DE10310521B4

DE10310521B4 - Verfahren zum Wechseln einer physikalischen Verbindung in einem Datennetz

Info

Publication number: DE10310521B4
Application number: DE10310521A
Authority: DE
Inventors: Joachim Rommel; Reto Ness
Original assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Current assignee: Tenovis GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: DE10310521A1

Abstract

Verfahren zum Wechseln von einer ersten physikalischen Verbindung (2) zu einer zweiten physikalischen Verbindung (3) zwischen einer Mobilstation (7) und einer ersten (4) bzw. zweiten (5) Basisstation bei einer Übertragung von Daten in einem Bluetooth-Kommunikationsnetz (1), in welchem jede Station (4, 5, 7) unabhängig ein eigenes Zeitsignal (16, 17, 19) erzeugt,
wobei die Daten über die erste physikalische Verbindung (2, 3) in Abhängigkeit von einem ersten Verbindungsparameter übertragen werden, der einem der Zeitsignale (16, 17, 19) der an der physikalischen Verbindung beteiligten Stationen (4–6, 7) entspricht,
mit den Schritten:
Erfassen und Übermitteln des Zeitsignals (17) der ersten Basisstation (4) sowie des Zeitsignals (16) der Mobilstation (7) an wenigstens eine zweite Basisstation (5, 6) durch eine Netzzentralstation (8),
Erzeugen eines zweiten Verbindungsparameters (20) für die zweite physikalische Verbindung (3) in Abhängigkeit von dem Zeitsignal (17) der ersten Basisstation, dem Zeitsignal (16) der Mobilstation und dem Zeitsignal...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln einer physikalischen Verbindung bei Aufrechterhaltung einer entsprechenden logischen Verbindung zwischen zwei Stationen in einem Bluetooth-Datennetz.
In Mobilfunknetzen, die zellular mit jeweils einer Basisstation pro Zelle aufgebaut sind, können Mobilstationen in dem Netz angerufen werden, ohne dass der Anrufer ihren genauen Standort, d.h. ihre aktuelle Mobilfunknetzzelle kennt. Außerdem können Mobilstationen von einer Zelle des Netzes in eine andere Zelle wechseln. Diese Möglichkeit wird als "Roaming" bzw. "Handover" bezeichnet. Unter "Roaming" versteht man die räumliche Bewegung eines mobilen Endgerätes aus einer Funkzelle in eine andere, ohne dass währenddessen eine aktive Verbindung (Sprach- oder Datenverbindung) besteht. "Handover" ist ein Wechsel der Funkzelle während einer aktiven Verbindung. Beim Handover wird also eine neue physikalische Verbindung hergestellt, eine bisher bestehende, alte physikalische Verbindung wird kurz danach abgebaut.
Die Möglichkeit von Roaming und Handover wird in dem Bluetooth-Standard in seiner aktuellen Version 1.1 nicht beschrieben, sondern wird den Netzwerkausrüstern überlassen.

Ein Kommunikationssystem der genannten Art ist aus WO0069186 bekannt. Bei diesem System nach dem Stand der Technik ist das Kommunikationssystem aus einer Anzahl von lokalen Funknetzen, z.B. Pico-Netzen zusammengesetzt. Die lokalen Funknetze sind nicht zueinander synchronisiert, und es wird eine Funkschnittstelle eingesetzt, die keinen Broadcast-Kanal aufweist, z.B. eine Bluetooth-Funkschnittstelle. In der Grundausstattung des Systems ist eine Steuerungseinheit mit jedem lokalen Funknetz verbunden. Über die Funkeinheiten kann über die jeweiligen Funkknoten eine Verbindung zu der Steuerungseinheit eingerichtet und aufrechterhalten werden. Den Funkeinheiten ist außerdem Roaming, Handover, die Durchführung von Messungen und schnelle Verbindungsaufbauten in dem System möglich.

Bei der Suche nach Geräten in seiner Umgebung, beispielsweise zum Aufbau einer neuen physikalischen Verbindung beim Roaming oder Handover, sendet ein anrufendes Gerät eine Anfrage-Nachricht (inquiry) aus. Stationen, die potentielle Adressaten eines allgemeinen Anrufs sind, hören ihrerseits automatisch den Verkehr in regelmäßigen Abständen ab (inquiry scan), ob eine Anfrage-Nachricht ausgesendet worden ist, und reagieren gegebenenfalls darauf. Auf diese Art erhält das anrufende Gerät einen Überblick über alle prinzipiell erreichbaren Geräte in seiner Umgebung.

