DE3856417T2 - Steuerung für eine abgesetzte VOX-Einheit in einem zellularen System - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf zellulare Funktelefon-Kommunikationssysteme, die tragbare abgesetzte Einheiten versorgen können, und insbesondere auf das Verfahren und die Vorrichtung zum Bestimmen, ob die Güte des Signals, das von der tragbaren abgesetzten Einheit empfangen wird, derart ist, daß eine Veränderung in der Konfiguration des Funkwegs notwendig ist.
• Die Versorgung mobiler Funktelefone wird seit einiger Zeit gewährleistet und ist traditionell dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Stelle mit hoher Leistung zu einer begrenzten Anzahl mobiler oder tragbarer abgesetzter Einheiten in einem großen geographischen Gebiet sendet. Die Übertragungen der mobilen oder tragbaren Einrichtungen wurden in früheren Systemen aufgrund ihrer geringeren Sendeleistung durch ein Empfängernetz empfangen, das sich von der zentralen Stelle abgesetzt befindet, und die empfangenen Sendungen wurden nachfolgend zur Verarbeitung an die zentrale Stelle zurückgeführt. In früheren Systemen standen lediglich eine begrenzte Anzahl von Funkkanälen zur Verfügung, wodurch die Anzahl der Funktelefondialoge in einer gesamten Stadt auf die begrenzte Anzahl der verfügbaren Kanäle begrenzt wurde.
• Moderne zellulare Funktelefonsysteme haben eine vergleichsweise große Anzahl von verfügbaren Funkkanälen, die ferner durch die Wiederbenutzung der Kanäle in einem Großstadtgebiet effektiv vervielfacht werden kann, indem der Funkversorgungsbereich in kleinere Versorgungsbereiche (Zellen) unterteilt wird, die Sender mit geringer Leistung sowie Empfänger mit eingeschränktem Versorgungsbereich verwenden. Solche zellularen Systeme sind ferner beschrieben in den US-Patenten Nr. 3.906.166; 4.485.486 und 4.549.311, die jeweils an den Einreicher der vorliegenden Erfindung erteilt sind. Der begrenzte Versorgungsbereich ermöglicht, daß die Kanalfrequenzen, die in einer Zelle verwendet werden, in einer weiteren Zelle wiederverwendet werden, die gemäß einem vorgegebenen Plan geographisch isoliert ist. Hochfrequenzenergie kann durch eine Vielzahl von zentral angeordneten feststehenden Stationen gesendet und empfangen werden und die Wiederverwendung von Frequenzen wird in einem vorgegebenen, sich wiederholenden Muster von Zellen realisiert. Alternative Zellenkonfigurationen und Muster können verschiedene Sektoren einer Zelle überstrahlen oder können eine Zelle von Punkten aus überstrahlen, die sich nicht im Zentrum befinden.
• Ein Zellensystem verwendet typischerweise in jeder Zelle einen duplexfähigen Frequenzpaarkanal (einen Signalisierungskanal), um Versorgungsanforderungen von mobilen und tragbaren Einheiten zu empfangen, um gewählte mobile und tragbare Einheiten anzurufen, und um die mobilen und tragbaren Einheiten anzuweisen, sich auf einen anderen Kanal abzustimmen, wo ein Dialog stattfinden kann. Dieser Signalisierungskanal ist ständig der Aufgabe zugewiesen. Daten zur Steuerung der Aktionen der abgesetzten Einheiten während des Rufaufbaus zu empfangen und zu senden.
• Da die Zellen eine relativ kleine Größe aufweisen können, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß sich eine abgesetzte Einheit zwischen Sektoren oder aus einer Zelle heraus in eine andere Zelle hinein bewegt. Der Vorgang der Vermittlung des aufgebauten Rufs von einem Sektor zum anderen oder von einer Zelle zu einer anderen ist als Gesprächsübergabe bekannt. Die Gesprächsübergabe erfordert im allgemeinen eine spezialisierte Empfangsausrüstung, wie etwa einen "Abtast"-Empfänger, der angewiesen werden kann, sich auf irgendeinen der Kanäle abzustimmen, der in irgendeinem der Sektoren in Verwendung ist, um die Signalstärke jeder aktiven mobilen oder tragbaren Einheit zu messen. Wenn die gemessene Signalstärke oder Signalgüte unter einem vorgegebenen Pegel ist, kann die zellulare Steuerausrüstung einen von verschiedenen Schritten unternehmen, um die Güte des Signals von der abgesetzten Einheit zu verbessern. Die Leistung, die durch die abgesetzte Einheit übertragen wird, kann durch einen Befehl erhöht werden, der durch die Steuerausrüstung auf dem verwendeten Kanal übertragen wird. Die Antenne, die durch die feststehende Ausrüstung verwendet wird, kann zu einer besser optimierten Antenne gewechselt werden (wenn der Systemaufbau in dieser Weise konfiguriert ist). Außerdem kann die abgesetzte Einheit zu einer anderen Zelle übergeben werden, um den Anruf in der anderen Zelle auf einer anderen Frequenz fortzusetzen.
• Ein Problem taucht auf, wenn eine tragbare abgesetzte Einheit einen Sender verwendet, der sich in Abhängigkeit davon einschaltet und ausschaltet, ob ein Signal, das übertragen werden soll, z. B. Sprache, vorhanden ist. Ein sprachgesteuerter Sender (VOX) reduziert die Leistung, die aus der notwendigerweise kleinen Batterie einer tragbaren abgesetzten Einheit verbraucht wird, bedeutend und verlängert die Lebensdauer der Batterie wesentlich. Wenn jedoch die Steuerausrüstung die Signalgüte messen muß, während der Sender der tragbaren abgesetzten Einheit ausgeschaltet ist, wird sicherlich eine fehlerhafte Bestimmung der Signalgüte erfolgen. Vorschläge zur Realisierung eines Systems, das eine tragbare abgesetzte Einheit mit einem VOX-Merkmal verwendet, kann in MOTOROLA TECHNICAL DEVELOPMENTS, Bd. 2, Januar 1982, Schaumburg, Illinois, USA: Puhl: "Supervision of Portable Radiotelephones with Voice-Actuated Transmission" gefunden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung lautet wie im Anspruch 1 beansprucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Funktelefon-Kommunikationssystems, das die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwenden kann.
• Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Ausrüstung, die am feststehenden Zellenstandort vorkommt und Basisstation- Sprachempfänger, Abtastempfänger, Sprachkanalsender, Signalisierungssender und Basisstellen-Steuereinheiten enthält.
• Fig. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E und 3F, die in Fig. 4 angeordnet sind, sind ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang darstellt, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Fig. 5 ist ein Taktdiagramm, das das Systemverhalten in Bezug auf den Vorgang der vorliegenden Erfindung erläutert.
• Fig. 6 ist ein Taktdiagramm, das das Systemverhalten in Bezug auf den Vorgang der vorliegenden Erfindung erläutert, wenn sich die von der abgesetzten Einheit empfangene Signalstärke verändert.
• Fig. 7 ist ein Taktdiagramm, das das Systemverhalten in Bezug auf den Vorgang der vorliegenden Erfindung erläutert, wenn von der abgesetzten Einheit kein Signal empfangen wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
• In Fig. 1 ist ein zellulares Funktelefon-Kommunikationssystem des Typs erläutert, der beschrieben ist: in den US-Patenten Nr. 3,663,762; 3,906,166; in einer experimentellen zellularen Funktelefon-Systemanwendung, die unter der FCC-Docket Nr. 18262 bei der Federal Communications Commission durch Motorola und American Radio-Telephone Service, Inc. im Februar 1977 eingereicht wurde; und in einer kürzlich durch Motorola, Inc., Schaumburg, Ill., 1982 veröffentlichten Systembeschreibung mit dem Titel "Motorola DYNATAC Cellular Radiotelephone Systems". Solche zellularen Systeme schaffen eine Telefonversorgung sowohl für mobile als auch für tragbare Funktelefone, die sich in einem großen geographischen Gebiet befinden. Tragbare Funktelefone können von dem Typ sein, der in den US-Patenten Nr. 3,962,553; 3,906,166 beschrieben ist, und mobile Funktelefone können vorzugsweise von dem Typ sein, der in der Motorola Betriebsanleitung Nr. 68P81039E25 beschrieben ist, veröffentlicht durch Motorola Service Publications, Schaumburg, Illinois, 1979. Das geographische Gebiet kann in Zellen 10, 20 und 30 unterteilt sein, die jeweils ein Basisstation-Funkgerät 111, 121 und 131 und darin die zugehörigen Basisstellen-Steuereinheiten 112, 133 und 132 enthalten können. Die Basisstellen-Steuereinheiten 112, 133 und 132 sind jeweils durch Daten- und Sprachverbindungen mit einer Funktelefon-Steuereinrichtung 140 verbunden, die ähnlich zu den Einrichtungen sein kann, die in den US-Patenten Nr. 3,663,762; 3,764,91,5; 3,819,872; 3,906,166 und 4,268,722 sowie in der US-Patentanmeldung Nr. 830,390 beschrieben sind, die am 18. Februar 1986 mit dem Titel "Interface Method and Apparatus for a Cellular System Site Controller" eingereicht und durch Barry Menich u. a. erfunden wurde. Diese Daten- und Sprachverbindungen können durch spezielle Drahtleitungen, impulscodemodulierte Trägerleitungen, Mikrowellen-Funkkanäle oder weitere geeignete Kommunikationsverbindungen geschaffen sein. Die Steuereinrichtung 140 ist ihrerseits zum Aufbau von Telefonanrufen zwischen mobilen und tragbaren Funktelefonen und Landleitungstelefonen mit einer konventionellen Fernsprechvermittlung verbunden.
