DE19509273A1

DE19509273A1 - Verfahren zur Ermittlung eines Übergabekanditaten in einer multizellularen Umgebung

Info

Publication number: DE19509273A1
Application number: DE1995109273
Authority: DE
Inventors: Rupinder Singh Oberoi; Paul Crichton; Robert Ivor Davies
Original assignee: Motorola Ltd
Current assignee: Motorola Solutions UK Ltd
Priority date: 1994-03-21
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1995-10-12
Also published as: CA2143539A1; CN1123997A; GB2287858A; FR2717650A1; GB9416186D0; HK1009667A1; RU95103970A; SE9500961L; GB2287858B; SE9500961D0

Description

Sachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Bestimmung möglicher Basisstellen als Übergabekandidaten in einer multizellularen Umgebung und insbesondere auf eine Bestimmung von Übergabekandidaten in einer multizellularen Umgebung, die auf einer Stufenänderung eines Para meters eines ankommenden Signals von mindestens einer der Nachbar-Zellen oder Serving-Zellen basiert.

Hintergrund der Erfindung

In einer zellularen Umgebung wird zu irgendeinem Zeitpunkt gewöhnlich eine Serving-Zelle als diejenige Zelle mit der Basisstation festgelegt, von der eine mobile Einheit einen Service empfängt, so daß die mobile Einheit ein Gespräch bzw. eine Kommunikation empfangen und übertragen kann, und weiterhin ist eine Anzahl Umgebungs-Zellen, die als Nach bar-Zellen bezeichnet werden, vorhanden. Die Serving-Zelle kann auch als diejenige Zelle bezeichnet werden, in der sich die mobile Einheit befin det.

In einer multizellularen Umgebung können Zellen unterschiedlicher Größen vorhanden sein, wobei eine Anzahl von Zellen derselben Größe innerhalb einer größeren Zelle (Schirm-Zelle) angeordnet sind. Die kleineren Zellen innerhalb der Schirm-Zelle können als Mikro-Zellen bezeichnet werden. Mikro-Zellen werden in einer dichten Population von Benutzern gebildet, um eine größere Kapazität von Benutzern auf dem zellularen System zu ermöglichen. Die Mikro-Zellen erleichtern die Wiederverwendung von Fre quenzen über eine kleinere Distanz. Demzufolge kann eine mobile Einheit innerhalb einer Mikro-Zelle ebenso wie in einer Schirm-Zelle angeordnet werden.

Typischerweise müssen ländliche flächenbereiche, die keine große Anzahl Benutzer haben oder keine große Kapazität erfordern, nur in größere Zel len unterteilt werden. Falls der Flächenbereich anwächst oder die Zellen näher zu dichter bevölkerten flächenbereichen gelangen, besitzen die größeren Zellen nicht die Kapazität, um die erhöhte Anzahl von Benutzern zu bedienen. Dort sind nicht genug Frequenzen zugeordnet. So werden Mi kro-Zellen innerhalb der größeren Zellen gebildet und die größeren Zellen werden Schirm-Zellen. Dies ermöglicht eine Frequenzwiederverwendung unter den Mikro-Zellen. Solche mikrozellularen Techniken verbessern eine spek trale Effektivität und erhöhen die Kapazität des zellularen Netzwerks.

Mikro-Zellen besitzen Nachteile. Ein Nachteil ist derjenige, daß sich in mikrozellularen Flächenbereichen die Anzahl der Übergaben erhöht, und die Zeit, die zur Verfügung steht, um Übergabeentscheidungen vorzunehmen, nimmt ab. Zum Beispiel fährt ein schnellfahrendes Fahrzeug dort, wo zu viele Mikro-Zellen kleinerer Größe in einem flächenbereich vorhanden sind, und durch eine Anzahl Mikro-Zellen in einem kurzen Zeitabschnitt, was bewirkt, daß eine Anzahl von Übergaben verarbeitet werden muß. Eine sich erhöhende Anzahl Übergaben in einem kurzen Zeitabschnitt vermindert die Rufzuverlässigkeit und erhöht die Anzahl von Unterbrechungen in der Kommunikation und demzufolge verringert sie die Qualität einer Kommuni kation und in extremen Fällen gehen Rufe verloren.

