DE60019040T2

DE60019040T2 - Verfahren und Anordnung für eine dienstabhängige Anzeige der Feldstärke

Info

Publication number: DE60019040T2
Application number: DE60019040T
Authority: DE
Inventors: Juha Kalliokulju; Satu Ruuska
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: EP1079540A3; DE60019040D1; EP1079540A2; ATE292338T1; FI991593A; EP1079540B1; US6741843B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen und Anzeigen der Feldstärke eines Signals, das von einer Mobilstation empfangen wird, die in einem Mobilfunknetz arbeitet. Die Erfindung betrifft des weiteren eine Mobilstation in einem Mobiltelefonsystem, umfassend Mittel zum Senden und Empfangen von Signalen, Mittel zum Messen der Feldstärke eines Signals und Mittel zum Einlesen von Daten in ein Speichermittel in der Mobilstation. Die Erfindung betrifft des weiteren ein Mobilfunksystem, das Vermittlungszentralen, Basisstations-Steuereinrichtungen, Basisstationen und Mobilstationen umfaßt, und in dem die Basisstationen mit Mitteln zum Generieren von Nachrichten und zum Senden der Nachrichten an Mobilstationen ausgestattet sind, und die Mobilstationen so ausgestattet sind, daß sie auf einer gewissen Dienstebene arbeiten und Nachrichten empfangen.
In Mobiltelefonsystemen unterscheiden sich die Bedingungen der Einsatzorte der verschiedenen Mobilstationen in einer Funkzelle in bezug auf den Aufstellungsort der Basisstation. Einige Mobilstationen befinden sich in der Nähe der Basisstation, ohne dazwischenliegende störende Hindernisse. Andererseits kann sich eine Mobilstation an den Randgebieten einer Funkzelle befinden, oder es kann ein Hindernis zwischen ihr und der Basisstation sein, welches das Signal dämpft, oder Signale von anderen Mobilstationen können störend auf den Betrieb der Mobilstation einwirken. Mobilstationen, die in schlechten Lagen eingesetzt werden, müssen eine hohe Übertragungsleistung verwenden, damit ihre Signale auf einem annehmbaren Pegel liegen, wenn sie in der Basisstation ankommen. Wenn die Bedingungen andererseits gut sind, leert eine hohe Übertragungsleistung die Batterie der Mobilstation unnötig, und gleichzeitig wirkt das Signal der Mobilstation unnötig störend auf die Signale von anderen Mobilstationen in der gleichen Funkzelle ein. Die von der Mobilstation aufgewendete Übertragungsleistung kann durch die Basisstation gesteuert werden, wenn der Dienstleistungsanbieter dies wünscht, siehe z.B. Michelle Mouly & Marie-Bernadette Pautet: Das GSM-System für Mobilkommunikationen, Kapitel 6.1.5.1. In dem GSM-System kann beispielsweise die Übertragungsleistung einer Mobilstation, wie diejenige einer Basisstation, um etwa 30 dB in Schritten von 2 dB in Intervallen von 60 ms geändert werden. Die Steuerinformationen basieren auf Daten, die aus einer empfangenen Signalpegelmessung erhalten werden, die von der Basisstation und Mobilstation ausgeführt werden.