• Jedes Basisstation-Funkgerät 111, 121 und 131 in Fig. 1 enthält eine Vielzahl von Sendern und Empfängern, die auf zumindest einem duplexfähigen Signalisierungskanal und auf einer Vielzahl von duplexfähigen Sprachkanälen betrieben werden. Die Basisstation-Funkgeräte 111, 121 und 131 können von dem Typ sein, der in der Motorola Betriebsanleitung Nr. 68P81060E30 beschrieben ist, die durch Motorola Service Publications, Motorola, Inc., Schaumburg, Ill., 1982 veröffentlicht wurde, oder der im US-Patent Nr. 4,694,484 beschrieben ist. Die Basisstation-Funkgeräte 111, 121 und 131 befinden sich im wesentlichen jeweils im Zentrum der entsprechenden Zellen 10, 20 und 30. Die Basisstation-Sender können mit einer Rundstrahlantenne kombiniert sein, während die Basisstation-Empfänger mit zwei oder mehr gerichteten Sektorantennen oder Rundstrahl-Sektorantennen verbunden sein können. In Fig. 1 enthalten die Basisstation-Funkgeräte 111, 121 und 131 jeweils sechs 60º-Sektorantennen. Jede Sektorantenne versorgt hauptsächlich einen Abschnitt einer Zelle, wie etwa den Abschnitt 21 der Zelle 20, und hat typischerweise einen Versorgungsbereich, der sich mit dem Versorgungsbereich benachbarter Sektorantennen überlappt. Da der Signalisierungskanal ein Rundstrahlempfangsmuster erfordert, können die Signale, die durch die sechs Sektorantennen empfangen werden, durch einen Vorausnachweis-Diversitykombinierer mit maximalem Verhältnis kombiniert werden, der im US-Patent Nr. 4,369,520 erläutert und beschrieben ist sowie im zuvor erwähnten US- Patent Nr. 4,694,484 beschrieben ist. Ferner kann die Versorgung eines Abschnitts einer Zelle durch das Kombinieren der Signale erfolgen, die durch zwei oder mehrere Sektorantennen empfangen werden. Die Sektorantennen und die zugehörige Empfangsvorrichtung können von dem Typ sein, der in den US- Patenten Nr. 4,101,836 und 4,317,229 beschrieben ist.
• Um zu bestimmen, ob ein mobiles oder tragbares Funktelefon eine Zelle, z. B. die Zelle 20, verläßt und eine andere Zelle aufsucht, z. B. die Zelle 10 oder 30, muß die Signalstärke des mobilen oder tragbaren Funktelefons durch die Basisstellen- Steuereinheit 122 überwacht werden. Wenn die Signalstärke eines mobilen oder tragbaren Funktelefons zu schwach wird, kann die empfangende Sektorantenne gewechselt werden, oder die Stärke ihres gesendeten Signals kann durch ein Steuersignal von der Basisstellen-Steuereinheit 122 erhöht werden oder das mobile oder tragbare Funktelefon kann an eine Basisstellen-Steuereinheit 112 oder 132 in einer anderen Zelle übergeben werden. Die Gesprächsübergabe beinhaltet das Übergeben des speziellen mobilen oder tragbaren Funktelefons von einem duplexfähigen Sprachkanal in einer Zelle zu einem duplexfähigen Sprachkanal in einer anderen Zelle. Die Signalstärke jedes in Betrieb befindlichen mobilen oder tragbaren Funktelefons kann schnell und genau gemessen werden, indem die Erfindungen verwendet werden, die im US-Patent Nr. 4,549,311; im US-Patent Nr. 4,704,734 und in der am 18. Februar 1986 eingereichten und von Barry Menich u. a. erfundenen US- Patentanmeldung Nr. 830,166 mit dem Titel "Scanning Receiver Allocation Method and Apparatus for Cellular Radiotelephone Systems beschrieben sind, so daß Korrekturmaßnahmen getroffen werden können, bevor sich die Kommunikation verschlechtert oder aufgrund schwacher Signalbedingungen unterbrochen wird. Wenn sich ferner ein mobiles oder tragbares Funktelefon näher auf ein Basisstation-Funkgerät 111, 121 oder 131 zu bewegt, steigt die Stärke des RF-Signals, das im Basisstation-Funkgerät vom mobilen oder tragbaren Funktelefon empfangen wird, an und kann Störungen mit anderen Kommunikationen verursachen. Wenn dementsprechend die Signalstärke eines mobilen oder tragbaren Funkgeräts zu groß wird, kann eine Basisstellen-Steuereinheit ein Steuersignal zu dem speziellen mobilen oder tragbaren Funktelefon schicken, das es veranlaßt, die Stärke seines gesendeten Signals zu reduzieren. Ein Überwachungs-Signalisierungsschema und eine zugehörige Vorrichtung, die derartige Steuersignale schafft, ist in den US-Patenten Nr. 3,906,166; 4,025,853; 4,029,900; 4,302,845 und 4,312,074 und in den dort genannten Bezugsquellen beschrieben. Außerdem können die Leistungspegel der mobilen oder tragbaren Funktelefone als Teil des Vorgangs der Gesprächsübergabe eingestellt werden, der im US-Patent Nr. 4,696,027 beschrieben ist.
• In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Ausrüstung erläutert, die für die Verwendung in den in der Fig. 1 gezeigten Basisstation-Funkgeräten 111, 121 und 131 und den zugehörigen Basisstellen-Steuereinheiten 112, 122 und 132 geeignet ist. Die Ausrüstung der Basisstation-Funkgeräte ist durch Bezugszeichen zwischen 200 und 300 und die Ausrüstung der Basisstellen-Steuereinheiten durch Bezugszeichen zwischen 300 und 400 gekennzeichnet. Die Basisstation-Funkgeräte können beispielsweise enthalten; einen Abtastempfänger 240; einen Signalisierungs-Sendeempfänger 250, eine Vielzahl Sprach-Sendeempfänger 220 und 230, die jeweils geschaltet sind, um im Simplexbetrieb Signale zur Steuereinrichtung 140 von Fig. 1 zu senden und von dieser zu empfangen; einen Senderkombinierer 210 zum Kombinieren der Sender der Sprach-Sendeempfänger und des Signalisierungs-Sendeempfängers und zum Schalten des kombinierten Signals an eine Rundstrahlsendeantenne 212 und eine Vielzahl von Sektorantennen 214, die mit dem Abtastempfänger 240 und mit den Empfängern der Sprach-Sendeempfänger 220 und 230 und des Signalisierungs-Sendeempfängers 250 verbunden sind. Wie zuvor erläutert ist, können die Sende- und Empfangssignale mit Hilfe von Modems und speziellen Drahtleitungen von den Sprach-Sendeempfängern 220 und 230 zur Steuereinrichtung 140 von Fig. 1 geschaltet werden. Der Signalisierungs-Sendeempfänger 250, die Sprach-Sendeempfänger 220 und 230 und der Abtastempfänger 240 können durch die Ausrüstung geschaffen sein, die in der zuvor erwähnten Motorola Betriebsanleitung Nr. 68P81060E30 beschrieben ist. Weitere zellulare Konfigurationen, wie jene, die jeden Sektor mit einem oder mehreren unabhängigen Sendern überstrahlen, oder jene, die umprogrammierbare Sprach-Sendeempfänger als Abtastempfänger verwenden, können in ähnlicher Weise Nutzen aus der vorliegenden Erfindung ziehen.