Demzufolge muß ein schnelles und zuverlässiges Verfahren zur Bestimmung, wann eine Übergabe in einer multizellularen Umgebung vorgenommen werden muß, geschaffen werden. Ein solches Verfahren ist in der parallel an hängigen UK-Patentanmeldung Nr. 93 24 42B.3 mit dem Titel "Method for De termining Handover in a Multicellular Environment" ("Verfahren zur Be stimmung einer Übergabe in einer multizellularen Umgebung"), angemeldet am 27. November 1993 durch Motorola, offenbart.

Digitale, zellulare Kommunikationssysteme, wie beispielsweise das GSM (Global System for Mobile Communications - Globales System für mobile Kommunikationen) integrieren eine große Anzahl an Zellen in einer mikro zellularen Umgebung. Es ist in einem GSM erforderlich, daß eine mobile Station eine empfangene Signalpegelstärke seiner sechs stärksten Nach bar-Zellen meldet. Derzeitige Übergabetechniken wählen einen Übergabekan didaten von einer der sechs stärksten Nachbar-Zellen aus. In einer mikro zellularen Umgebung, wo die Signal stärken schnell variieren, kann eine Zelle eine starke Signalpegelstärke in einer Messungsmeldung und dann eine schwache Signalpegelstärke in einer nächsten Messungsmeldung lie fern. Demzufolge kann eine Übergabeentscheidung basierend nur auf einer ersten Meldung zu einer Auswahl einer Basisstelle führen, die keine zu verlässige Serving-Zelle für die mobile Station sein würde.

Es ist erwünscht, eine Nachbar-Zelle, deren Signalstärke sich zu schnell variiert, dahingehend zu schützen, daß sie als ein Übergabekandidat in Betracht gezogen wird. Demzufolge ist es erwünscht, ein Verfahren zur Bestimmung eines Übergabekandidaten zu haben, wo eine Nachbar-Zelle als ein Übergabekandidat nur dann angesehen wird, wenn sie wirklich ein zu verlässiger Übergabekandidat ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Übergabekandidaten in einem zellularen Kommunikationssystem geschaffen, das mindestens eine mobile Einheit besitzt, die mit einer Serving-Zelle und einer Mehrzahl Nachbar-Zellen kommuniziert, wobei die Serving-Zelle und die Nachbar-Zellen mindestens eine Schirm-Zelle und eine Mehrzahl Mikro-Zellen aufweisen. Jede Zelle besitzt eine jeweilige Basisstation. Das Verfahren zur Bestimmung, ob eine Übergabe von der Serving-Zelle zu einer Nachbar-Zelle erfolgen soll, umfaßt die Bestimmung einer Stufenän derung eines Parameters eines ankommenden Signals zu der mobilen Station von mindestens einer Zellenbasisstation und das Bestimmen einer Übergabe in Abhängigkeit von der Stufenänderung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Parameter eine Änderungsrate eines empfangenen Signalpegels.

In einer alternativen Ausführungsform ist der Parameter ein empfangener Signalstärkepegel von Nachbar-Zellen, der für eine Zeitdauer gemessen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt eine sich schnell bewegende, mobile Einheit in einer mul tizellularen Umgebung dar.

Fig. 2 stellt eine sich langsam bewegende, mobile Einheit in der multi zellularen Umgebung der Fig. 1 dar.

Fig. 3 stellt zwei Pufferanordnungen für eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 4 stellt eine typische multizellulare Umgebung dar.

Fig. 5 stellt empfangene Signalpegel dar, die für die mobile Station der Fig. 4 ausgedruckt sind.

Fig. 6 stellt ein Flußdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 7 stellt eine Entscheidungstafel für die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Wie die Fig. 1 zeigt, weist eine multizellulare (oder mikrozellulare) Umgebung mindestens eine Schirm-Zelle 1 und eine Mehrzahl Mikro-Zellen 2, 3, 4, 5, 6 auf. Jede Zelle umfaßt eine Basisstation, die typischerweise in einem geographischen Flächenbereich angeordnet ist, der durch die Zelle abgedeckt wird. Nicht alle Basisstationen sind in Fig. 1 darge stellt. Eine Basisstation bestimmt typischerweise die Größe und die Kapa zität der Zelle. Ein Kommunikationssystem kann unterschiedlich dimensio nierte Zellen ebenso wie eine mobile Funkeinheit 20 umfassen, die einen Service von jeder Basisstation 23 der Schirm-Zelle 1 oder einer Basis station 25 einer der Mikro-Zellen 3 empfangen kann. Ein Empfang eines Service von einer bestimmten Basisstation dahingehend, daß sie in der Lage ist, Rufe zu empfangen und zu übertragen, wird auch dahingehend bezeichnet, daß sie auf dieser bestimmten Basisstation campiert bzw. sich befindet. Wenn eine mobile Funkeinheit in die multizellulare Umgebung eintritt, sollte eine Entscheidung vorgenommen werden, um zu bestimmen, ob sie dort verbleibt, um durch den momentanen Zellentyp bedient zu wer den, oder ob sie zu einem neuen Zellentyp übergeben werden soll. Die Entscheidung kann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der mobilen Einheit vorgenommen werden.

