DE19727867C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes gemäß den Oberbegriffen des Anspruches 1 und des Anspruches 4 und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 8 und 11.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus dem Stand der Technik bekannt. In Mobilfunksystemen, wie z. B. dem GSM (Global System for Mobile Communications), dem PCN (Personal Communication Network), dem PCS (Personal Communication System), dem DECT-(Digital European Cordless Telephone)-System etc. werden von den Mobilstationen, beispielsweise wenn sie im Idle-Zustand sind, Steuersignale von der Basisstation der Zelle, in der sie sich gerade befinden, und von Basisstationen anderer, meist benachbarter Zellen, in regelmäßigen Zeitabständen empfangen. Im GSM-System wird beispielsweise von einer sich im Idlezustand befindenden Mobilstation regelmäßig die Empfangsfeldstärke bzw. der Empfangspegel der BCCH-Kanäle (Broadcast Control Channels) von bis zu 32 unterschiedlichen Basisstationen gemessen. Im aktiven Gesprächszustand wird im GSM-System von einer Mobilstation regelmäßig die Empfangsfeldstärke der BCCH-Kanäle von bis zu 16 Basisstationen gemessen. Die Resultate der sechs am stärksten sendenden Basisstationen werden alle 0,48 Sekunden mittels des SACCH (Slow Associated Control Channel) an die aktuelle Basisstation übertragen.
Der BCCH-Kanal ist unidirektional von den jeweiligen Basisstationen zu der Mobilstation. Jeder Zelle eines Mobilfunknetzes ist eine Basisstation zugeordnet, die den Bereich der Zelle mit BCCH-Informationen versorgt. Ist eine Mobilstation, wie z. B. ein Mobiltelefon, in das Mobilfunknetz eingebucht, empfängt sie zusätzlich zu den BCCH-Informationen weitere Informationen, die sich darauf beziehen, ob ein Anruf für die Mobilstation vorliegt. Je besser die Empfangsqualität ist, desto besser kann die Mobilstation diese Informationen entschlüsseln und desto höher ist damit die Erreichbarkeit der Mobilstation.
Beim GSM-System ist es beispielsweise die Aufgabe der jeweiligen Mobilstation, genau der Zelle bzw. Basisstation zuzuhören, von der sie sich die beste Empfangsqualität erwartet. Das beste Kriterium für die Empfangsqualität ist der Empfangspegel der empfangenen Signale. Deshalb mißt die Mobilstation zu den Zeiten, zu denen sie keine BCCH- Informationen von der aktuellen Basisstation empfängt, in deren Zelle sie sich befindet, die Empfangspegel von Steuersignalen, wie z. B. von BCCH-Signalen, der benachbarten Basisstationen. Danach vergleicht die Mobilstation die Empfangspegel der Steuersignale der benachbarten anderen Basisstationen mit dem Empfangspegel der Steuersignale bzw. BCCH-Signale der aktuellen Basisstation. Stellt die Mobilstation fest, daß der Empfangspegel der Steuersignale einer anderen Basisstation größer ist als der Empfangspegel der Steuersignale der aktuellen Basisstation, wechselt sie auf die andere Basisstation, deren Steuersignale einen höheren Pegel aufweisen. Je schneller die Basisstation diese unterschiedlichen Pegel detektiert, desto besser ist die Erreichbarkeit.
Das MAHO (Mobile assisted Handover) genannte Verfahren zum Weiterreichen von Mobilstationen an die nächste Basisstation beruht auf dem Messen von Signalstärken und den daraus berech­ neten Mittelwerten. Aus DE 691 09 552 T2 ist eine Verbesserung dieses Verfahrens bekannt, welches die Berechnung der benötig­ ten Mittelwerte, insbesondere nach einem Zellenwechsel, ver­ bessert. Dies geschieht durch die zusätzliche Berücksichtigung von Meßwerten vor dem Zellenwechsel, unter der Annahme, daß sich der Ort der betroffenen Mobilstation innerhalb eines kur­ zen Zeitraums nur gering verändert.