• Der Betrieb des Signalisierungs-Sendeempfängers 250, der Sprach-Sendeempfänger 220 und 230 und des Abtastempfängers 240 wird durch eine Basisstellen-Steuereinheit gesteuert, die enthalten kann: einen oder mehrere Mikroprozessoren 358; periphere Schnittstellenadapter (PIAs) 352, 354 und 356; einen Analog/Digital-Wandler (ADC) 346 mit zugehörigem Oszillator 348; einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 362; einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 364 und eine Datenschnittstelle 366, die den Mikroprozessor 358 mit Hilfe eines Modems und einer speziellen Drahtleitung mit der Steuereinrichtung 140 von Fig. 1 verbindet. Wenn die Anzahl der Sprachkanäle erhöht wird, können der Basisstellen-Steuereinheit zusätzliche Mikroprozessoren und zugehörige Schnittstellen-Schaltungseinrichtungen zugefügt werden, um die Arbeitslast der Überwachung aufzuteilen. Das Aufteilen der Arbeitslast durch mehrere Mikroprozessoren kann eine Zeiteinsparung schaffen, da verschiedene Mikroprozessoren gleichzeitig an unterschiedlichen Abschnitten einer Aufgabe arbeiten können.
• Die Sprach-Sendeempfänger 220 und 230 von Fig. 2 enthalten jeweils einen Sender 236, einen Empfänger 234 und einen Antennenwähler 232, um eine oder mehrere Sektorantennen 214 mit dem Empfänger 234 zu verbinden. Der Mikroprozessor 358 steuert den Betrieb der Sprach-Sendeempfänger 220 und 230 mit Hilfe der über den PIA 352 gelieferten Steuersignale. Um eine der sechs Sektorantennen 214 auszuwählen, werden drei Steuersignale vom PIA 352 zum Antennenwähler 232 geschaltet. Zusätzliche Steuersignale, die durch den PIA 352 geliefert werden, aktivieren den Sender 326 zum Übertragen von Steuersignalen oder RF-Signalen, die mit Sprachsignalen moduliert sind, und schalten den Ausgang des Empfängers 234 stumm, wenn kein RF-Signal empfangen wird. Wenn zum Beispiel ein Überwachungstonsignal verwendet wird, um anzuzeigen, daß ein gewünschtes RF-Signal vorhanden ist, kann der Empfänger 234 immer dann stummgeschaltet werden, wenn kein Überwachungstonsignal erkannt wird. Das RF-Signal vom Sender 236 wird zum Senderkombinierer 210 geschaltet, wo es zum Anlegen an die Rundstrahlantenne 212 mit den RF-Signalen von weiteren Sprach-Sendeempfängern kombiniert wird. Der Senderkombinierer 210 kann jeder konventionelle RF-Signalkombinierer sein, wie etwa beispielsweise der Kombinierer, der im US-Patent Nr. 4.375.622 beschrieben ist. In einigen Funktelefon-Kommunikationssystemen kann es erwünscht sein, das RF-Signal von den Sendern in den Sprach-Sendeempfängern 220 und 230 zu separaten Richtantennen oder Rundstrahlantennen 212 zu schalten, wodurch die Notwendigkeit des Senderkombinierers 210 eliminiert ist.
• Der Abtastempfänger 240 von Fig. 2 enthält einen Antennenwähler 242, der mit den sechs Sektorantennen 214 verbunden ist, und einen Empfänger 240, der mit dem Ausgang des Antennenwählers 242 verbunden ist. Drei Steuersignale vom PIA 354 veranlassen den Antennenwähler 242, eine der sechs Sektorantennen 214 mit dem Empfänger 244 zu verbinden. Der Empfänger 244 kann ein konventioneller synthetisierter Empfänger sein (wie etwa der Empfänger im mobilen Funktelefon, das in der zuvor erwähnten Motorola Betriebsanleitung Nr. 68P81039E25 beschrieben ist), dessen Empfangsfrequenz durch ein Elf-Bit- Datensignal bestimmt werden kann, das über den PIA 354 an den Empfänger 244 angelegt wird. Ein Ausgang von Empfänger 244, der zur Stärke des empfangenen RF-Signals proportional ist (z. B. wie etwa der gefilterte Ausgang eines Hüllkurvendetektors), wird an den ADC 346 geschaltet, der den Betrag des Empfängerausgangs in ein Acht-Bit-Datensignal umwandelt. Der ADC 346 wird durch den PIA 356 gesteuert, der zum Auslösen des Vorgangs der Analog/Digital-Umwandlung ein Startsignal an den ADC 346 anlegt. Der ADC 346 ist außerdem mit dem 600 kHz- Oszillator 348 verbünden und führt eine Umwandlung in ungefähr 120 Millisekunden aus. Wenn die Analog/Digital-Umwandlung beendet ist, wird durch den ADC 346 ein Beendigungssignal an den PIA 356 angelegt. Der ADC 346 kann jeder geeignete konventionelle Analog/Digital-Wandler sein, beispielsweise ein ADC0803, hergestellt von National Semiconductor Corporation.
• Der Signalisierungs-Sendeempfänger 250 enthält gleichfalls einen Sender und Empfänger (nicht gezeigt), die in dem spezi ellen Funktelefon-Kommunikationssystem auf jeden gewünschten Signalisierungskanal abstimmbar sind. Der Sender des Signalisierungs-Sendeempfängers 250 kann mit dem Senderkombinierer 210 verbunden sein, und der Empfänger des Signalisierungs- Sendeempfängers 250 kann mit einem Vorausnachweis-Diversitykombinierer mit maximalem Verhältnis des Typs verbunden sein, der im zuvor erwähnten US-Patent Nr. 4,369,520 beschrieben ist, um die Signale von der Sektorantenne 214 zum Schaffen eines Rundstrahlempfangsmusters zu kombinieren. Der Signalisierungs-Sendeempfänger 250 dient zur Übertragung der digitalen Überwachungssignalisierung zwischen dem Mikroprozessor 358 und mobilen und tragbaren Funktelefonen in seiner Zelle. Steuersignale werden mit Hilfe des PIA 352 an den Signalisierungs-Sendeempfänger 250 angelegt, und Datensignale werden mit Hilfe des PIA 352 vom Signalisierungs-Sendeempfänger 250 empfangen. Wenn ein Telefonanruf stattfindet, kann der Mikroprozessor 358 mit Hilfe des Senders in den Sprach-Sendeempfängern 220 und 240 Steuersignale zu einem aktiven mobilen oder tragbaren Funktelefon übertragen. Ein geeignetes Überwachungssignalisierungsschema ist in den zuvor erwähnten US- Patenten Nr. 3,906,166; 4,025,853; 4,029,900; 4,029,900; 4,302,845 und 4,312,074 beschrieben.
• Wie obenstehend erläutert ist, wird der Betrieb der Sprach- Sendeempfänger 220 und 230 und des Abtastempfängers 240 durch den Mikroprozessor 358 gesteuert. Der Mikroprozessor 258 kann jeder geeignete konventionelle Mikroprozessor sein, wie etwa zum Beispiel ein Motorola Mikroprozessor des Typs MC6800, MC6801 oder MC6802. Der Mikroprozessor 358 kann in geeigneter Weise programmiert sein, um das Ablaufdiagramm in den Figurn 3A, 3B, 3C, 3D und 3E zum Zuweisen der duplexfähigen Sprachkanäle, zum Abtasten der duplexfähigen Sprachkanäle, die in seiner Zelle mobilen oder tragbaren abgesetzten Einheiten zugewiesen sind, und um jene mobilen oder tragbaren Einheiten, die VOX verwenden, zu veranlassen, ihre Sender an einem optimal gewählten Zeitpunkt für eine Signalgütemessung einzuschalten.