Wenn ein Gerät ein bestimmtes anderes Gerät anrufen will (paging), dann wird in dem Bluetooth-System von dem anrufenden Gerät in schneller Folge im sog. "frequency hopping"- Verfahren auf sechzehn von gegenwärtig 79 bzw. 23 verschiedenen Kanälen ein Identifizierungscode (ID-Code) ausgesendet. Diese gegenwärtig genutzten Kanäle liegen zwischen 2,400 und 2,483 GHz und haben jeweils eine Bandbreite von 1 MHz, Ein solcher Durchgang durch alle sechzehn Kanäle wird für 2,56 s mit einer Sprungrate (hop rate) von 1640 bis 3200 hops/s wiederholt. Danach wird der Identifizierungscode über dieselbe Dauer auf anderen sechzehn Kanälen (Frequenzen) ausgesendet. Ist nach 5,12 s der Kontakt zu dem angerufenen Gerät immer noch nicht zustande gekommen, so wird die paging-Prozedur abgebrochen (page timeout).

Jedes Gerät, das angerufen werden kann und somit potentielles Ziel einer paging-Prozedur ist, öffnet automatisch periodisch für 11 ms ein Empfangsfenster, in welchem es auf einer bestimmten Frequenz den Verkehr abhört. Nach 1,28 s wechselt es zu einer anderen Frequenz, und der Vorgang wiederholt sich.

Bei dieser paging-Prozedur kann es daher bis zu mehr als 1,28 s dauern, bis der Kontakt zwischen anrufendem und angerufenem Gerät hergestellt ist.

Die Sprungfrequenz und die Phasenanpassung der Anfrage-Nachrichten wird beim frequency hopping durch ein Steuerungswort (Control Word) festgelegt, das von dem anrufenden Gerät generiert wird. Das Steuerungswort hängt von der Adresse und der lokalen Zeit (native clock, CLKN) des angerufenen Gerätes ab. Da das anrufende Gerät jedoch weder die genaue lokale Zeit der potentiellen Adressaten noch ihre relative Phase (Unterschied zwischen der lokalen Zeit des anrufenden und der lokalen Zeit des angerufenen Gerätes) kennt, muss die Prozedur häufiger und mit wechselnden Parameterwerten wiederholt werden. Um das paging-Verfahren zu beschleunigen, schätzt das anrufende Gerät die lokale Zeit der angerufenen Station möglichst genau ab und stimmt damit die Phase schon in etwa auf die angerufene Station ab, so dass die Synchronisation von anrufender und angerufener Station und damit auch die Herstellung der Verbindung beschleunigt wird.

Der Schätzwert (estimated clock, CLKE) der lokalen Zeit des angerufenen Gerätes kann jedoch auch deutlich von der tatsächlichen Zeit des angerufenen Gerätes abweichen. Dann dauert die Suche nach dem angerufenen Gerät und die Synchronisation zwischen anrufendem und angerufenem Gerät entsprechend länger.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Handover in einem zellularen Mobilfunksystem nach dem Bluetooth-Standard möglichst schnell und störungssicher durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist es, derjenigen Station, die für eine zweite Verbindung infrage kommt, die anstelle der ersten Verbindung aufgebaut werden soll, die Verbindungsparameterwerte der Mobilstation mitzuteilen, so dass sie sich von sich aus auf die Sendeparameterwert der Mobilstation einstellen kann und so der Verbindungsaufbau erheblich beschleunigt wird. Die Übermittlung der Verbindungsparameterwerte erfolgt über eine Netzzentrale in dem Bluetooth-Kommunikationsnetz, die mit allen Basisstationen des Netzes in einem bestimmten Gebiet verbunden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wechseln von einer ersten physikalischen Verbindung zu einer zweiten physikalischen Verbindung zwischen einer Mobilstation und einer ersten bzw. zweiten Basisstation bei einer Übertragung von Daten in einem Bluetooth-Kommunikationsnetz, in welchem jede Station unabhängig ein eigenes Zeitsignal erzeugt, wobei die Daten über die erste physikalische Verbindung in Abhängigkeit von einem ersten Verbindungsparameter übertragen werden, der einem der Zeitsignale der an der physikalischen Verbindung beteiligten Stationen entspricht, weist die Schritte auf: Erfassen und Übermitteln des Zeitsignals der ersten Basisstation sowie des Zeitsignals der Mobilstation an wenigstens eine zweite Basisstation durch eine Netzzentralstation, Erzeugen eines zweiten Verbindungsparameters für die zweite physikalische Verbindung in Abhängigkeit von dem Zeitsignal der ersten Basisstation, dem Zeitsignal der Mobilstation und dem Zeitsignal der zweiten Basisstation für die wenigstens eine zweite Basisstation und Beginnen einer Prozedur zum Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung in Abhängigkeit von dem zweiten Verbindungsparameter durch die wenigstens eine zweite Basisstation.