Zwei Fälle können definiert werden, wenn eine mobile Funkeinheit In eine multizellulare Umgebung oder einen Überdeckungsflächenbereich eintritt. Die mobile Einheit kann sich unter einer hohen Geschwindigkeit bewegen, wie dies durch einen Wagen 20 in Fig. 1 dargestellt ist, oder unter einer langsameren Geschwindigkeit, wie dies durch eine Person 30 in Fig. 2 dargestellt ist. Sowohl Fig. 1 als auch Fig. 2 nehmen an, daß die Ser ving-Zelle die Schirm-Zelle 1 ist und eine Mehrzahl der Nachbar-Zellen Mikro-Zellen 2, 3, 4, 5, 6 sind.

Wenn eine schnell bewegende, mobile Station 20, wie dies in Fig. 1 darge stellt ist, in eine mikrozellulare Umgebung eintritt, fordert die vorlie gende Erfindung, daß die mobile Station auf dem momentanen Zellentyp (Schirm-Zelle) verbleibt, um die Anzahl der Übergaben zu vermindern, die In einer kurzen Zeitdauer erforderlich werden würden. Durch Messen des empfangenen Signalstärkepegels von einer Anzahl Nachbar-Zellen für eine Zeitdauer oder durch Messung der Stufenänderungen in dem empfangenen Signalpegel wird keine der Nachbar-Mikro-Zellen durch die mobile Station als ein Übergabekandidat gemeldet. Die Mikro-Zellen werden zu der Basis station als Übergabekandidaten transparent sein, und irgendwelche Über gaben, die erforderlich sind, werden zu den Schirm-Zellen hin führen.

Andererseits erfordert, wenn eine sich langsam bewegende, mobile Sta tion 30, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, in eine mikrozellulare Umge bung eintritt, die Erfindung, daß die sich langsam bewegende, mobile Station 30 zu einer Mikro-Zelle übergeben wird. Dies stellt sicher, daß die Schirm-Zelle nicht überfüllt wird und der maximale Verkehr durch die Mikro-Zelle gehandhabt wird. Demzufolge stammen gemäß einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung, wenn die mobile Station 30 in eine mi krozellulare Umgebung eintritt, die sechs stärksten Zellen in Einheiten empfangener Signalstärkepegel, die an der mobilen Station empfangen wer den, von Umgebungs-Basisstationen der Nachbar-Mikro-Zellen. Da sich die mobile Station langsam bewegt, werden einige Nachbar-Zellen lang genug oder für eine vorbestimmte Zeitdauer gemeldet werden, die als Übergabe kandidaten betrachtet werden. Die vorliegende Erfindung fordert eine Übergabe zu der am besten geeigneten Zelle.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zelle kein Übergabekandidat, bis sie eine der stärksten Zellen für eine gege bene Zeitdauer T_n geworden ist. Ein Zeitgeber ist jedem Nachbar zuge ordnet und kann für jeden Nachbar unterschiedlich sein. Er kann vorbe stimmt oder anpassungsmäßig durch den Benutzer der Datenbank festgelegt werden.

Fig. 3 stellt eine Art und Weise dar, in der der Zeltgeber T_n in einem Basisstations-Übergabeverfahren verwendet werden kann. In Fig. 3 meldet die mobile Station die sechs stärksten Nachbar-Träger in Einheiten em pfangener Signalpegel zu der Basisstation. Die Systemsteuereinheit der Basisstation nimmt sie in einen ersten Puffer 35 und startet einen Zeit geber T_n Falls sich mit dem Ablauf des Zeltgebers T_n die Zelle noch in einem der sechs stärksten Träger befindet, dann wird sie zu einem zweiten Puffer 37 als einer der Übergabekandidaten bewegt.

