DE10033135C2

DE10033135C2 - Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk

Info

Publication number: DE10033135C2
Application number: DE2000133135
Authority: DE
Inventors: Rainer K Bauer
Original assignee: MICROCOM GmbH
Current assignee: BAUER, RAINER K., 82131 GAUTING, DE
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2020-07-08
Also published as: EP1302089A2; WO2002005571A2; WO2002005571A3; DE10033135A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Es sind Verfahren zur Frequenzumschaltung im Mobilfunk bekannt, bei denen in Abhängigkeit von den in der Mobilstation und/oder den Zentralstationen ermittelten Empfangsfeldstärkewerten und/oder Bitfehlerraten diejenige Zentralstation bzw. Arbeitsfrequenz ausgewählt wird, auf der die Nachrichtenübertragungsverbindung zwischen einer Mobilstation und einer der Zentralstationen hergestellt wird. Da sich die Empfangsfeldstärke zwischen einer sich bewegenden Mobilstation und den Zentral stationen laufend ändert, ist hierzu die Übertragung einer erheblichen Datenmenge erforderlich, und der Wechsel der Arbeitsfrequenz bei einer Bewegung der Mobilstation in einen anderen Sektor einer Zentralstation oder in das Versorgungsgebiet einer anderen Zentralstation bedingt einen erheblichen Aufwand.

Aus der EP-A1-1 050 979 ist ein satellitengestütztes zellulares Mobilfunksystem bekannt, bei dem zusätzlich zur Zellenauswahl auf der Grundlage von Empfangsfeldstärkewerten und/oder Bitfehlerraten eine Zellenauswahl auf der Grundlage der geographischen Position der Mobilstation durchgeführt wird. Hierbei wird ein Gebiet definiert, in dem sich die Mobilstation befinden muß, um eine bestimmte Zelle auszuwählen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Frequenz umschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, das schneller und mit geringerem Aufwand ausgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt die Mobilstation mittels eines satelliten gestützten Ortungssystems seine eigene Position fest, und es wird dann aus einer Nachschlagetabelle die Arbeitsfrequenz und/oder die Zentralstation ermittelt, mit der die Nachrichtenübertragungsverbindung zwischen der Mobilstation und einer der Zentralstationen herzustellen ist.

Hierbei ergibt sich ein besonders geringer Bandbreitenbedarf, wenn die Nachschlage tabelle in der Mobilstation gespeichert wird und gegebenenfalls periodisch über eine Nachrichtenübertragungsverbindung mit einer oder mehreren Zentralstationen aktualisiert wird.

Damit wird die Nachrichtenübertragungsverbindung immer auf einer optimalen Frequenz hergestellt, und es kann ein umständliches Ermitteln und Vergleichen von Organisationskanälen, wie beim Zellularfunk, entfallen.

Die Position der Mobilstation kann im WGS84-Format (Längen- und Breitengrad, Höhe, Geschwindigkeit) ermittelt werden, und es können entsprechende Werte in der Nachschlagetabelle gespeichert werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Versorgungsgebiet in Planquadrate unterteilt, die in der Nachschlagetabelle gespeichert und mit der tatsächlichen Position der Mobilstation verglichen werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird in den Nachschlagetabellen ein numerischer Positionswert in den Nachschlagetabellen gespeichert und mit der tatsächlichen Position der Mobilstation verglichen.

Die Mobilstation kann somit autonom anhand der Nachschlagetabelle die günstigste Arbeitsfrequenz auswählen.

Alternativ zu diesem in der Mobilstation initiierten Umschaltverfahren kann ein in der Zentralstation initiiertes Verfahren verwendet werden. Hierbei wird die Ortskoordinate der Mobilstation als Planquadrat oder als numerischer Positionswert in die Zentral station oder die Zentralstationen übertragen. In der Zentralstation erfolgt dann eine Auswertung der empfangenen Position mit Hilfe einer Nachschlagetabelle. Diese Nachschlagetabelle kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dynamisch aktualisiert werden, sofern zusätzlich zur übertragenen Ortskoordinate der Mobilstation der Empfangsfeldstärkewert der Zentralstation in der Mobilstation mit übertragen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anzahl von Zentralstationen und diesen zugeordneten Versorgungsgebieten,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Nachschlagetabelle, in der einzelne Planquadrate dargestellt sind,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Mobilstation.