Aus DE 40 12 904 A1 ist ein Verfahren für eine adaptive Wegewahl in einem Mobilkommunikationsnetz bekannt. Dieses verwendet zur Ermittlung eines optimalen Weges für Nachrichten in diesem Netz unter anderem Informationen über aktuelle Position, Ge­ schwindigkeit und Bewegungsrichtung der einzelnen Stationen.
Einerseits ist es dabei anzustreben, die Empfangspegel der Steuersignale der anderen Basisstationen sooft wie möglich zu messen, andererseits kostet es jedesmal Strom in der Mobilstation, die Steuersignale der anderen Basisstationen zu empfangen bzw. ihren Empfangspegel zu messen, da die Empfangsvorrichtung der Mobilstation in diesem Zeitraum eingeschaltet sein muß. Die beiden Bestrebungen nach einem geringen Stromverbrauch und einer optimalen Empfangsqualität bzw. Erreichbarkeit der Mobilstation stehen somit eigentlich in einem Gegensatz zueinander. Wie oben bereits erwähnt wurde, werden in herkömmlichen Mobilstationen in regelmäßigen Zeiträumen Vergleiche der Empfangspegel der Steuersignale der aktuellen Basisstation mit den Empfangspegeln der Steuersignale von anderen benachbarten Basisstationen durchgeführt. Diese Vergleiche werden auch dann durchgeführt, wenn sich die Mobilstation nicht bewegt oder wenn die von der aktuellen Basisstation empfangenen Signale mit einer ausreichenden Qualität empfangen werden, wodurch ein unnötiger Stromverbrauch in der Mobilstation entsteht. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Mobilstation batterie- oder akkubetrieben ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit, ein Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 8 und 11 zu liefern, die eine Verringerung des Stromverbrauchs unter gleichzeitiger Gewährleistung einer optimalen Empfangsqualität ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 4 und durch eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes mit den Merkmalen des Anspruches 8 bzw. 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
In einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems, bei dem Steuersignale von einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen empfangen werden, wird in der Mobilstation die Bewegung der Mobilstation gemessen und ein die Bewegung der Mobilstation kennzeichnendes Meßsignal erzeugt, wobei auf der Basis dieses Meßsignals eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen getroffen wird. Dabei kann bei der Bemessung der Bewegung der Mobilstation entweder die Geschwindigkeit der Mobilstation oder die Beschleunigung der Mobilstation gemessen werden.
In einer zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems, bei dem Steuersignale von einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen empfangen werden, wird die Drift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale gemessen und ein die Drift der Steuersignale kennzeichnendes Meßsignal erzeugt, wobei auf der Basis dieses Meßsignals eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen getroffen wird. Dabei kann bei der Messung der Drift entweder die Frequenzdrift oder die Phasendrift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale gemessen werden.
Bei beiden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise das Meßsignal mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen und die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen verringert, wenn das Meßsignal kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Eine erste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes umfaßt eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Steuersignalen von einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen, eine Meßeinrichtung zum Messen der Bewegung der Mobilstation und zum Erzeugen eines die Bewegung der Mobilstation kennzeichnenden Meßsignales, und eine Entscheidungseinrichtung, die auf der Basis dieses Meßsignals eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen trifft. Dabei ist die Meßeinrichtung entweder ein Geschwindigkeitssensor, der die Geschwindigkeit der Mobilstation mißt, oder ein Beschleunigungssensor, der die Beschleunigung der Mobilstation mißt.
Eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes umfaßt eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Steuersignalen von einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen, eine Meßeinrichtung zum Messen der Drift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale und zum Erzeugen eines die Drift der Steuersignale kennzeichnenden Meßsignales, und eine Entscheidungseinrichtung, die auf der Basis dieses Meßsignales eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen trifft. Dabei kann die Meßeinrichtung entweder die Frequenzdrift oder die Phasendrift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale messen.