Die Übergabekandidatenliste sollte immer mindestens eine Zelle enthalten, die eine Standby-Übergabe-Zelle ist. Die Standby-Übergabe-Zelle kann als eine Zelle definiert werden, die für einen normalen Ruf-Ursprung verrie gelt ist, allerdings für alle Notübergaben zur Verfügung steht. Sie wird eine der Schirm-Zellen (oder bestimmte Zeitschlitze in einer gegebenen Schirm-Zelle) sein. Dies wird sicherstellen, daß in den Fällen, wo eine Übergabe erforderlich ist, allerdings keine geeignete Mikro-Zelle zur Verfügung steht, der Ruf, ohne daß er aufgegeben wird, übergeben werden kann.

Irgendeines der nachfolgenden Kriterien kann verwendet werden, um zu prüfen, ob ein Ruf als ein Übergabekandidat geeignet ist:

Eine Nachbar-Zelle ist kontinuierlich in den mobilen Meßmeldungen gemel det worden (z. B. SACCH-Vielfachrahmen) aber die Zeit T_n. Unter diesem Zustand besitzt die Nachbar-Zelle die höchste Wahrscheinlichkeit, daß sie ein guter Übergabekandidat ist, allerdings leidet sie an dem Mangel, daß sie schnelle Änderungen in dem empfangenen Signalpegel (RXLEV) aufgrund eines Nachlassens bzw. Feadings, Abschattens, usw. in Betracht zieht.

Die Nachbar-Zelle hat mindestens n-Male von m-Malen in der mobilen Meß meldung über die Zeitdauer T_n gemeldet. Dieses Verfahren berücksichtigt irgendwelche schnellen Änderungen in dem empfangenen Signalpegel in der Nachbar-Zelle, die meldet, und deshalb besitzt sie eine hohe Wahrschein lichkeit einer Identifizierung als ein guter Übergabekandidat. Die Werte von n und m müssen für jede Zelle optimiert werden.

Der durchschnittliche empfangene Signalpegel der Nachbar-Zelle über schreitet einen Schwellwert über die Zeit T_n. Dieses Verfahren mittelt alle Spitzenwerte und Tiefen der empfangenen Signalpegel aus.

Eine Signalqualität und andere Kriterien, die derzeit bei der Bestimmung von Übergaben verwendet werden, müssen auch zufriedengestellt werden, wenn die Nachbar-Zelle als ein Übergabekandidat in Betracht gezogen wird.

Die mikrozellulare Umgebung ist durch die schnelle Rate einer Änderung der empfangenen Signalpegel charakterisiert (z. B. wenn um Ecken gefahren wird, oder über Brocken gegangen wird, usw.), was die derzeitigen Über gabeverfahren manchmal unakurat bei der Vorhersage von Übergabekandidaten macht.

Fig. 4 stellt eine typische multizellulare Umgebung dar. Insbesondere dann, wenn sich eine mobile Station 40 von einem Punkt A zu einem Punkt B bewegt, erhöht sich der empfangene Signalpegel einer ersten Nachbar-Ba sisstation 44 auf einen relativ hohen Pegel an einem Punkt X und demgemäß wird die vorliegende Erfindung eine der Nachbar-Zellen, die durch die mobile Station 40 als ein starker Träger gemeldet wird, während der em pfangene Signalpegel der ersten Nachbar-Basisstation 44 relativ konstant verbleibt.

Ähnlich erniedrigt sich, wenn sich die mobile Station 40 von einem Punkt B zu C bewegt, der empfangene Signalpegel einer Serving-Zellen-Basis station 42 plötzlich an einem Punkt Y auf einen niedrigen Pegel, wäh rend der empfangene Signalpegel der Nachbar-Basisstation 44 relativ kon stant verbleibt. Aufgrund der Natur von Mikro-Zellen wird die Änderung in dem empfangenen Signalpegel der Serving-Zelle 42 und der Nachbar-Zelle 44 eine Stufenänderung sein, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, und solche Charakteristika können dazu verwendet werden, Übergabekandidaten gemäß der Erfindung vorherzusagen.

Fig. 5 stellt den empfangenen Signalpegel dar, der durch die mobile Sta tion 40 empfangen wird, wenn sie sich von einem Punkt A zu B zu C in Fig. 4 bewegt. Von dem Punkt A zu B erhöht sich der empfangene Signal pegel der Nachbar-Zelle 44 plötzlich an einem Punkt X, was zu einer Stu fenänderungsfunktion führt, die dann relativ konstant verbleibt. Der empfangene Signalpegel einer Serving-Zelle 42 verbleibt konstant.