Insbesondere wird zum Erzeugen des zweiten Verbindungsparameters ein Offset-Wert ermittelt, der der Differenz zwischen dem eigenen Zeitsignal der Mobilstation und dem eigenen Zeitsignal der wenigstens einen zweiten Basisstation entspricht.

Ferner ist insbesondere eine Basisstation in dem Bluetooth-Kommunikationsnetz dann eine zweite Basisstation, wenn sie sich in Reichweite von der Mobilstation befindet.

Vorzugsweise brechen nach Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung zwischen der Mobilstation und einer ersten der zweiten Basisstationen die anderen zweiten Basisstationen die Prozedur zum Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung ab.

Dabei können nach Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung zwischen der Mobilstation und einer ersten der zweiten Basisstationen die anderen zweiten Basisstationen durch die Netzzentralstation informiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform brechen die zweiten Basisstationen die Prozedur zum Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung nach einem vorgegebenen Zeitintervall (page timeout) ab, das vorzugsweise in der Größenordnung von einer Sekunde liegt.

Allgemein wird vorzugsweise das Wechseln von der ersten physikalischen Verbindung zu der zweiten physikalischen Verbindung veranlasst, wenn die Verbindungsqualität der ersten physikalischen Verbindung in einen kritischen Bereich gerät.

Dabei wird die Verbindungsqualität insbesondere von der Mobilstation (Mobile Assisted Handover, MAHO) oder von der ersten Basisstation (Non-assisted-Handover) erfasst.

Das Wechseln von der ersten physikalischen Verbindung zu der zweiten physikalischen Verbindung wird vorzugsweise von der ersten Basisstation (Zentrales Handover) oder von der Mobilstation (Dezentrales Handover, Mobile Controlled Handover, MCHO) veranlasst.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass die Verbindung bei Erreichen der Reichweitengrenze des ersten Zugriffspunktes nicht abreißt, sondern auf den zweiten Zugriffspunkt übergeht (Handover).