• In den Fig. 3A, 3B, 3C, 3D und 3E, die in Fig. 4 angeordnet sind, ist ein Ablaufdiagramm erläutert, das die Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Kanalzuweisen und Abtasten darstellt. Nach dem Eintritt in den Abschnitt Kanalzuweisung des Ablaufdiagramms am Startblock 402 in Fig. 3A geht die Programmsteuerung zum Block 402 über, in dem der Mikroprozessor 358 von Fig. 2 den Signalisierungskanal nach Kanalanforderungssignalen von mobilen oder tragbaren Funktelefonen überwacht. Wenn keine Station einen Kanal anfordert, wird vom Block 406 der Nein-Zweig zum Block 414 genommen. Andernfalls wird vom Block 406 der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 408 genommen, in dem bestimmt wird, ob diese Zelle Frequenzwiederverwendung aufweist. Zellen, die ausreichend geographisch voneinander isoliert sind, können jeweils Funkkanäle der gleichen Frequenz verwenden. Wenn diese Zelle Frequenzwiederverwendung aufweist, wird der Ja-Zweig zum Block 412 genommen, in dem ein Kanal aus der ersten Gruppe von Funkkanälen einer anfordernden Station zugewiesen wird. Wenn zum Beispiel angenommen wird, daß jede Wiederverwendungszelle den gleichen Satz von Kanälen besitzt, der jeweils unterschiedliche RF- Signalfrequenzen aufweist und wobei in jeder Wiederverwendungszelle die gleiche Anzahl zugewiesen ist, können in einer der Wiederverwendungszellen die erste Gruppe von Kanälen die geradzahlig numerierten Kanäle sein, während in der anderen Wiederverwendungszelle die erste Gruppe von Kanälen die ungeradzahlig numerierten Kanäle sein können. Somit ist die Zwischenkanalstörung zwischen Wiederverwendungskanälen während den Zuständen minimiert, in denen nur Kanäle der ersten Gruppe verwendet werden, um Telefonanrufe in den Wiederverwendungszellen durchzuführen, da beide Wiederverwendungszellen verschiedene Frequenzkanäle verwenden. Um zu sichern, daß alle Kanäle periodisch benutzt werden, kann das gerade/ungerade Kanalmuster in den Wiederverwendungszellen einmal pro Stunde gewechselt werden. Wenn eine Zelle keine Wiederverwendung aufweist, wird vom Entscheidungsblock 408 der Nein-Zweig zum Block 410 genommen, in dem Kanäle nach einem Karussellprinzip an anfordernde Stationen zugewiesen werden.
• Nachfolgend werden im Block 414 in Fig. 3A Zeitgeber, die jeder aktiven abgesetzten Einheit zugeordnet sind, in jedem vorgegebenen Zeitintervall um eins erhöht, wie etwa nach jeweils fünf Millisekunden. Die Zeitgeber der Stationen zeigen an, wieviel Zeit vergangen ist, seit die entsprechende Station letztmalig zum Bestimmen ihrer Signalstärke abgetastet wurde. Somit können die Zeitgeber der Stationen überwacht werden, um zu bestimmen, ob eine Aktion unternommen werden muß, um eine Verschlechterung der Kommunikationen mit den aktiven Stationen zu vermeiden. Nachfolgend wird im Block 416 bestimmt, ob es Zeit ist, die aktiven abgesetzten Einheiten abzutasten. Diese aktiven Einheiten müssen in periodischen Intervallen abgetastet werden, um zu sichern, daß jede aktive Einheit eine adäquate Signalstärke aufweist, damit eine gute Sprachkommunikationen gewährleistet ist. Das Zeitintervall zwischen dem Abtasten der aktiven Einheiten hängt von einer ganzen Anzahl von Dingen ab, einschließlich von der Zeit, die es dauert, den Abtastempfänger 240 von Fig. 1 auf die Frequenz einer gewählten Station abzustimmen, von der Zeit, die es dauert, den Abtastempfänger auf eine andere Sektorantenne umzuschalten, von der Anzahl der Signalstärkeabtastungen, die für jede Sektorantenne aufgenommen werden, und von der Zeit zwischen der Aufnahme von Signalstärkeabtastungen. Angenommen, daß für eine Zelle mit einem Durchmesser von zehn Meilen das Abtasten jeder aktiven abgesetzten Einheit nach jeweils sieben Sekunden ausreichend ist, müßten ungefähr sechsmal pro Sekunde Abtastungen durchgeführt werden, um eine Zelle zu bearbeiten, die zweiunddreißig Sprachkanäle aufweist. Mit anderen Worten könnten zweiundvierzig Einheiten, einschließlich jenen in benachbarten Zellen, die Kandidaten für eine Gesprächsübergabe in die abtastende Zelle sind, in dem Zeitintervall von sieben Sekunden abgetastet werden. Auf der Grundlage des Voranstehenden kann in den meisten Funktelefon-Kommunikationssystemen die Zeit zwischen Abtastungen mit ungefähr 170 Millisekunden für jede Zelle gewählt werden. Wenn seit der letzten Abtastung keine 170 Millisekunden vergangen sind, wird vom Entscheidungsblock 416 der Nein-Zweig zum Block 404 genommen, um zum Überwachen des Signalisierungskanals nach Kanalanforderungssignalen zurückzukehren. Unter der Annahme, daß seit der letzten Abtastung 170 Millisekunden oder mehr vergangen sind, wird der Ja-Zweig zum Block 418 genommen, in dem der Abtastabschnitt des Ablaufdiagramms begonnen wird. Wenn im Entscheidungsblock 415 eine dringende Abtastanforderung gefunden wird, wird die Station, die die Abtastung anfordert, im Block 419 gewählt, und der Abtastabschnitt des Vorgangs wird sofort begonnen.
• Das Abtastverfahren der vorliegenden Erfindung nimmt für eine gewählte abgesetzte Einheit schnell und effizient Signalstärkemessungen an jeder Sektorantenne auf und unternimmt zum Optimieren von deren Signalstärke für eine gute Sprachkommunikationen auf der Grundlage der gemessenen Signalstärke entweder keine weitere Aktion oder wechselt die Sektorantenne oder erhöht die Leistung des von der gewählten Einheit übertragenen Signals oder senkt diese ab, oder übergibt die gewählte Einheit an eine andere Zelle. Die Parameter, die durch das Abtastverfahren verwendet werden, können in jeder Zelle variiert werden, um die Sprachkommunikationen in einem speziellen Funktelefon-Kommunikationssystem zu optimieren. Beispielsweise können Parameter verwendet werden, um die minimalen und maximalen zugelassenen Signalstärken für jede Zelle oder für jeden Sektor einer Zelle einzustellen. Mit anderen Worten können verschiedene Zellen oder sogar verschiedene Sektoren einer Zelle unterschiedliche Parameter der minimalen und maximalen zugelassenen Signalstärke aufweisen. Außerdem können Parameter variiert werden, um zu bestimmen, wie viele Messungen von Außerbereich-Signalstärken durchgeführt werden müssen, bevor die Sektorantennen gewechselt werden oder die Ausgangsleistung einer Station verändert wird oder eine Einheit zu einer anderen Zelle übergeben wird.
• Wenn zum Beispiel die Signalstärke einer gewählten Einheit unter dem minimal zugelassenen Pegel ist, kann zunächst ein Versuch unternommen werden, die Sektorantenne zu wechseln, die im Empfänger des Sprach-Sendeempfängers verwendet wird, der der gewählten Einheit zugewiesen ist. Wenn keine andere Sektorantenne ein stärkeres Signal von der gewählten Station empfängt oder wenn das Wechseln der Sektorantennen keine Signalstärke zur Folge hat, die größer als die minimal zugelassene Signalstärke ist, dann kann ein Versuch unternommen werden, die Ausgangsleistung der gewählten Einheit zu erhöhen. Die Ausgangsleistung der gewählten Einheit kann in einem oder mehreren Schritten zwischen einem minimalen Pegel und einem maximalen Pegel erhöht werden. Wenn die gewählte Einheit bereits bei optimaler Leistung sendet und ihre Signalstärke trotzdem unter der minimal zulässigen Signalstärke ist, kann ein Versuch unternommen werden, die gewählte Einheit zu einer anderen Zelle zu übergeben. Wenn umgekehrt die Signalstärke einer gewählten Einheit die maximal zulässige Signalstärke übersteigt, kann der Leistungsausgang der gewählten Einheit in einem oder mehreren Schritten reduziert werden, um eine Überlastung des Empfängers in dem Sprach- Sendeempfänger zu vermeiden, der der abgesetzten Einheit zugewiesen ist.