Ähnlich erniedrigt sich, wenn sich die mobile Station von Punkt B zu C bewegt, der empfangene Signalpegel der Serving-Zelle plötzlich an einem Punkt Y, was zu einer Stufenänderungsfunktion führt. Der empfangene Si gnalpegel der Nachbar-Zelle 44 verbleibt konstant. Punkte X und Y stellen Kanten der Zellenüberdeckung dar.

Stufenänderungen in dem empfangenen Signalpegel der Nachbar-Zellen zeigen an, daß sich die mobile Station an einer Ecke oder an einer Kreuzung einer Straße befindet. Stufenänderungen in der Serving-Zelle, die den Signalpegel empfängt, zeigen an, daß sich die mobile Station um eine Ecke bewegt hat, und es ist wahrscheinlich, daß eine Übergabe erforderlich ist. Wenn diese Stufenänderungen durch das Übergabeverfahren der vorlie genden Erfindung erkannt werden, kann sich das System in verschiedenen Moden eines Betriebs entsprechend bewegen. Zum Beispiel kann der Zeitge ber T_n, der einer bestimmten Nachbar-Zelle zugeordnet ist, so ver ringert werden, daß eine schnelle Übergabeentscheidung vorgenommen werden kann. Es ist notwendig, ein Mittelungsverfahren zu definieren, das zur Ermittlung von Stufenänderungen in dem empfangenen Signalpegel geeignet ist.

Fig. 6 stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die zwei Parameter zusammenbringt, wodurch der Zeitgeber T_n, der jeder Nachbar-Zelle zugeordnet ist, interaktiv geändert wird, wenn eine Stufen änderung erkannt wird. Dies gestaltet eine gegebene Nachbar-Zelle dahin gehend wahrscheinlicher, daß sie ein Übergabekandidat wird, wenn dort Stufenänderungen in dem empfangenen Signal ermittelt werden (z. B. wenn sich eine mobile Einheit um eine Ecke bewegt). Weiterhin ermöglicht die Erkennung einer Stufenänderung dem Verfahren, eine Priorität für momen tane Übergabekandidaten wieder abzuschätzen.

Gemäß Fig. 6 überwacht die mobile Station oder Serving-Zellen-Basissta tion die Nachbar-Zellen oder umgebende Träger, die an der mobilen Station entsprechend einem Schritt 50 empfangen werden. Falls keine Stufenände rung in einem Schritt 52 bestimmt wird, dann wird bestimmt, wenn ein entsprechender Zeitgeber T_n abgelaufen ist, und die Übergabekriterien werden in einem Schritt 54 vorgefunden. Falls dies der Fall ist, wird der Träger oder die Nachbar-Zelle zu der Übergabekandidatenliste im Schritt 56 hinzugefügt und dann beginnt das Verfahren erneut. Falls dies nicht der Fall ist, dann muß im Schritt 58 bestimmt werden, ob ein neuer Träger identifiziert worden ist, falls dies nicht der Fall ist, schreitet das Verfahren fort. Falls es der Fall ist, wird der entsprechende Zeit geber T_n für den neuen Träger im Schritt 60 gestartet und das Verfahren schreitet fort.

Falls in dem Schritt 52 eine Stufenänderung identifiziert wird, dann wird die Stufenänderung im Schritt 62 abgeschätzt. Es wird bestimmt, ob dort eine Übergabe erforderlich ist, und zwar im Schritt 64. Falls eine Über gabe erforderlich ist, dann wird bestimmt, ob dort eine Mikro-Zelle als Übergabekandidat vorhanden ist, und zwar im Schritt 66. Falls dies der Fall ist, dann wird eine Übergabe zu der Mikro-Zelle mit der höchsten Priorität im Schritt 70 durchgeführt. Falls dort keine Mikrozelle als Übergabekandidat vorhanden ist, wie dies im Schritt 66 bestimmt wird, dann wird eine Übergabe zu einer Standby-Zelle im Schritt 68 durchgeführt.

Falls keine Übergabe im Schritt 64 erforderlich ist, dann wird bestimmt, ob eine Zeitgeberänderung erforderlich ist, und zwar im Schritt 72. Falls eine Zeltgeberänderung erforderlich ist, wie dies im Schritt 72 bestimmt ist, dann wird der entsprechende Zeitgeber geändert, und zwar im Schritt 74.