In beiden Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems kann die Entscheidungseinrichtung das Meßsignal mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen und die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen verringern, wenn das Meßsignal kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Durch die vorliegende Erfindung kann somit in vorteilhafter Weise der Energieverbrauch in einer Mobilstation verringert werden, wenn sich die Mobilstation nicht bewegt. In diesem Fall ist es nicht notwendig, in periodischen Abständen die Steuersignale von benachbarten Basisstationen zu empfangen oder deren Empfangspegel auszuwerten, da in der Regel davon ausgegangen werden kann, daß der Kontakt und die Verbindungsqualität zu der aktuellen Basisstation unverändert bleiben. Selbst wenn sich die Mobilstation bewegt, kann durch die Messung der Frequenzdrift oder der Phasendrift der Steuersignale von der aktuellen Basisstation der Energieverbrauch in der Mobilstation verringert werden, da es nicht notwendig ist, die Steuersignale benachbarter Basisstationen zu empfangen bzw. deren Empfangspegel auszuwerten, wenn die Signalqualität der Steuersignale von der aktuellen Basisstation gleich bleibt.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezug auf die beigefügte einzige Fig. 1 näher erläutert, in der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystemes schematisch dargestellt ist.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Empfangseinrichtung 1, eine Meßeinrichtung 2 und eine Entscheidungseinrichtung 3. Mit der Empfangseinrichtung 1 ist eine Antenne 4 verbunden, die die Signale von den Basisstationen aufnimmt und an die Empfangseinrichtung 1 weiterleitet. Die mittels der Antenne 4 von einer Basisstation aufgenommenen Steuersignale werden in der Empfangseinrichtung 1 empfangen und verstärkt. Die Meßeinrichtung 2 mißt in einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Bewegung der Mobilstation und erzeugt ein die Bewegung der Mobilstation kennzeichnendes Meßsignal. Dabei kann die Meßeinrichtung 2 entweder ein Geschwindigkeitssensor zum Messen der Geschwindigkeit der Mobilstation oder ein Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung der Mobilstation sein.
In einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung mißt die Meßeinrichtung 2 die Drift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale und erzeugt ein die Drift der Steuersignale kennzeichnendes Meßsignal. Dabei mißt die Meßeinrichtung 2 entweder die Frequenzdrift oder die Phasendrift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale.
Bei beiden Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das erzeugte Meßsignal von der Meßeinrichtung 2 an eine Entscheidungseinrichtung 3 weitergeleitet, die auf der Basis dieses Meßsignales eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfangs- und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen trifft und entsprechende Signale an die Empfangseinrichtung ausgibt. Bewegt sich die Mobilstation beispielsweise nicht, so entscheidet die Entscheidungseinrichtung 3, die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen zu verringern oder vollständig auszusetzen. Wird die Mobilstation wieder in Bewegung gebracht, so gibt die Meßeinrichtung 2 ein entsprechendes Signal aus und die Entscheidungseinrichtung 3 erhöht wiederum die Häufigkeit des Empfangs- und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen.
Ebenso verringert die Entscheidungseinrichtung 3 die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen, wenn die Frequenzdrift oder die Phasendrift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale Null oder sehr gering ist. Da in diesem Fall die Steuersignale von der aktuellen Basisstation mit ausreichender Qualität von der Mobilstation empfangen werden, kann die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steursignalen von anderen Basisstationen verringert oder ausgesetzt werden.
Bei beiden Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Meßsignal von der Meßeinrichtung 2 in der Entscheidungseinrichtung 3 mit einem beispielsweise in der Entscheidungseinrichtung 3 gespeicherten vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden. Ergibt dieser Vergleich, daß das Meßsignal kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, so verringert die Entscheidungseinrichtung die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen. Die Entscheidungseinrichtung 3 gibt in diesem wie auch in den obigen Fällen ein entsprechendes Signal an die Empfangseinrichtung 1 weiter, durch das die Empfangseinrichtung 1 veranlaßt wird, die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen entsprechend zu erhöhen oder zu verringern.