• Jedes Mal, wenn der Abtastabschnitt des Ablaufdiagramms in Fig. 3A am Block 418 begonnen wird, wird eine aktive Einheit bearbeitet. Den Einheiten mit Gesprächsübergabe wird gegenüber allen anderen aktiven Einheiten einschließlich dringenden Abtastanforderungen Priorität gegeben, da eine Einheit mit Gesprächsübergabe mit größter Wahrscheinlichkeit bereits außerhalb der Zelle ist, von der sie momentan gerade versorgt wird. Deswegen wird im Entscheidungsblock 418 eine Überprüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob von einer anderen Zelle eine Anforderung empfangen wurde, eine Einheit mit Gesprächsübergabe abzutasten. Wenn ja, wird der Ja-Zweig zum Block 454 in Fig. 3C genommen, um die Signalstärke der Einheit mit Gesprächsübergabe zu messen. Die Sektorantenne, die von der Einheit mit Gesprächsübergabe das stärkste Signal empfängt, wird in den Blöcken 454, 456 und 458 identifiziert. Nachfolgend wird im Block 460 der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 468 genommen, wo die größte Signalstärkeabtastung mit der Abtastung verglichen wird, die von der anfordernden Zelle empfangen wurde. Wenn die größte Signalstärkeabtastung größer als die Abtastung der anfordernden Zelle plus einen Versatzwert ist, wird der Ja-Zweig zum Block 470 genommen (Fig. 3E), in dem die Einheit mit Gesprächsübergabe angenommen und ihr nachfolgend ein Kanal zugewiesen wird. Wenn die größte Signalstärkeabtastung nicht größer als die Abtastung der anfordernden Zelle plus einen Versatzwert ist, wird der Nein- Zweig vom Entscheidungsblock 468 zum Block 472 genommen, in dem die Einheit mit Gesprächsübergabe zurückgewiesen wird. Eine Nachricht, die die Annahme oder Zurückweisung anzeigt, wird über die Steuereinrichtung 140 von Fig. 1 zur anfordernden Zelle zurückgeschickt. Eine alternative Weise zur Behandlung von Einheiten mit Gesprächsübergabe besteht darin, einen direkten Vergleich zwischen der größten Signalstärkeabtastung und einem Schwellenwert durchzuführen, der durch einen gespeicherten Wert bestimmt werden kann. Von den Blöcken 470 und 472 kehrt die Programmsteuerung zur Überwachung des Signalisierungskanals zurück.
• Nochmals zum Entscheidungsblock 418 in Fig. 3A, wenn es keine Anforderungen nach Gesprächsübergabe gibt, wird der Nein- Zweig zum Block 420 genommen, in dem der Zeitgeber der ersten aktiven Station aufgerufen wird. Nachfolgend wählt der Abschnitt des Ablaufdiagramms, der in Fig. 3B beginnt, im wesentlichen die Station aus, die den größten Zeitgeberwert aufweist, was anzeigt, daß die vergangene Zeitspanne, seit sie letztmalig abgetastet wurde, größer ist als die für jede andere aktive Station. Durch den Übergang zum Entscheidungsblock 422 wird der aufgerufene Zeitgeber mit einem mit SCANSU bezeichneten Parameter verglichen, der eine Zeitdauer darstellt, während der eine nachfolgende Abtastung unterdrückt wird. In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Parameter SCANSU derart gewählt, daß er mehrere Sekunden beträgt. Wenn der aufgerufene Zeitgeberwert kleiner als SCANSU ist, wird der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 428 genommen, in dem bestimmt wird, ob die Zeitgeber für alle aktiven Stationen aufgerufen und überprüft wurden. Wenn nicht, wird der Nein-Zweig zum Block 430 genommen, in dem der Zeitgeber der nächsten aktiven Station aufgerufen wird, und der Vorgang wird ab dem Entscheidungsblock 422 wiederholt.
• Wenn der aufgerufene Zeitgeberwert größer als SCANSU ist, wird der Nein-Zweig vom Entscheidungsblock 422 in Fig. 3B zum Entscheidungsblock 424 genommen, in dem der aufgerufene Zeitgeber mit einem mit SCANPL bezeichneten Parameter verglichen wird. SCANPL ist für eine gewählte Station die maximal zulässige Zeit seit der vorherigen Abtastung. In der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Parameter SCANPL derart gewählt, daß er sieben Sekunden beträgt. Wenn der aufgerufene Zeitgeberwert kleiner als SCANPL ist, wird der Nein-Zweig zum Block 426 genommen, in dem dann, wenn die entsprechende Station noch aktiv ist und ein RF-Signal sendet, deren aufgerufener Zeitgeber mit dem zuvor gewählten Zeitgeber verglichen wird und der größere der beiden gewählt wird. Wenn alle Zeitgeber der aktiven Stationen aufgerufen und überprüft worden sind, sendet die im Block 426 gewählte Station momentan ein RF-Signal und weist einen Zeitgeberwert auf, der größer als SCANSU aber kleiner als SCANPL ist.
• Wenn ein Stationszeitgeberwert größer als SCANPL ist, wird vom Entscheidungsblock 424 in Fig. 3B der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 431 genommen, in dem die abgesetzte Einheit gewählt wird, die den Stationszeitgeber mit einem Zeitwert aufweist, der größer als SCANPL ist. Nachfolgend wird der Abtastabschnitt des Vorgangs in Fig. 3C begonnen.
• Wenn ein Block RETURN erreicht wird, bevor alle Stationszeitgeber durch die Blöcke 422, 424, 426, 428 und 430 in Fig. 3B aufgerufen und überprüft wurden, kehrt die Programmsteuerung zum Überwachen des Signalisierungskanals nach Kanalanforderungen von mobilen und tragbaren Funktelefoneinheiten zurück. Wenn der Entscheidungsblock 428 erreicht wird und alle Stationszeitgeber sind aufgerufen und überprüft worden, wird der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 452 in Fig. 3C genommen, in dem bestimmt wird, ob im Block 426 eine aktive sendende Einheit gewählt wurde. Wenn keine Station gewählt wurde, wird der Nein-Zweig genommen und die Programmsteuerung kehrt zum Überwachen des Signalisierungskanals zurück. Wenn eine Einheit gewählt wurde, wird der Ja-Zweig vom Entscheidungsblock 452 zum Block 454 genommen, um den Vorgang des Messens der Signalstärke der gewählten Einheit zu beginnen.
• Nachfolgend wird im Block 454 von Fig. 3C die Frequenz des Kanals in den Abtastempfänger 240 eingegeben, auf dem die gewählte Station betrieben wird. Durch den Übergang zum Block 456 wird die Signalstärke des Signals, das durch jede Sektorantenne empfangen wird, N-mal gemessen, wobei N ein Parameter ist, der größer als eins ist. In einer beispielhaften Ausführung kann N auf zweiunddreißig gesetzt sein, so daß zweiunddreißig Signalstärkeabtastungen für jede der sechs Sektorantennen aufgenommen werden. Nachfolgend speichert im Block 456 der Mikroprozessor 358 von Fig. 2 die größte Signalstärkeabtastung, die im Block 456 aufgenommen wurde, und deren zugehörige Nummer der Sektorantennen und speichert für die restlichen Sektorantennen die nächstgrößte Signalstärkeabtastung und deren zugehörige Sektorantennennummer.
• Nach dem Speicherschritt des Blocks 458 wird (im Block 457) eine Prüfung durchgeführt, ob durch die abgesetzte Teilnehmerstation das richtige Überwachungstonsignal (SAT) übermittelt wird. Wenn das richtige SAT empfangen wird, wird im Entscheidungsblock 459 eine Prüfung nach dem Vorhandensein oder dem Fehlen einer dringenden Abtastanforderung durchgeführt. Wenn die Anforderung durch eine frühere Aktion nicht erfolgt ist, geht der Vorgang normal weiter, um im Entschei dungsblock 460 in Fig. 3E zu bestimmen, ob eine Gesprächsübergabe notwendig ist. Die Gesprächsübergabeentscheidung entscheidet, ob die Station, die bearbeitet wird, eine Station mit Gesprächsübergabe ist. Wenn ja, wird der Ja-Zweig zum Block 468 genommen, indem bestimmt wird, ob die Station mit Gesprächsübergabe angenommen wird. Wenn die Station keine Station mit Gesprächsübergabe ist, wird der Nein-Zweig vom Entscheidungsblock 460 zum Entscheidungsblock 462 genommen, in dem bestimmt wird, ob der Sprach-Sendeempfänger, der der gewählten Station zugewiesen ist, die Sektorantenne verwendet, die das stärkste Signal empfängt. Mit anderen Worten, wenn die Sektorantenne, die momentan von dem der gewählten Mobilstation zugewiesenen Sprach-Sendeempfänger 220 oder 230 in Fig. 2 verwendet wird, nicht das stärkste Signal empfängt, kann die mit dem Sprach-Sendeempfänger verbundene gewählte Antenne gewechselt werden, um die Güte der Sprachkommunikationen zu verbessern. Wenn der der gewählten Station zugewiesene Sendeempfänger nicht die Sektorantenne verwendet, die die größte Signalstärkeabtastung aufweist, wird der Nein- Zweig zum Entscheidungsblock 464 genommen, in dem bestimmt wird, ob dieser Zustand J-mal oder öfter aufgetreten ist, wobei J ein Parameter ist, der größer als eins ist. Wenn ja, wird der Ja-Zweig zum Block 466 genommen, in dem der Sprach- Sendeempfänger, der der gewählten Station zugewiesen ist, auf die Sektorantenne umgeschaltet wird, die die größte Signalstärkeabtastung aufweist. Durch die Bedingung, daß dieser Zustand J-mal oder öfter auftritt, wird ein übermäßiges Umschalten zwischen Sektorantennen vermieden. Die Programmsteuerung geht vom Nein-Zweig des Entscheidungsblocks 464 und vom Block 466 zum Schritt 494 Zurücksetzen des Stationszeitgebers von Fig. 3F über, in dem der Zeitgeber der gewählten Station auf null zurückgesetzt wird. Der Zeitgeber der gewählten Station wird im Block 494 zurückgesetzt, so daß die spezielle Station bis nach einem Zeitintervall der Länge SCANSU nicht wieder abgetastet wird. Wenn Abtastungen zu oft auftreten, wird einerseits ein unnötig großer Aufwand betrieben und andererseits könnten aufeinanderfolgende Signalstär kemessungen zu stark korreliert sein. Deswegen sollte die Abtasthäufigkeit ausreichend groß sein, um zu sichern, daß jede Station, die den Übergangsbereich zwischen Zellen mit Höchstgeschwindigkeit passiert, zumindest M-mal abgetastet wird, was für eine Gesprächsübergabe im Block 486 in Fig. 3E notwendig ist. Somit wird eine übermäßige Abtastung durch die Verwendung des Verzögerungsparameters SCANSU verhindert, der den minimalen Betrag der Zeit darstellt, die ablaufen muß, bevor eine Station berechtigt ist, wieder abgetastet zu werden.