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine Kommunikationsverbindung zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation in einem Bluetooth-Netz vor einem Handover, bei der erfindungsgemäß die Verbindungsparameter von einer Netzzentrale erfasst werden.
2 zeigt eine Kommunikationsverbindung zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation in einem Bluetooth-Netz nach einem Handover, bei der erfindungsgemäß die Verbindungsparameter von einer Netzzentrale an die Basisstation übermittelt werden.
3 zeigt eine weitere Kommunikationsverbindung zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation einem Bluetooth-Netz nach einem Handover, bei der erfindungsgemäß die Verbindungsparameter von einer Netzzentrale an benachbarte Basisstationen übermittelt werden.
4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ablaufs des Handovers als Flussdiagiamm.
5 zeigt schematisch die Lage der lokalen Zeitbezugswerte einer Mobilstation und zweier Basisstationen in Relation zueinander, wie sie im Stand der Technik bekannt ist.
In 1 ist ein Bluetooth-Kommunikationsnetz gezeigt, das allgemein mit 1 bezeichnet ist. Es umfasst mehrere Basisstationen BS1, BS2, BS3, die mit einer Mobilstation MS eine physikalische Verbindung aufbauen können. Über diese physikalische Verbindung werden Daten zwischen den beteiligten Stationen übertragen und auf diese Art eine logische Verbindung zwischen irgendwelchen Applikationsprogrammen hergestellt, die einerseits auf der Mobilstation und andererseits auf Seiten des Bluetooth-Kommunikationsnetzes laufen. In 1 besteht eine solche physikalische Verbindung 2 zwischen der Basisstation BS1, die mit 4 bezeichnet ist, und der mit 7 bezeichneten Mobilstation MS. Die weiteren Basisstationen 5 und 6 haben keine physikalische Verbindung zu der Mobilstation 7 und sind somit auch an keiner logischen Verbindung zu der Mobilstation 7 beteiligt.
Wenn sich die Mobilstation 7 innerhalb des Empfangsbereichs der Basisstation 4 bewegt, so kann die Qualität der Verbindung 2 beeinträchtigt werden, so lange bis die Verbindung 2 nicht weiter aufrechterhalten werden kann. Um die logische Verbindung zwischen dem Bluetooth-Kommunikationsnetz 1 und der Mobilstation 7 nicht abbrechen zu lassen, muss nach einer Alternative für die noch bestehende physikalische Verbindung 2 gesucht werden, es muss also ein Handover zu einer der anderen Basisstationen 5 oder 6 veranlasst werden. Wie oben beschrieben, sollte dies aus Gründen der Verbindungsqualität und der Geschwindigkeit möglichst reibungslos erfolgen. Dazu wird erfindungsgemäß auf eine Zentralstation NZ im Netz 1 zurückgegriffen, die mit 8 bezeichnet ist und die mit den Basisstationen des Netzes 1 über ein Netzwerk wie z.B. ein lokales Netz (Local Area Network, LAN) verbunden ist. Diese Zentralstation 8 kann insbesondere einen dafür ausgelegten Handover-Steuerungsabschnitt 9 umfassen, in dem die im folgenden beschriebenen Schritte implementiert sind.
Wie oben bereits erläutert, wird nach dem Bluetooth-Standard die physikalische Verbindung zwischen zwei Stationen im wesentlichen durch einen Verbindungsparameterwert bestimmt, der von dem lokalen Zeitsignal (lokale Zeit) einer der beiden beteiligten Stationen abhängt. Wenn die anrufende Station die lokale Zeit einer angerufenen Station kennt, ließe sich quasi unmittelbar die Verbindung zu dieser Station herstellen. Nach dem Stand der Technik hören potentiell angerufene Stationen den Datenverkehr regelmäßig auf Anrufe ab, wobei sie ihre Empfangsparameterwert regelmäßig verändern, um die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Empfangs eines solchen Anrufs zu erhöhen. Die anrufenden Stationen variieren auf der Suche nach einer passenden Gegenstelle im Netz ihre Sendeparameterwerte, um die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Anrufs zu erhöhen. Die Wahrscheinlichkeit für einen erfolgreichen Verbindungsaufbau, die durch die Sendeparameterwerte bestimmt wird, ist ihrerseits ein Maß für die mittlere Dauer, die benötigt wird, bis eine Verbindung erfolgreich eingerichtet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wechseln der physikalischen Verbindung 2 beruht darauf, diejenigen Größen zu erfassen, die die erste physikalische Verbindung 2 kennzeichnen, und sie für den Aufbau der zweiten Verbindung zu nutzen. Das erfindungsgemäße Erfassen der die physikalische Verbindung kennzeichnenden Größen umfasst das Auslesen der Zeitsignale von jedem der an der Verbindung beteiligten Geräten 4 und 7. Das Auslesen dieser Zeitsignale ist in 1 durch einen Pfeil von der ersten Basisstation 4 zu der Netzzentrale 8 angedeutet. Die Einzelheiten des Verfahrens werden im folgenden anhand von 2 erläutert.
Bei der Situation in 2 ist die Qualität der ersten physikalischen Verbindung zu schlecht geworden, als dass die physikalische Verbindung 2 zwischen der Mobilstation 7 und der Basisstation 4 aufrechtzuerhalten wäre. Es wird nach einer zweiten physikalischen Verbindung 3 zwischen der Mobilstation 7 und einer zweiten Basisstation gesucht. Diese zweite Basisstation ist in 2 die Basisstation 5, über die die Übertragung von Daten zwischen der Mobilstation 7 und dem Bluetooth-Kommunikationsnetz 1 fortgesetzt werden soll. Die Netzzentrale 8 sendet daraufhin die Verbindungsparameter der ersten physikalischen Verbindung an eine Basisstation 5, die sich in der Nähe der Mobilstation 7 befindet. Die Basisstation 6 des Netzes 1 in 2 ist zu weit entfernt von der Mobilstation 7, so dass sie für eine physikalische Verbindung zwischen Mobilstation 7 und dem Netz 1 nicht in Betracht kommt. Die Zeitsignale der ersten physikalischen Verbindung werden daher von der Netzzentrale 8 nicht an diese Basisstation 6 gesendet.
Die erfindungsgemäßen Schritte beim Aufbau der zweiten physikalischen Verbindung 3 werden im folgenden mit Bezug auf 4 und 5 genauer erläutert.
In Schritt 10 in 4 wird geprüft, ob die Verbindungsqualität noch ausreichend ist. Ist dies der Fall, so springt das Programm zurück an eine Stelle vor der Abfrage 10, so dass diese Abfrage 10 laufend wiederholt wird. Wird bei einer Abfrage in Schritt 10 festgestellt, dass die Qualität der Verbindung nicht mehr ausreicht, so springt das Programm zu Schritt 11. In Schritt 11 wird ein Handover-Vorgang veranlasst, in dessen Verlauf eine neue Basisstation anstelle der alten gesucht wird. Es versteht sich von selbst, dass die Kriterien für die Feststellung einer ungenügenden Verbindungsqualität so gewählt sind, dass genügend Zeit für den Aufbau einer neuen Verbindung verbleibt.