In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung können eine Meßeinrichtung zum Messen der Bewegung der Mobilstation und zum Erzeugen eines die Bewegung der Mobilstation kennzeichnenden Meßsignales und eine Meßeinrichtung zum Messen der Drift der von der aktuellen Basisstation empfangenen Steuersignale und zum Erzeugen eines die Drift der Steuersignale kennzeichnenden Meßsignales kombiniert werden. Die beiden Meßsignale können dann abhängig von der gewünschten Anwendung kombiniert werden, woraufhin die Entscheidungseinrichtung 3 auf der Basis dieses kombinierten Meßsignals eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfangs und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen trifft. Weiterhin ist es denkbar, die Meßeinrichtung zum Messen der Bewegung der Mobilstation dazu zu verwenden, bei einer schnellen Bewegung die Mobilstation zu aktivieren, oder die Mobilstation bei einem raschen Abbremsen, wie z. B. beim Auflegen auf einen Tisch, zu deaktivieren.

Claims (14)

1. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation, eines Mobilfunksystems, bei dem Steuersignale von einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mobilstation die Bewegung der Mobilstation gemessen und ein die Bewegung der Mobilstation kennzeichnendes Meßsignal erzeugt wird, wobei auf der Basis dieses Meßsignales eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen getroffen wird.
2. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Bewegung der Mobilstation die Geschwindigkeit der Mobilstation gemessen wird.
3. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Bewegung der Mobilstation die Beschleunigung der Mobilstation gemessen wird.
4. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems, bei dem Steuersignale von einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drift der von der aktuellen Basistation empfangenen Steuersignale gemessen und ein die Drift der Steuersignale kennzeichnendes Meßsignal erzeugt wird, wobei auf der Basis dieses Meßsignales eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen getroffen wird.
5. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Drift die Frequenzdrift der von der aktuellen Basistation empfangenen Steuersignale gemessen wird.
6. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der Drift die Phasendrift der von der aktuellen Basistation empfangenen Steuersignale gemessen wird.
7. Verfahren zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen und die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen verringert wird, wenn das Meßsignal kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
8. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems, mit einer Empfangseinrichtung (1) zum Empfangen von Steuersignalen von
einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen, gekennzeichnet durch
eine Meßeinrichtung (2) zum Messen der Bewegung der Mobilstation und zum Erzeugen eines die Bewegung der Mobilstation kennzeichnenden Meßsignales, und
eine Entscheidungseinrichtung (3), die auf der Basis dieses Meßsignales eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen trifft.
9. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (2) die Geschwindigkeit der Mobilstation mißt.
10. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (2) die Beschleunigung der Mobilstation mißt.
11. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems, mit einer Empfangseinrichtung (1) zum Empfangen von Steuersignalen von
einer aktuellen Basisstation und von anderen Basisstationen, gekennzeichnet durch
eine Meßeinrichtung (2) zum Messen der Drift der von der aktuellen Basistation empfangenen Steuersignale und zum Erzeugen eines die Drift der Steuersignale kennzeichnenden Meßsignales, und
eine Entscheidungseinrichtung (3), die auf der Basis dieses Meßsignales eine Entscheidung in Bezug auf die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen trifft.
12. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (2) die Frequenzdrift der von der aktuellen Basistation empfangenen Steuersignale mißt.
13. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (2) die Phasendrift der von der aktuellen Basistation empfangenen Steuersignale mißt.
14. Vorrichtung zum Verarbeiten von Steuersignalen in einer Mobilstation eines Mobilfunksystems gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungseinrichtung (3) das Meßsignal mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und die Häufigkeit des Empfanges und/oder der Messung des Empfangspegels von Steuersignalen von anderen Basisstationen verringert, wenn das Meßsignal kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
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