• Wenn die gewählte Station bereits die Sektorantenne verwendet, die die größte Signalstärkeabtastung aufweist, wird der Ja-Zweig vom Entscheidungsblock 462 in Fig. 3E zum Abtastwert-Entscheidungsblock 474 genommen, in dem bestimmt wird, ob die größte Signalstärkeabtastung größer als die maximal zulässige Signalstärke ist. Wenn ja, wird der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 480 genommen, in dem bestimmt wird, ob dieser Zustand N-mal oder öfter aufgetreten ist, wobei N ein Parameter ist, der größer als eins ist. Wenn ja, wird der Ja- Zweig zum Entscheidungsblock 482 genommen, in dem bestimmt wird, ob die gewählte Station bereits bei einem minimalen Leistungsausgang ist. Wenn ja, wird der Nein-Zweig zum Block 484 genommen, in dem durch den Mikroprozessor 358 von Fig. 2 ein Steuersignal zur gewählten Station gesendet wird, das sie anweist, ihren Leistungsausgang zu reduzieren. Die Reduzierung des Leistungsausgangs kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen, bis ein minimaler Leistungsausgang erreicht ist. Die Programmsteuerung setzt sich vom Nein-Zweig des Entscheidungsblocks 480 fort. Der Ja-Zweig des Entscheidungsblocks 482 und der Block 484 führen zum Block 494, in dem der Zeitgeber der gewählten Station auf null zurückgesetzt wird.
• Wenn die größte Signalstärke nicht größer als die maximal zulässige Signalstärke ist, wird der Nein-Zweig vom Entscheidungsblock 474 in Fig. 3E zum Entscheidungsblock 476 "Minima ler Abtastwer" genommen, in dem die größte Signalstärkeabtastung mit der minimal zulässigen Signalstärke verglichen wird. Der Nein-Zweig wird zum Block 494 in Fig. 3F genommen, in dem der Zeitgeber der gewählten Station zurückgesetzt wird. Andernfalls wird der Ja-Zweig vom Entscheidungsblock 476 zum Entscheidungsblock 478 genommen, in dem bestimmt wird, ob die gewählte Station bei ihrem größten Leistungsausgang sendet. Wenn die gewählte Station bereits bei ihrem größten Leistungsausgang für die Systemkonfiguration sendet, wird der Ja-Zweig zum Entscheidungsblock 486 genommen, in dem bestimmt wird, ob dieser Zustand M-mal oder öfter aufgetreten ist, wobei M ein Parameter ist, der größer als eins ist. Wenn ja, wird der Ja-Zweig zum Block 488 genommen, in dem über die Steuereinrichtung 140 von Fig. 1 eine Übergabeanforderung an andere Basisstellen-Steuereinheiten gesendet wird. Wie obenstehend erläutert ist, fragen die anderen Basisstellen-Steuereinheiten die Übergabestation ab, um zu bestimmen, ob eine von ihnen die Station mit Gesprächsübergabe annehmen will. Die Programmsteuerung geht vom Nein-Zweig des Entscheidungsblocks 486 und vom Block 488 zum Block 494 über, in dem der Zeitgeber der gewählten Station zurückgesetzt wird.
• Wenn die gewählte Station noch nicht beim maximalen oder optimalen Leistungsausgang sendet, wird der Nein-Zweig vom Entscheidungsblock 478 von Fig. 4F zum Entscheidungsblock 490 genommen, in dem bestimmt wird, ob dieser Zustand K-mal oder öfter aufgetreten ist, wobei K ein Parameter ist, der größer als eins ist. Wenn ja, wird der Ja-Zweig zum Block 492 genommen, in dem der Mikroprozessor 358 von Fig. 2 ein Steuersignal zur gewählten Station sendet, das sie anweist, ihren Leistungsausgang zu erhöhen. Der Leistungsausgang kann in einem oder mehreren Schritten erhöht werden, bis der optimale Leistungsausgang erreicht ist. Die Programmsteuerung geht vom Nein-Zweig des Entscheidungsblocks 490 und vom Block 492 zum Block 494 über, in dem der Zeitgeber der gewählten Station zurückgesetzt wird. Nachfolgend kehrt die Programmsteuerung zum Abtasten des Signalisierungskanals zurück.
• Ein besonderes Problem, dem sich die vorliegende Erfindung widmet, besteht im potentiellen Fehlen eines Empfangssignals von einer tragbaren abgesetzten Station, die eine Schaltungseinrichtung mit sprachgesteuertem Sender (VOX) verwendet, um den Leistungsverbrauch aus einer notwendigerweise kleinen tragbaren Batterie zu minimieren. Die VOX-Schaltungseinrichtung arbeitet in einer wohlbekannten Weise, indem sie den tragbaren Sender ausschaltet, wenn keine Sprachsignale zu übermitteln sind, und den Sender aktiviert, wenn ein Sprachsignal erkannt wird, das zu übertragen ist. Da das Auftreten eines Signals von der tragbaren Einrichtung sich auf das Vorhandensein von Sprache an der tragbaren Einrichtung bezieht und sich nicht auf den Abtastvorgang an der Basisstelle bezieht, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß während einer Abtastperiode kein Signal an der Basisstelle vorhanden ist. Wiederum in Fig. 3C verursacht eine Bestimmung eines fehlerhaften SAT oder des nicht empfangenen SAT im Block 457, daß im Block 432 ein SAT-Fehlzähler um eins erhöht wird. Es erfolgt eine Bestimmung (im Block 433), ob die Anzahl, wie oft das Signal SAT gefehlt hat, gleich einer vorgegebenen Zahl L ist. In der bevorzugten Ausführung ist L als vier gewählt. Wenn die Anzahl fehlender SAT-Signale L nicht überschreitet, erfolgt im Block 434 eine Bestimmung, ob die Anzahl der fehlenden SAT-Signale gleich einer vorgegebenen Zahl I ist, die größer als L ist. In der bevorzugten Ausführung ist I gleich sieben. Wenn die Anzahl gleich I ist, wird der Anruf im Block 435 in konventioneller Weise beendet. Wenn noch keine I Fehlsignale gemessen worden sind, wird der Zeitgeber der Station im Block 436 zurückgesetzt und der Vorgang setzt sich mit seinen normalen Aktivitäten fort.
• Zurück zur Bestimmung, ob die Anzahl der SAT-Signale gleich L ist (im Block 433), wenn die Anzahl gleich L ist, erfolgt eine Bestimmung (im Block 437), ob die abgesetzte Einheit die Möglichkeit des VOX-Betriebs besitzt. Wenn die abgesetzte Einheit diese Möglichkeit nicht besitzt, geht der Vorgang zum Entscheidungsblock 434 der Fig. 3D über. Wenn die abgesetzte Einheit die VOX-Möglichkeit besitzt, wird ein Prüfsignal erzeugt und zur abgesetzten Einheit übertragen und die feststehende Ausrüstung wird veranlaßt, eine verzögerte dringende Abtastung durchzuführen (im Block 438). Die Verzögerung ist in der bevorzugten Ausführung auf eine Sekunde eingestellt. Die abgesetzte Einheit empfängt das Prüfsignal in der bevorzugten Ausführung von der feststehenden Ausrüstung auf dem Sprachkanal über eine schnelle Datenübertragung, die während einer kurzen Periode des ausgetasteten Sprachsignals gesendet wird. In Reaktion auf das Prüfsignal schaltet (tastet) die abgesetzte Einheit ihren Sender für eine Zeitdauer ein, die so berechnet ist, um eine oder mehrere Messungen der Signalgüte durchzuführen. Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl der schnellen Übertragungen und wie oft ausgetastete Tonsignale gesendet werden sollen, minimal gehalten werden sollte, um eine unnütze Unterbrechung des Nutzerdialogs zu vermeiden. Nach dem Einstellen der verzögerten dringenden Abtastung werden die Zeitgeber der Stationen zurückgesetzt (im Block 436) und der Vorgang kehrt zur normalen Funktion zurück.