In Schritt 12 werden die Größen durch die Netzzentrale erfasst, durch die die erste physikalische Verbindung gekennzeichnet wird und die für den Aufbau der zweiten physikalischen Verbindung genutzt werden sollen. In Schritt 12 wird die lokale Zeit der ersten Basisstation 4 und die lokale Zeit der Mobilstation 7 erfasst und an die Zentralstation 8 im Netz übermittelt. Diese Werfe werden anschließend in Schritt 13 durch die Netzzentralstation 8 an eine zweite Basisstation übermittelt.
Die zweite Basisstation 5 bestimmt anschließend aufgrund der eigenen lokalen Zeit, der lokalen Zeit der ersten Basisstation 4 sowie der lokalen Zeit der Mobilstation 7 einen neuen Verbindungsparameter in Schritt 14. Dieser neue Verbindungsparameter für die Verbindung zwischen der zweiten Basisstation 5 und der Mobilstation 7 ist nur ein Schätzwert, der jedoch hinreichend genau ist, um den Aufbau der Verbindung zu beschleunigen.
Der Aufbau (genauer: die Prozedur zum Aufbauen) der zweiten physikalischen Verbindung zwischen der Mobilstation und der Basisstation 5 erfolgt in Schritt 15.
In 5 ist ein Zeitdiagramm gezeigt, aus dem die Vorbereitungsschritte der Basisstationen, die potentiell für die zweite Verbindung in Frage kommen, ersichtlich werden. Dabei ist jede Station mit einem Zeitstrahl vertreten, nämlich die Mobilstation 7 mit dem Zeitstrahl TMS, die erste Basisstation 4 mit dem Zeitstrahl TBS1 und die zweite Basisstation 5 mit dem Zeitstrahl TBS2. Zunächst wird eine lokale Zeit 16 der Mobilstation 7 und eine lokale Zeit 17 der ersten Basisstation 4 durch die Netzzentrale 8 erfasst. Zwischen der ersten Basisstation 4 und der Mobilstation 7 besteht noch eine Verbindung, d.h. die erste Basisstation 4 hat ihre Sende-/Empfangsparameterwert in dieser physikalischen Verbindung 2 auf die Mobilstation 7 eingestellt, was in 5 durch das gestrichelte lokale Zeittaktsignal 18 angedeutet ist. Selbstverständlich kann frei gewählt werden, welches Gerät zunächst die Rolle des "Master" einnimmt und damit die Verbindungsparameterwert vorgibt, und welches Gerät als "Slave" an der Verbindung teilnimmt. Die Rollen von "Master" und "Slave" können in einem späteren Schritt außerdem vertauscht werden, was hier nicht weiter erläutert wird.
Die lokale Zeit (CLKN) 16 der Mobilstation 7 und die lokale Zeit (CLKN) 17 der ersten Basisstation 4 wird an die zweite Basisstation 5 übermittelt. Aufgrund der Kenntnis der lokalen Zeit der ersten und der zweiten Basisstation und der Mobilstation kann die zweite Basisstation 5 nun den Verbindungsparameter für die Verbindung zwischen sich und der Mobilstation errechnen. Damit kann sie ihre lokalen Taktpulse 19 virtuell auf eine neue Position 20 verschieben, die wenigstens in etwa derjenigen der Taktpulse der Mobilstation entspricht. Somit sind die Sende-/ Empfangsparameterwerte von Mobilstation 7 und zweiter Basisstation 5 zur Deckung gebracht, und der Verbindungsaufbau erfolgt schnell und reibungslos.
Es ist möglich, dass als zweite (Ersatz-) Basisstation nur die in 1, 2 und 3 mit 5 bezeichnete Basisstation BS2 in Frage kommt. Es können aber auch mehrere Basisstationen BS2, BS3, ... geeignet sein. In diesem Fall werden die Größen, die die Verbindung zwischen der ersten Basisstation 4 und der Mobilstation 7 bestimmen, an alle derartigen in Frage kommenden Basisstationen übermittelt, so dass sich alle diese Basisstationen BS2, BS3, ... auf eine Verbindung mit der Mobilstation vorbereiten können. Dies ist in 3 dargestellt. Dort sendet die Netzzentrale 8 die relevanten Größen sowohl an die zweite Basisstation 5 als auch an die zweite Basisstation 6. Beide Basisstationen 5 und 6 beginnen mit der Prozedur zum Aufbauen der Verbindung mit der Mobilstation 7 und "konkurrieren" in diesem Fall miteinander um die Herstellung der Verbindung mit der Mobilstation 7. Die Verbindung wird mit derjenigen der beiden Basisstationen eingerichtet, die als erste einen Kontakt mit der Mobilstation herstellen kann.
Wenn wie in 3 dargestellt grundsätzlich mehrere Basisstationen 5 und 6 in Frage kommen für eine Verbindung mit der Mobilstation 7 und jeweils längere Zeit damit ausgelastet sind, den Kontakt mit der Mobilstation 7 herzustellen, so ist das System entsprechend lange blockiert. Um dies zu verhindern, brechen bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die anderen zweiten Basisstationen die Verbindungsprozedur ab, sobald die zweite physikalische Verbindung zwischen der Mobilstation 7 und einer ersten der zweiten Basisstationen 5 aufgebaut worden ist.
Von dem Aufbau der zweiten physikalischen Verbindung zwischen der Mobilstation 7 und einer der zweiten Basisstationen 5 können die anderen Basisstationen 6 dabei insbesondere durch die Netzzentralstation 8 informiert werden.
In einer alternativen Ausführungsform hierzu brechen die zweiten Basisstationen 6 die Verbindungsprozedur nach einem vorgegebenen Zeitintervall automatisch ab. Das vorgegebene Zeitintervall liegt dabei vorzugsweise in der Größenordnung von einer Sekunde, d.h. sehr viel kürzer als es in der Bluetooth-Spezifikation vorgesehen ist, nach der ein Zeitintervall für "page-out" in etwa 10 Sekunden beträgt.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen hängt das Auslösen des Wechsels der Verbindung (Handover-Prozess) insbesondere davon ab, ob die Verbindungsqualität der ersten physikalischen Verbindung in einen kritischen Bereich gerät. Grundsätzlich sind aber auch andere Kriterien denkbar, wie etwa Überlastung einer Basiszelle o.dgl. Die Verbindungsqualität kann dabei von der Mobilstation 7 (Mobile Assisted Handover, MAHO) oder von der ersten Basisstation 4 (Non-assisted-Handover) erfasst werden. Das Wechseln von der ersten physikalischen Verbindung zu der zweiten physikalischen Verbindung kann von der ersten Basisstation 4 (Zentrales Handover) oder von der Mobilstation 7 (Dezentrales Handover, Mobile Controlled Handover, MCHO) veranlasst werden.
Im folgenden werden die Einzelschritte einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Handover aufgelistet.