Falls keine Zeltgeberänderung erforderlich ist, wie dies im Schritt 72 bestimmt ist, dann wird bestimmt, ob eine Übergabelistenabschätzung er forderlich ist, und zwar im Schritt 76, falls dies nicht der Fall ist, dann beginnt das Verfahren erneut, falls dies der Fall ist, dann wird die Übergabelistenpriorität wieder abgeschätzt, und zwar im Schritt 78, und dann beginnt das Verfahren erneut.

In Abhängigkeit von Stufenänderungen in den Nachbar-Zellen und den Ser ving-Zellen können bestimmte Schritte herangezogen werden, die in der Tabelle zusammengefaßt sind, die in Fig. 7 dargestellt ist. Die oberste Reihe beschreibt mögliche Zustände für eine Serving-Zelle, während die erste Spalte mögliche Zustände für eine Nachbar-Zelle beschreibt. Falls die mobile Station einen konstanten Empfangssignalpegel von der Ser ving-Zelle empfängt und die mobile Station eine Stufenänderungserhöhung von einer Nachbar-Zelle empfängt, dann ist die mobile Station möglicher weise an einer Schnittstelle von n-Zellen, wie dies im Zustand 80 be schrieben ist. Falls die Nachbar-Zelle schon ein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird die Priorität wieder abgeschätzt. Falls der Nach bar kein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird der zugeordnete Zeltgeber T_n in den ersten Puffer geändert.

Der empfangene Signalpegel der Serving-Zelle stellt eine Stufenänderungs erhöhung dar und der empfangene Signalpegel der Nachbar-Zelle stellt eine Stufenänderungserhöhung dar, wobei sich -dann die mobile Station mögli cherweise an einer Schnittstelle von n-Zellen befindet, wenn der Nach bar-Zellenpegel mit der Serving-Zelle vergleichbar ist, wie dies im Zu stand 82 beschrieben ist. Falls die Nachbar-Zelle schon ein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird die Priorität wieder abgeschätzt. Falls die Nachbar-Zelle kein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird sein zugeordneter Zeitgeber T_n in den ersten Puffer geändert. Falls der empfangene Signalpegel von der Serving-Zelle eine Stufenänderungser niedrigung darstellt und der empfangene Signalpegel der Nachbar-Zelle eine Stufenänderungserhöhung darstellt, dann hat sich die mobile Station wahrscheinlich um eine Ecke bewegt und eine Übergabe ist möglicherweise erforderlich, wie dies im Zustand 84 beschrieben ist. Falls die Nach bar-Zelle schon ein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird die Prio rität wieder abgeschätzt. Falls der Nachbar kein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird sein zugeordneter Zeitgeber T_n in den ersten Puffer geändert. Falls keine Mikro-Zellen Mitglieder des zweiten Puffers sind, dann wird eine Übergabe zu einer Standby-Übergabe-Zelle vorgenommen.

Falls der empfangene Signalpegel von der Serving-Zelle konstant ist und der empfangene Signalpegel von der Nachbar-Zelle eine Stufenänderungser niedrigung darstellt, dann wird fortgefahren, die empfangenen Signalpegel zu Überwachen, wie dies im Zustand 86 der Fall ist. Ähnlich werden, falls der empfangene Signalpegel von der Serving-Zelle eine Stufenänderungser höhung oder eine Stufenänderungserniedrigung darstellt und der empfangene Signalpegel von der Nachbar-Zelle eine Stufenänderungserniedrigung dar stellt, dann die empfangenen Signalpegel fortführend überwacht werden, wie in den Zuständen 88 und 90.

Falls der empfangene Signalpegel von der Serving-Zelle konstant ist oder eine Stufenänderungserhöhung darstellt und der empfangene Signalpegel von der Nachbar-Zelle konstant ist, dann wird fortgefahren, daß die em pfangenen Signalpegel überwacht werden, wie in den Zuständen 92 und 94.

Falls der empfangene Signalpegel der Serving-Zelle eine Stufenerniedri gung darstellt und der empfangene Signalpegel von der Nachbar-Zelle kon stant ist, dann ist die mobile Station möglicherweise um eine Ecke bewegt worden und eine Übergabe ist möglicherweise erforderlich, wie dies im Zustand 96 beschrieben ist. Falls die Nachbar-Zelle schon ein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird die Priorität wieder abgeschätzt. Falls der Nachbar kein Mitglied des zweiten Puffers ist, dann wird sein zugeordneter Zeitgeber T_n in den ersten Puffer geändert. Falls keine Mikro-Zellen Mitglieder des zweiten Puffers sind, dann wird eine Übergabe zu der Standby-Übergabe-Zelle vorgenommen.