• Wenn der Zeitgeber der dringenden Abtastanforderung abgelaufen ist, erkennt das Programm die Notwendigkeit einer sofortigen Abtastung, wie zuvor für die Blöcke 415 und 419 von Fig. 3A beschrieben ist. Bei der Erkennung geht das Programm zum Signalmeßvorgang, der vorstehend für die Blöcke 454, 456 und 458 erläutert ist. Wenn die tragbare Einrichtung seinen Sender in Reaktion auf das Prüfsignal eingetastet hat, wird im Entscheidungsblock 457 in Fig. 3C das richtige SAT-Signal erkannt. Von der Entscheidung 457 wird der Ja-Zweig genommen und eine Prüfung der dringenden Abtastaufforderung wird durchgeführt (im Block 459 in Fig. 3C). Wenn die dringende Abtastanforderung nicht durchgeführt wurde, führt die Anzeigeeinrichtung der Signalstärke (SSI) die Abtastung durch und die entsprechenden Antennen werden in Speicher gespeichert (im Block 439). Der Vorgang geht dann zur Bestimmung der geeigneten Aktion über, die in der Konfiguration des Sende- und Empfangscharakteristiken des Systems unternommen werden soll, wie in Fig. 3E gezeigt ist. Dieser Vorgang ist voranstehend beschrieben worden.
• Wenn die dringende Abtastaufforderung durchgeführt wurde, erzielt der Entscheidungsblock 459 von Fig. 3C eine Ja-Entscheidung und es erfolgt eine Bestimmung der VOX-Möglichkeit der abgesetzten Einheit (im Block 440). Wenn die abgesetzte Einheit eine normale, nicht VOX-fähige Einheit ist, führt die SSI die Abtastung durch und es werden Antennen gespeichert (im Block 441). Die Inkrementalschwellenwerte der Anforderung zur Leistungsänderung und der Anforderung zum Antennenwechsel M, N, und J werden auf Werte gesetzt, die um eins kleiner als die Wechselschwellenwerte sind (im Block 442) und der Vorgang geht zum Entscheidungsvorgang der Systemkonfiguration von Fig. 3E über.
• Wenn der Entscheidungsblock 440 eine VOX-fähige abgesetzte Einheit anzeigt, führt die SSI die Abtastung durch und es werden Antennen gespeichert (im Block 443). Die Inkrementalschwellenwerte der Anforderung zur Gesprächsübergabe, der Anforderung zur Leistungsänderung und der Anforderung zum Antennenwechsel werden auf Werte gesetzt, die um eins kleiner als die Schwellenwerte sind, die für einen Wechsel notwendig sind (im Block 444), der Zeitgeber der Station wird gesetzt, um eine Neuabtastung dieser speziellen abgesetzten Einheit nach einer Sekunde zu veranlassen (im Block 445), die dringende Abtastanforderung wird zurückgesetzt (im Block 446) und der Vorgang kehrt zu seiner normalen Verarbeitung zurück. Somit muß der Abtastempfänger zwei Messungen der Signalstärke einer tragbaren abgesetzten Einheit durchführen, nachdem die tragbare abgesetzte Einheit über eine Prüfnachricht zum Senden angewiesen wurde. Die Ausrüstung der feststehenden Station ist sicher, eine genaue Messung der Signalgüte durchzuführen, gerade weil die abgesetzte Einheit einen VOX-Sender aufweist.
• Es ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die tragbare Einrichtung nicht unnötig oft angetastet wird, wenn sie jedoch angetastet wird, sollte die Basisstelle versuchen, während der Zeitdauer von sechs Sekunden, in der die tragbare Einrichtung angetastet ist, die Signalstärke der tragbaren Einrichtung genau zu messen. Die Systemfunktion kann durch Bezugnahme auf Fig. 5 am besten verstanden werden. Die am Basisstellenempfänger empfangene Signalstärke ist in der unteren Aufzeichnung dargestellt und die Abtastperioden von sieben Sekunden sind in der oberen Aufzeichnung als die Perioden P0, P1, usw. dargestellt. Der Sender der VOX-fähigen tragbaren abgesetzten Einheit schaltet sich bei 501 ab, eine gewisse Zeit nachdem bei P0 die letzte SAT-Erkennung durchgeführt wurde. Wenn der Zeitgeber der Station abläuft, wird, wie zuvor beschrieben wurde, bei P1 eine Abtastung des Sprachkanals durchgeführt, der durch die tragbare Einrichtung belegt ist. Da das SAT-Signal nicht vorhanden ist, wird eine Zählung der fehlenden SAT-Ereignisse durchgeführt. Es erfolgen zu diesem Zeitpunkt, wenn das SAT-Signal nicht erkannt wird, keine Entscheidungen, um das Signal einer VOX-fähigen tragbaren Einrichtung zu verbessern (d. h. Gesprächsübergabe, Leistungswechsel oder Antennenwechsel). Nach einer vorgegebenen Anzahl von Perioden (d. h. vier), in denen das SAT-Signal fehlt, wird bei P4 eine Prüfanforderung der tragbaren Einrichtung durchgeführt, wenn sie als eine VOX-fähige Station klassifiziert wurde. Diese Prüfanforderung wird auf dem Vorwärts-Sprachkanal zur tragbaren Einrichtung übertragen und veranlaßt beim Empfang, daß die tragbare Einrichtung ihren Sender für sechs Sekunden beginnend bei 503 auftastet, wie gezeigt ist. In der Zwischenzeit fährt der Abtastempfänger 240 mit der nächsten Messung einer anderen abgesetzten Einheit fort. Nach einer Verzögerung, um zu ermöglichen, daß der Befehl durch die tragbare Einrichtung empfangen werden kann und veranlassen kann, daß der Sender angetastet wird (in der bevorzugten Ausführung eine Sekunde), erhält der Abtastempfänger 240 den Befehl, eine dringende Abtastmessung der VOX-fähigen tragbaren Einrichtung durchzuführen. Da diese Abtastung eine spezielle Anforderung ist, weiß der Abtastempfänger, daß die Messung genau ist, denn die tragbare Einrichtung sollte ihren Sender eingetastet haben. Die Signalstärke und das Vorhandensein des SAT-Signals werden gespeichert, wie zuvor beschrieben ist, es ist eine zusätzliche Messung notwendig, um sicher zu sein, daß kein zeitweiliger Signalschwund die Messung der Signalstärke nachteilig beeinflußt. Da der Typ des Signalschwunds, der die durchgeführte Kurzzeitmessung am meisten beeinflußt, eine Rayleigh-Verteilung besitzt, sollte die zusätzliche Signalstärkemessung zeitlich etwas später durchgeführt werden. Um dies zu realisieren, wird in der bevorzugten Ausführung der feststehenden Ausrüstung der Zeitgeber der Station zurückgesetzt, um eine nachfolgende Abtastmessung eine Sekunde nach der dringenden Abtastung durchzuführen. Der Abtastempfänger sieht diese Messung nicht als eine spezielle Anforderung, sondern als ein normales Abtastereignis, das notwendig ist, um das SAT-Signal vorliegen zu haben, bevor eine Entscheidung darüber getroffen wird, ob eine Gesprächsübergabe oder ein Leistungswechsel durchgeführt werden oder ob die Empfangsantennenmatrix einrichtet wird. Die Taktung der Abtastperioden für die tragbare Einrichtung ist bei P0' wiederhergestellt und bei den nachfolgenden sieben Zeitpunkten (Bei P1', P2', usw.) erfolgt eine Abtastmessung. Wenn zwei aufeinanderfolgende Messungen übereinstimmen, kann für die VOX-fähige tragbare Einrichtung eine genaue Entscheidung getroffen werden.
