 und eine
Vielzahl von BTSs 110 und 112. Die BSSs 101 und 103 sind
im Wesentlichen ähnlich
zu und austauschbar mit der BSS 32, welche in 1 gezeigt ist,
und hierin oben stehend beschrieben wurde, und kommunizieren mit
der GSM MSC 24 über
das GSM A-Interface. Die MS 40 ist in der Figur gezeigt
in der Mitte einer Übergabe
von BTS 108 zu BTS 110, unter der Steuerung der
MSC 24. Obwohl die Übergabe zwischen
zwei CDMA BSSs stattfindet, ist sie von dem Standpunkt des Systems
aus eine Übergabe zwischen
zwei GSM BSSs, wobei die BTSs 108 und 110 jeweils
durch die MSC 24 als GSM Zellen abgebildet werden.
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9 ist
ein schematisches Diagramm, welches Signalfluß zwischen den Elementen des
Systems 20 zeigt, welches in 8 gezeigt
ist, in der Dauer der Übergabe,
und zwar gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Übergabe
wird getriggert, wenn die MS 40 zur BSS 101 berichtet,
dass sie ein Signal von der BTS 110 mit einem höheren Leistungspegel
als dasjenige des BTS 108 empfangen hat. Die BSS 101 sendet
dann eine standardmäßige GSM Übergabe-Anforderungs-
bzw. Benötigt-Nachricht
zu der MSC 24, welche die GSM Zellenidentität der BTS 110 als
die neue Zellenzuordnung spezifiziert, welche für die Übergabe gewünscht wird. Die MSC 24 sendet eine Übergabeanforderung
zur BSS 103, welche durch Senden einer Bestätigung zu
der MSC antwortet, welche die RIL3-RR Übergabekommandonachricht kapselt,
welche zurück
zur BSS 101 geleitet wird. Somit erfüllen alle Nachrichten, welche
zwischen den BSSs 101 und 103 gesendet werden,
die A-Interface Anforderungen, und CDMA Parameter, welche IS95 zugeordnet
sind, werden auf korrespondierende GSM Parameter zugeordnet, zum
Beispiel die Identifikation von Vocodertyp 13K QCELP in CDMA zu
GSM Vollratenvocoder. Die Übergabeanforderung,
Bestätigung
und Kommando werden durch die MSC 24 ohne wesentliche Veränderung weitergegeben.
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Nach
dem Empfangen des Übergabekommandos
sendet die alte BSS 101 die RR Übergabekommandonachricht zur
MS 40, um die Übergabe
zu der neuen BSS 103 wirksam werden zu lassen. Die Nachricht
zu der MS 40 beinhaltet folgendes:
- • Eine neue
Langcodemaske gemäß CDMA Standards
- • Nominale
Leistungspegelparameter
- • Rahmenversatz
- • Codekanal
- • Schicht
2 Bestätigungsnummerierung
- • Vorwärtsverkehrskanalleistungssteuerungsparameter
- • Nummer
des Vorspanns
- • Neue
Bandklasse und Frequenz.
-
Obwohl
bevorzugte Ausführungsbeispiele hierin
oben stehend beschrieben wurden mit Bezug auf ein bestimmtes hybrides
GSM/CDMA System, wird es erkannt werden, dass die Prinzipien der
vorliegenden Erfindung ähnlich
angewandt werden können,
um mobil-assistierte Übergaben
in anderen hybriden Kommunikationssystemen ebenfalls zu erreichen.
Ferner, obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele Referenz auf
spezifische TDMA- und CDMA- basierte Kommunikationsstandard machen,
wird der Fachmann erkennen, dass die Verfahren und Prinzipien, welche
hierin oben stehend beschrieben wurden, auch zusammen mit anderen
Verfahren des Datencodierens und der Signalmodulation verwendet werden
können.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst nicht nur die vollständigen Systeme und
Kommunikationsprozesse, welche hierin oben stehend beschrieben wurden,
sondern auch verschiedene innovative Elemente dieser Systeme und Prozesse,
wie auch Kombinationen und Unterkombinationen davon.
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Es
wird deshalb erkannt werden, dass die bevorzugten Ausführungsbeispiele,
welche oben beschrieben wurden, beispielhaft zitiert werden, und der
volle Umfang der Erfindung wird nur durch die Ansprüche begrenzt.