1. Die Mobilstation stellt fest, dass die Verbindungsqualität zu der Basisstation BS1 in einen kritischen Bereich gerät, so dass ein Handover erforderlich ist.
2. Die Mobilstation sendet der Handover-Steuerungseinheit 9 der Netzzentrale 8 eine Nachricht, in der eine Handover-Prozedur erbeten wird.
3. Die Netzzentrale 8 fragt die lokale Zeit der ersten Basisstation 4 CLKN(BS1) sowie den Zeitdifferenzwert ΔT1 der Verbindung zwischen der ersten Basisstation 4 und der Mobilstation 7 Clock_Offset(BS1/MS) ab. Außerdem werden die lokalen Zeitwerte CLKN(BS2) und CLKN(BS3) der zu der ersten Basisstation 4 benachbarten Basisstationen 5, 6 ausgelesen.
4. Die Netzzentrale 8 sendet an die Mobilstation 7 eine Nachricht zurück, in der die Handover-Anfrage akzeptiert wird.
5. Die Verbindung wird sowohl auf der Seite der Mobilstation 7 als auch auf der Seite der der ersten Basisstation 4 BS1 blockiert. Alle noch nicht über die Luftschnittstelle übertragenen Daten-Pakete werden versendet, neue Daten-Pakete werden nicht mehr bearbeitet und werden in einer Sende-Warteschlange eingereiht. Somit ist sichergestellt, dass keine Daten-Pakete durch das Handover verloren gehen.
6. Die Netzzentrale 8 fordert alle zu der ersten Basisstation 4 BS1 benachbarten Basisstationen 5, 6 auf, eine Verbindung zu der Mobilstation 7 aufzubauen. Dabei werden den Basisstationen die lokalen Zeitwerte CLKN(BS1) und der Zeitdifferenzwert ΔT1 zwischen der ersten Basisstation 4 BS1 und der Mobilstation 7 MS mitgeteilt. Daraus kann der erwartete ΔT2 zwischen dem lokalen Zeitwert der Mobilstation 7 und dem lokalen Zeitwert der neuen Basisstation 5, 6 auf folgende Weise berechnet werden (Beispiel mit BS2): ΔT2(BS2, MS) = ΔT1(BS1, MS) + CLKN(BS1) – CLKN(BS2).
Durch Kenntnis von ΔT2 ist ein schnellerer Verbindungsaufbau (Page-Prozedur) möglich. BS1 und BS2 beginnen nun eine zeitüberwachte Page-Prozedur, in der die Mobilstation angerufen wird. Diese Page-Prozedur wird über die Handover-Verbindungs-Steuerung 9 gesteuert und läuft so lange, bis eine Verbindung zustande kommt oder der "Page-Timeout" die Page-Prozedur beendet. Während einer Page-Prozedur können keine Daten an andere mobile Bluetooth-Geräte übertragen werden. Erfindungsgemäß wird daher der "Page-Timeout" auf einen möglichst kurzen Wert eingestellt (z.B. 1 Sekunde, während dieser Wert normalerweise im Bereich 5–10 Sekunden liegt). Dadurch wird sichergestellt, dass andere laufende Verbindungen nicht unnötig lange unterbrochen werden.
7. Die physikalische Verbindung zwischen der ersten Basisstation und der Mobilstation wird abgebaut. Die logische Verbindung bleibt jedoch virtuell bestehen. Dabei kann der Abbau der Verbindung auch von Seite des mobilen Endgerätes erfolgen.
8. Auf Seite der Mobilstation bleibt ebenfalls die logische Verbindung virtuell bestehen. Die Mobilstation geht sofort nach dem Abbau der ersten physikalischen Verbindung in den "continuous page scan repetition mode R0" (oder einen anderen page scan mode) und ist somit für andere Basisstationen erreichbar. Der "continuous page scan repetition mode R0" stellt sicher, dass die Mobilstation kontinuierlich (ohne Pause) nach "rufenden" Basisstationen sucht. Dadurch ist ein extrem schneller Verbindungsaufbau möglich und die benachbarten Basisstationen müssen keine unnötig lange Page-Prozedur durchführen.
9. Eine der rufenden Basisstationen kann nun eine Verbindung zu der Mobilstation aufbauen (in unserem Beispiel ist dies die nähergelegene Basisstation BS2).
10. Anschließend werden in der Mobilstation die internen Datenstrukturen geändert, so dass die logischen Kanäle nun nicht mehr zu BS1, sondern zu BS2 laufen.
11. Zeitgleich übergibt die Basisstation BS1 den logischen Kanal inklusive der Sende-Warteschlange an die Basisstation BS2. Die Kommunikation zwischen BS1 und BS2 findet über die Netzzentrale statt. Sprach- Applikationen, wie z.B. das Cordless Telephony Profile (CTP), können auf diese Art ungestört weiterlaufen.
12. Die Blockade der ersten Verbindung wird nun in der Mobilstation und der neuen Basisstation BS2 aufgehoben. Zwischen der Mobilstation und der Basisstation BS2 besteht nun eine vollwertige zweite Verbindung, über die Daten und Sprache übertragen werden können.