Demzufolge liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren, das Übergabe kandidaten bestimmt, wobei zuverlässig die Möglichkeit verlorengegangener Rufe herabgesetzt wird. Es sind vier wichtige Szenarien vorhanden, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung analysiert werden können.

Erstens wird eine mobile Station in eine Schirm-Zelle gebracht und die mobile Station wird unter einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie es in Bezug auf Fig. 1 be schrieben ist, wird keiner der Mikro-Zellen durch die mobile Station für eine genug lange Zeit eine Meldung erfolgen, um als Übergabekandidaten betrachtet zu werden. Demzufolge werden irgendwelche Übergaben, die er forderlich sind, zu den Schirm-Zellen hin erfolgen.

Zweitens wird eine mobile Station in eine Schirm-Zelle gebracht und sie bewegt sich unter einer niedrigen Geschwindigkeit. Wie in Bezug auf Fig. 2 beschrieben ist, wird die mobile Station die sechs stärksten Zel len als Nachbar-Zellen melden und einige davon werden für eine Zeit lang genug gemeldet werden, um Übergabekandidaten zu werden. Demzufolge wird eine Übergabe zu einer Mikro-Zelle erfolgen.

Drittens wird eine mobile Station in eine Mikro-Zelle gebracht und bewegt sich unter einer schnellen Geschwindigkeit. Die mobile Station wird in einer Mikro-Zelle einen Ruf einleiten und der Ruf wird zu einer Schirm-Zelle übergeben werden, um die Anzahl von Übergaben, die erfor derlich sind, zu minimieren. Mit jeder Übergabe, die durchgeführt wird, ist eine Wahrscheinlichkeit vorhanden, daß der Ruf verlorengehen kann. Demzufolge reduziert eine Minimierung der Anzahl von Übergaben die Mög lichkeit verlorengegangener Rufe.

Falls sich die mobile Station schnell durch den mikrozellularen Über deckungsflächenbereich bewegt, wird die Liste von Nachbar-Mikro-Zellen, die durch die mobile Station gemeldet werden, eine Änderung beibehalten und keine der Mikro-Zellen wird ein Übergabekandidat werden. Allerdings wird eine der Zellen, die durch die mobile Station zurückgemeldet wird, eine Schirm-Zelle werden, die ein Übergabekandidat sein wird. Diese Schirm-Zelle kann die Standby-Übergabe-Zelle sein. Falls eine Übergabe erforderlich ist und keine geeigneten Mikro-Zellen zur Verfügung stehen, dann wird die mobile Station zu der Schirm-Zelle übergeben werden.

Viertens werden, falls sich die mobile Station langsam durch den mikro zellularen Überdeckungsflächenbereich bewegt, einige Mikro-Zellen durch die mobile Station für eine Zeitdauer, lang genug, gemeldet werden, daß sie als Übergabekandidaten betrachtet werden. Falls eine Übergabe erfor derlich ist, wird die mobile Station zu der am meisten geeigneten Mi kro-Zelle übergeben werden. Eine gemessene (oder ermittelte) Stufenän derung in den Nachbar- und Serving-Zellen-Empfangssignalpegeln, wie dies in Fig. 7 beschrieben ist, kann dazu verwendet werden, die Zelle vorher zusagen, zu der die mobile Station übergeben werden wird.

Insbesondere sind empfangene Signalpegel dahingehend beschrieben worden, daß sie zur Bestimmung von Stufenänderungen und Übergabekandidaten ver wendet werden. Die empfangenen Signalpegel, die von überwachten Zellen empfangen werden, werden gewöhnlich durch Leistungssteuerbefehle konstant gehalten.

Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Stufenänderung des Leistungssteuerpegels als den Bestimmungsparameter verwenden. Demzufolge kann eine Entscheidung für eine Übergabe durch die Basisstation der Serving-Zelle in Abhängigkeit von einer Stufenänderung der Leistungssteuersignale vorgenommen werden, die durch die Basisstation der Zellen, die an der mobilen Einheit überwacht werden, empfangen werden.