In Fig. 1 ist eine Anzahl von Zentralstationen 21, 22, 23 und diesen zugeordneten Versorgungsgebieten 1, 2, 3 gezeigt, wobei sich als Beispiel in jedem dieser Versor gungsgebiete eine Mobilstation 11, 12 bzw. 13 befindet.

Zwischen der jeweiligen Zentralstation und einer Mobilstation wird eine Nachrichten übertragungsverbindung auf der jeweils der Zentralstation hergestellt.

Die Größe und Form der einzelnen Versorgungsgebiete 1, 2, 3 richtet sich nach den geografischen Gegebenheiten und der zu erwartenden Verkehrsdichte.

Weiterhin kann das einer Zentralstation zugeordnete Versorgungsgebiet in mehrere Sektoren mit jeweils zugeordneten Arbeitsfrequenzen unterteilt sein, wobei die nachfolgend beschreibenen Vorgänge beim Wechsel von einem Versorgungsgebiet in ein anderes in der gleichen Weise für den Wechsel von einem Sektor eines Versorgungsgebietes in einen anderen Sektor des gleichen Versorgungsgebietes gelten.

Beim Wechsel einer Mobilstation, beispielsweise der Mobilstation 11 aus dem Versor gungsgebiet 1 in eines der Versorgungsgebiete 2 oder 3 muß ein Wechsel auf die Arbeitsfrequenz der dem neuen Versorgungsgebiet zugeordneten Zentralstation erfolgen. Dieser Wechsel oder das sogenannte "hand over" wird zumeist in Abhängigkeit von der Empfangsfeldstärke durchgeführt, wie sie für die Mobilstation an der derzeit zugeordneten Zentralstation gemessen wird. Um eine unterbrechungsfreie Nachrichtenverbindung zu der Mobilstation während des Wechsels zu einer anderen Zentralstation aufrechtzuerhalten, bedingt diese Übergabe oder der Wechsel auf die Arbeitsfrequenz einer anderen Zentralstation einen erheblichen Rechen- und Verwal tungsaufwand innerhalb der einzelnen Zentralstationen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die Mobilstation gemäß Fig. 3 zusätz lich zu den üblichen Sende- und Empfangseinrichtungen einen Empfänger für ein satellitengestütztes Ortungssystem, wie z. B. GPS, Glonass und Galileo, auf. Dieser Empfänger 14 für das satellitengestützte Ortungssystem ist mit einer entsprechenden Antenne 15 verbunden und liefert an die Mobilstation 11 gemäß Fig. 3 Daten, die die Position der Mobilstation 11 darstellen.

Diese Positionsinformation kann beispielsweise im WGS84-Format vorliegen, wobei diese Daten Informationen über den Längen- und Breitengrad, die Höhe und die Geschwindigkeit umfassen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Übergabe der Mobilstation von einer Zentralstation zu der anderen bzw. der Wechsel der Arbeitsfrequenz auf der Grundlage dieser Positionsdaten der Mobilstation.

Zu diesem Zweck wird die Positionsinformation gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens an die jeweilige Zentralstation zur weiteren Verarbeitung übertragen, oder sie wird alternativ oder zusätzlich direkt in der Mobilstation ausgewertet und zur autonomen Umschaltung auf eine andere Zentralstation oder Arbeitsfrequenz auf der Grundlage einer Nachschlagetabelle verwendet, in der für jeweilige Positionen diesen Positionen zugeordnete Zentralstationen bzw. Arbeitsfrequenzen aufgeführt sind.