1: Bluetooth-Kommunikationsnetz
2: bestehendes Piconet
3: aufzubauendes Piconet
4: erste Basisstation
5: zweite Basisstation
6: dritte Basisstation
7: Mobilstation
8: Netzzentralstation
9: Handover-Steuerungsabschnitt
10: Überprüfung der physikalischen Verbindungsqualität
11: Veranlassung von Handover
12: Erfassen von Zeitdifferenz zwischen Lokalzeit der ersten Basisstation und Lokalzeit der Mobilstation durch Netzzentralstation
13: Übermitteln der Zeitdifferenz an die zweite(n) Basisstation(en) durch Netzzentralstation
14: Erzeugen von Lokalzeitschätzwert durch zweite Basisstation als Verbindungsreferenzzeit, der im wesentlichen Lokalzeit der Mobilstation entspricht
15: Einstellen von Empfangsparametern der zweiten Basisstation in Abhängigkeit von Verbindungsreferenzzeit für Aufbau der zweiten physikalischen Verbindung mit der Mobilstation
16: Lokalzeitwert der Mobilstation
17: Lokalzeitwert der ersten Basisstation
18: virtueller Lokalzeitwert der ersten Basisstation = durch Offset an Mobilstation angepasst
19: Lokalzeitwert der zweiten Basisstation
20: virtueller Lokalzeitwert der zweiten Basisstation = durch Offset an Mobilstation angepasst
ΔT1: Zeitdifferenzwert zwischen erster Basisstation und Mobilstation
ΔT2: Zeitdifferenzwert zwischen zweiter Basisstation und Mobilstation