Obwohl das Verfahren dahingehend beschrieben worden ist, daß es an der Basisstation der Serving-Zelle ausgeführt wird, könnte das Verfahren tatsächlich auch in der mobilen Einheit ausgeführt werden, vorausgesetzt, daß die erforderliche Intelligenz in die mobile Einheit eingebaut ist. Das Verfahren könnte auch an der Basisstation der Nachbar-Zelle durchge fährt werden, vorausgesetzt, die geeignete Information wurde zu der Ba sisstation der Nachbar-Zelle hingeführt. Wenn sich zellulare Systeme ausdehnen, können Verfahren wie dasjenige der vorliegenden Erfindung irgendwo in der Infrastruktur des Systems eingesetzt werden.

Die Parameter, die in diesem Verfahren definiert sind, können dazu ver wendet werden, die am meisten geeignetste Zelle vorherzusagen, zu der eine Übergabe vorgenommen werden soll. Diese Vorhersage basiert auf einer Überwachung irgendwelcher Stufenänderungen in dem empfangenen Signalpegel der Serving- und Nachbar-Zellen, oder sie kann auf der Anzahl von Stufen änderungen, die in einer bestimmten Zeitperiode ermittelt werden, basie ren. Zum Beispiel macht es, falls dort eine Anzahl von Stufenänderungen in einer relativ kurzen Zeitperiode vorgenommen werden, Sinn, zu einer Schirm-Zelle zu übergeben, um eine hohe Anzahl Mikro-Zellen-Übergaben zu vermeiden.

Zusammenfassend liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren für ein mikrozellulares Kommunikationssystem, das Mikro-Zellen und Schirm-Zellen umfaßt, wo sich langsam bewegende mobile Einheiten die Mikro-Zellen ver wenden und die sich schneller bewegenden mobilen Einheiten die Schirm-Zellen verwenden. Insbesondere ist es, wenn eine sich schneller bewegende mobile Einheit in eine Mikro-Zelle eintritt, erforderlich, daß die mobile Einheit durch den momentanen Zellentyp, die Schirm-Zelle, weiterhin bedient wird, um die Anzahl Übergaben, die erforderlich ist, zu minimieren. Demzufolge wird die Anzahl Übergaben wesentlich reduziert und die zellulare Umgebung wird effektiv verwendet. Durch eine effektive Verwendung der zellularen Umgebung kann die Kapazität des zellularen Kommunikationssystems erhöht werden. Die vorliegende Erfindung verbessert die Zuverlässigkeit von Übergaben, die zu einer niedrigen Anzahl verlo rengegangener Zellen führt und den Umfang einer Verarbeitung, die durch das Netzwerk vorgenommen wird, reduziert.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung eines Übergabekandidaten in einem mikrozel lularen Kommunikationssystems, das eine Serving-Zelle und eine Mehr zahl Nachbar-Zellen umfaßt, wobei die Serving-Zelle und die Nach bar-Zellen mindestens eine Schirm-Zelle und eine Mehrzahl Mikro-Zel len aufweisen, wobei jede Zelle eine jeweilige Basisstation besitzt, wobei das Verfahren zur Bestimmung eines Übergabekandidaten folgende Schritte aufweist:
Messen empfangener Signalparameter, die von der Serving-Zelle und jeder der Mehrzahl Nachbar-Zellen empfangen werden;
Ermittlung von Stufenänderungen in dem empfangenen Signalparameter, die von der Serving-Zelle und jeder der Mehrzahl der Nachbar-Zellen empfangen werden; und
Bestimmung eines Übergabekandidaten basierend auf Stufenänderungen, die in dem empfangenen Signalparameter der Serving-Zelle und jeder der Mehrzahl der Nachbar-Zellen empfangen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgende Schritte aufweist:
Messen eines empfangenen Signalparameters von der Serving-Zelle und einer Mehrzahl Nachbar-Zellen für eine Zeitdauer; und
Bestimmung eines Übergabekandidaten basierend auf den gemessenen, empfangenen Signalparameter nach der Zeitdauer und irgendwelcher Stufenänderungen, die in dem empfangenen Signalparameter der Ser ving-Zelle und der Mehrzahl Nachbar-Zellen ermittelt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Parame ter ein empfangener Signalpegel ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Parameter ein Leistungs pegelsteuersignal ist.

5. Verfahren zur Bestimmung eines Übergabekandidaten einer mobilen Einheit in einem zellularen Kommunikationssystem im wesentlichen so, wie es hier unter Bezugnahme auf die Fig. 6 der Zeichnung beschrie ben ist.