Diese Nachschlagetabelle kann dynamisch über eine Nachrichtenübertragungs verbindung mit einer oder mehreren Zentralstationen aktualisiert werden.

Durch diese Nachschlagetabellen, die selbstverständlich auch ausschließlich an den Zentralstationen geführt und ausgewertet werden können, kann ein schnelles dynamisches Wechseln der Arbeitsfrequenz in Abhängigkeit von der Position der Mobilstation erfolgen, ohne daß ein umständliches Ermitteln und Vergleichen von Organisationskanälen erforderlich ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorstehend genannte WGS84- Koordinate in der Mobilstation in ein Planquadrat umgewandelt.

Ein Beispiel für die Umwandlung von Positionswerten in Planquadrate ist in Fig. 2 gezeigt, wobei hierbei eine einfache numerische Unterteilung von Längen- und Breiten grad in Buchstaben- und Ziffernfolgen vorgesehen ist.

Selbstverständlich können jedoch in den Nachschlagetabellen auch andere Formate der Positionsinformation gespeichert werden.

Diese Planquadrate werden bei der ersten Ausführungsform an eine oder mehrere Zentralstationen zur weiteren Verarbeitung übertragen oder bei der zweiten Ausführungsform direkt in der Mobilstation mit darin abgespeicherten Planquadraten verglichen. In beiden Fällen ist in der Nachschlagetabelle eine tabellarische Zuordnung von Frequenzen zu Planquadraten vorhanden. Um ein zu schnelles und häufiges Umschalten von Frequenzen an den Grenzbereichen zwischen den Planquadraten, die verschiedenen Zentralstationen zugeordnet sind, zu vermeiden, wird ein Überlappungsbereich an den jeweiligen Grenzen der Planquadrate der verschiedenen Zentralstationen definiert.

Die Nachschlagetabelle kann sowohl in den Mobilstationen als auch in den Zentralstationen dynamisch aktualisiert werden, sofern zusätzlich zu der von der Mobilstation übertragenen Ortskoordinate der Empfangsfeldstärkewert der Zentralstation in der Mobilstation übertragen wird.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk, bei dem jede einer Anzahl von Mobilstationen mit einer einer Anzahl von Zentralstationen auf einer vorgegebenen Arbeitsfrequenz in Nachrichtenübertragungsverbindung steht und bei einer Bewegung einer Mobilstation aus dem der einen Zentralstation zugeordneten Versorgungsgebiet in ein einer anderen Zentralstation zugeordnetes Versorgungs gebiet ein Wechsel auf eine der anderen Zentralstation zugeordnete Arbeitsfrequenz durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Mobilstation mittels eines satellitengestützten Ortungssystems bestimmt und die Arbeitsfrequenz und/oder die Zentralstation, mit der die Nachrichtenübertragungsverbindung herzustellen und aufrechtzuerhalten ist, aus einer Nachschlagetabelle ermittelt wird, die in der Mobilstation und/oder den Zentralstationen gespeichert ist und jeweilige Einträge enthält, die eine Zuordnung der Position zu der Arbeitsfrequenz bzw. der Zentralstation enthalten.

2. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachschlagetabelle in der Mobilstation gespeichert ist und über eine Nachrichtenübertagungsverbindung mit einer oder mehreren Zentralstationen aktualisierbar ist.

3. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Mobilstation über eine Nachrichtenübertragungsverbindung zu einer oder mehreren Zentralstationen übertragen wird.

4. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Empfangsfeldstärkewert der Zentralstation oder der Zentralstationen an der Mobilstation zu den Zentralstationen übertragen wird.

5. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachschlagetabelle in Abhängigkeit von den Empfangsfeldstärkewerten dynamisch aktualisiert werden.

6. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachschlagetabellen die Werte für die Position in Form von Planquadraten enthalten, die einen Überlappungsbereich aufweisen.

7. Verfahren zur automatischen Frequenzumschaltung im Mobilfunk nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachschlagetabellen die Werte für die Position in Form von numerischen Positionswerten enthalten.