Claims

Verfahren zum Wechseln von einer ersten physikalischen Verbindung (2) zu einer zweiten physikalischen Verbindung (3) zwischen einer Mobilstation (7) und einer ersten (4) bzw. zweiten (5) Basisstation bei einer Übertragung von Daten in einem Bluetooth-Kommunikationsnetz (1), in welchem jede Station (4, 5, 7) unabhängig ein eigenes Zeitsignal (16, 17, 19) erzeugt, wobei die Daten über die erste physikalische Verbindung (2, 3) in Abhängigkeit von einem ersten Verbindungsparameter übertragen werden, der einem der Zeitsignale (16, 17, 19) der an der physikalischen Verbindung beteiligten Stationen (4–6, 7) entspricht, mit den Schritten: Erfassen und Übermitteln des Zeitsignals (17) der ersten Basisstation (4) sowie des Zeitsignals (16) der Mobilstation (7) an wenigstens eine zweite Basisstation (5, 6) durch eine Netzzentralstation (8), Erzeugen eines zweiten Verbindungsparameters (20) für die zweite physikalische Verbindung (3) in Abhängigkeit von dem Zeitsignal (17) der ersten Basisstation, dem Zeitsignal (16) der Mobilstation und dem Zeitsignal (19) der zweiten Basisstation (5) für die wenigstens eine zweite Basisstation (5, 6) und Beginnen einer Prozedur zum Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung in Abhängigkeit von dem zweiten Verbindungsparameter (20) durch die wenigstens eine zweite Basisstation.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des zweiten Verbindungsparameters (20) ein Offset-Wert ermittelt wird, der der Differenz zwischen dem eigenen Zeitsignal (16) der Mobilstation (7) und dem eigenen Zeitsignal (19) der wenigstens einen zweiten Basisstation (5, 6) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisstation in dem Bluetooth-Kommunikationsnetz (1) eine zweite Basisstation ist, wenn sie sich in Reichweite von der Mobilstation (7) befindet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung zwischen der Mobilstation (7) und einer ersten der zweiten Basisstationen (5) die anderen zweiten Basisstationen (6) die Prozedur zum Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung abbrechen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung zwischen der Mobilstation (7) und einer ersten der zweiten Basisstationen (5) die anderen zweiten Basisstationen (6) durch die Netzzentralstation (8) informiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Basisstationen (6) die Prozedur zum Aufbauen der zweiten physikalischen Verbindung nach einem vorgegebenen Zeitintervall (page timeout) abbrechen, das vorzugsweise in der Größenordnung von einer Sekunde liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechseln von der ersten physikalischen Verbindung zu der zweiten physikalischen Verbindung veranlasst wird, wenn die Verbindungsqualität der ersten physikalischen Verbindung in einen kritischen Bereich gerät.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsqualität von der Mobilstation (7) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsqualität von der ersten Basisstation (4) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechseln von der ersten physikalischen Verbindung zu der zweiten physikalischen Verbindung von der ersten Basisstation (4) veranlasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechseln von der ersten physikalischen Verbindung zu der zweiten physikalischen Verbindung von der Mobilstation (7) veranlasst wird.