• Wenn zwei aufeinanderfolgende Messungen nicht übereinstimmen, wie in Fig. 6 erläutert ist, wird angenommen, daß ein Signalschwund eine zeitweilig schwache Messung verursacht hat. Es wird keine Aktion unternommen, wenn zwei benachbarte Messungen der Signalstärke innerhalb einer Vorgegebenen Toleranz nicht übereinstimmen. Es werden lediglich Aktionen unternommen, wenn die nächsten zwei aufeinanderfolgenden Messungen übereinstimmen und bekannt ist, daß die VOX-fähige tragbare Einrichtung eingetastet ist.
• Wenn das SAT-Signal nach einer Prüfanforderung nicht erkannt wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird keine weitere Aktion unternommen, außer in dem Fall, wenn das Fehlen des SAT-Signals drei weitere Abtastperioden andauert (bis P7), die VOX- fähige tragbare Einrichtung wird als verloren angenommen und der Anruf wird beendet.
• Aus der obenstehenden Folge von Operationen ergeben sich zwei positive Ergebnisse. Erstens ist die Anzahl der Prüfungen einer tragbaren abgesetzten Einheit auf ein Mal je 28 Sekunden begrenzt, wodurch die Anzahl der Unterbrechungen im Tonsignal reduziert wird, wenn die digitale Tonnachricht zum zellularen Teilnehmer gesendet wird, und wodurch die Batterieentladung für batteriebetriebene VOX-fähige tragbare Einrichtungen reduziert wird. Zweitens kann man sicher sein, daß die gemessene abgesetzte Einheit in dieser Zelle die einzige dieser Frequenz zugewiesene Einheit ist und keine Einheit ist, die ein Co-Kanal- und Co-SAT-Nutzer in einer anderen Zelle ist.
• Asynchron zu all diesem erfolgt eine Hardwareintegration der SAT-Präsenz und wird an auf einer höheren Ebene befindliche Steuereinheiten berichtet, wie etwa eine Steuereinrichtung 140, die zuvor beschrieben wurde. Wenn die auf einer höheren Ebene befindliche Steuereinheit bestimmt, daß das SAT-Signal für mehr als 32 Sekunden gefehlt hat, fordert sie eine Prüfung in gleicher Weise wie der Abtastempfänger, verzögert sie, damit sich die VOX-fähige abgesetzte Einheit eintasten kann, und erzeugt dann die dringende Anforderung des Abtastempfängers, um die abgesetzte Einheit zu messen, bevor sie sich abschaltet. Dies stellt einen Test und eine Überprüfung des Abtastempfängers und des Sprach-Sendeempfängers für den Fall dar, daß der SAT-Detektor in einem der beiden fehlerhaft ist.
• Wenn aufeinanderfolgende genaue Messungen des SAT-Signals anzeigen, daß die abgesetzte Einheit eine Gesprächsübergabe zu einem anderen Sektor oder einer anderen Zelle erfordert, wird die VOX-fähige abgesetzte Einheit wiederum (unter Verwendung einer Prüfanfrage) aufgefordert, sich einzutasten, mit einer kurzen Verzögerung nach dem Zeitpunkt, an dem eine Gesprächsübergabeanforderung zur Steuereinrichtung ausgeführt wurde. Dies gestattet den umgebenden Zellenstellen, eine Messung auszuführen, ob sie die abgesetzte Einheit adäquat aufnehmen können.
• Zusammenfassend ist somit ein zellulares System gezeigt und beschrieben worden, das einzig darauf zugeschnitten ist, eine Funktelefonversorgung für tragbare abgesetzte Einheiten zu schaffen, die zum Reduzieren des Stromverbrauchs aus der Batterie der abgesetzten Einheit einen sprachgesteuerten Sender (VOX) aufweisen. Da die Ausrüstung der feststehenden Stelle des zellularen Systems periodisch die Signalgüte jeder abgesetzten Einheit, die versorgt wird, mißt (über eine Vielzahl von nahe zusammenliegenden Messungen der Signalstärke), besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß der tragbare VOX-Sender zu dem Zeitpunkt nicht sendet, an dem die periodische Signalgütemessung durchgeführt wird. Um dieses Problem in einem zellularen System zu lösen, das eine große Anzahl abgesetzter Einheiten versorgt und deshalb eine große Anzahl von Signalgütemessungen erfordert, erkennt die Ausrüstung der feststehenden Stelle eine Anzahl von Transpondernachweisen fehlender Überwachungstonsignale (SAT) aus den periodischen Signalgütemessungen. Fehlende SAT-Nachweise zeigen das Fehlen eines Empfangssignals von der abgesetzten Einheit an. Wenn eine bestimmte Anzahl fehlender SAT-Signale auftritt, sendet die Ausrüstung der feststehenden Stelle eine Prüfanforderung an die abgesetzte Einheit, setzt einen Zeitgeber der dringenden Abtastung im Betriebsprogramm und fährt in ihren regulär geplanten Messungen anderer abgesetzter Einheiten fort. Wenn die abgesetzte Einheit die Prüfanforderung empfängt, wird der Sender automatisch eingetastet und sendet während einer vorgegebenen Zeitperiode. Beim Ablaufen des Zeitgebers der dringenden Abtastung in der Ausrüstung der feststehenden Stelle (das planmäßig auftritt, nachdem alle beim Veranlassen der abgesetzten Einheit zum Einschalten ihres Senders natürlich vorkommenden Verzögerungen abgelaufen sind) wird eine dringende Abtastung der Signalgüte der abgesetzten Einheit durch die Ausrüstung der feststehenden Stelle zu einem Zeitpunkt ausgeführt, an dem bekannt ist, daß die VOX-fähige abgesetzte Einheit sendet, sowie mit einer minimalen zeitlichen Unterbrechung im Ereignisablaufplan der Ausrüstung der feststehenden Stelle. Da jedoch eine einmalige Messung der Signalgüte wegen Signalwegschwankungen fehlerhaft sein kann, ist im Vorgang der Ausrüstung der feststehenden Stelle mit einer vorgegebenen Verzögerung von der Messung der dringenden Abtastung eine zweite Signalgütemessung geplant. Die zwei Signalgütemessungen, die dann erfolgen, wenn bekannt ist, daß die VOX-fähige abgesetzte Einheit sendet, werden nachfolgend verglichen. Wenn die Messungen in ausreichendem Maße ähnlich sind, können die Ausrüstung der feststehenden Stelle und das zellulare System wenn notwendig, mit der konventionellen Systemneukonfiguration fortfahren, wie etwa mit der Gesprächsübergabe der abgesetzten Einheit, dem Antennenwechsel der Zellenstelle oder der Leistungsänderung der abgesetzten Einheit. Wenn die zwei Messungen nicht ähnlich sind, ist die Systemneukonfiguration gesperrt und der Meßvorgang der Signalgüte kehrt zu seinen normalen periodischen Messungen zurück.

Claims (3)

1. Verfahren in einem Funk-Kommunikationssystem zum Messen der Signalgüte einer abgesetzten Einheit mit einem sprachgesteuerten Sender (VOX), um eine Gesprächsübergabe der abgesetzten Einheit durchzuführen, die folgenden Schritte umfassend:

- Messen (422, 424, 426, 428, 452, 454, 456, 458) der Signalgüte eines Signals, das an einer feststehenden Station von einer abgesetzten Einheit empfangen wird;

- Bestimmen auf der Grundlage dieser Signalgüte des von der abgesetzten Einheit empfangenen Signals, daß eine Gesprächsübergabe auszuführen ist;

- Senden einer Gesprächsübergabeanforderung von der feststehenden Station an zumindest eine umliegende feststehende Station;

wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

- Senden (438) einer Prüfanforderung von dieser feststehenden Station zur abgesetzten Einheit;

- Senden eines Antwortsignals (503) in Reaktion auf diese Tonsignalanforderung an der abgesetzten Einheit während einer vorgegebenen Zeitdauer;

- Durchführen (454, 456, 458) einer Messung der Signalgüte dieses Anwortsignals von dieser abgesetzten Einheit nach dieser Prüfanforderungsübertragung an der zumindest einen umliegenden feststehenden Station; und

- Übergeben der abgesetzten Einheit von der feststehenden Station zu der zumindest einen umliegenden feststehenden Station.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dieser Schritt der Durchführung einer Messung der Signalgüte dieses Antwortsignals von dieser abgesetzten Einheit weiter den Schritt des Messens einer Vielzahl von Signalstärkeabtastungen umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei dieser Schritt der Durchführung einer Messung der Signalgüte dieses Antwortsignals von dieser abgesetzten Einheit weiter den Schritt des Erkennens eines Überwachungstonsignals (SAT) umfaßt, um dadurch zu bestimmen, ob von der abgesetzten Einheit ein Signal empfangen wird.