Die Mobilstation mißt die empfangene Feldstärke und gibt sie an. Die gemessene Feldstärke kann dem Benutzer als eine graphische Anzeige auf der Mobilstation angezeigt werden. Auf der Basis des Messungsergebnisses entscheidet die Mobilstation, ob die gemessene Feldstärke den Anforderungen für die Verbindung entspricht oder nicht. Die Feldstärken-Meßanzeige des bisherigen Stands der Technik wurde in den frühen Phasen des GSM- (Global System for Mobile Communications) Standards entwickelt, als alles, was verwendet wurde, hauptsächlich die grundlegenden Dienste waren, wie beispielsweise Sprachübertragung und langsame Datenübertragung. Derzeit stehen jedoch zusätzliche Dienste zur Verfügung, die in einem GSM-Mobilfunknetz verwendet werden können. Dazu gehören z.B. schnelle Datenübertragung mit 14,1 kbit/s, General Packet Radio Service- (GPRS) und High Speed Circuit-Switched Data- (HSCSD) Dienste. Beispielsweise mußte die Fehlerkorrektur-Codierung, die auf dem schnelleren 14,4-kbit/s-Kanal verwendet wurde, so reduziert werden, daß eine größere Datenmenge auf dem Kanal übertragen werden kann. Zusammen mit erhöhten Daten-Übertragungsgeschwindigkeiten wurde es notwendig, die Feldstärken-Anforderung hinsichtlich der Verbindung so zu konzentrieren, daß Fehler, die in dem Signal auf dem Übertragungspfad auftreten, in einem solchen Maß reduziert werden können, daß die verwendete Kanal-Codierung in der Lage ist, die Fehler zu korrigieren. Die Mobilstation mißt jedoch die Feldstärke als einen Absolutwert, genau wie vorher. Die Punkte P₁ und P₂ in 1 zeigen beispielhaft die Feldstärke, die durch die Mobilstation in Übereinstimmung mit den 2a und 2b angegeben wird. In den 2a und 2b wird die Feldstärke auf der Anzeigeeinheit 20 der Mobilstation angezeigt, wobei z.B. eine vertikale abschnittsweise durchgehende Linie auf der Anzeigeeinheit 22, 23 über dem Symbol verwendet wird, das eine Antenne 21 darstellt. Wenn beispielsweise die vertikale Linie auf der Anzeigeeinheit 20 der Mobilstation fünf Anzeigeblöcke 22 zeigt, wie in 2b, ist die Feldstärke für GSM-Einsatz optimal. Wenn die Anzeige nur einen Anzeigeblock 23 zeigt, wie in 2a, liegt der Feldstärkenwert nahe an der unteren Betriebsgrenze, doch die Verbindung ist immer noch akzeptabel. Wenn überhaupt keine Feldstärken-Anzeigeblöcke über dem Antennensymbol 21 vorhanden sind oder das Antennensymbol fehlt, ist die Feldstärke für Kommunikation unzureichend, und es kann keine Verbindung hergestellt werden.
Wenn die absolute Feldstärken-Anzeige verwendet wird, ist eine Situation möglich, in der die Feldstärken-Anzeige 23 ausreichende Feldstärke angibt, die Kommunikationsverbindung in Wirklichkeit jedoch nicht mit dem durch den Benutzer ausgewählten Dienst funktioniert wie gewünscht. Im Fall von 1 können zwei verschiedene Betriebsbereiche beispielsweise so um die Basis-Sende/Empfangs-Station (BTS) gezogen werden, daß der äußere Kreis 11 den grundlegenden Bedingungen des GSM-Betriebs von 9,6 kbit/s entspricht. Der andere in 1 gezeigte GSM-Dienst, die schnelle Datenübertragung bei 14,1 kbit/s, kann jedoch nur innerhalb des inneren Kreises 12 durchgeführt werden, beispielsweise an Punkt P₂, da die auf einer schnellen Übertragungsleitung verwendete Kanal-Codierung nicht alle Fehler korrigieren kann, die auf dem Übertragungsweg generiert werden, wenn sich die Mobilstation an Punkt P₁ befindet. In der in 1 dargestellten Situation ist es für den Benutzer, während er sich an Punkt P₁ befindet, schwierig zu verstehen, warum die schnelle Datenübertragung nicht funktioniert, obwohl die Fehlstärken-Anzeige des bisherigen Stands der Technik in der Mobilstation angibt, daß die Feldstärke für die Übertragung ausreichend ist, wie in 2a gezeigt. An Punkt P₂ befindet sich die Anzeige der absoluten Feldstärke des bisherigen Stands der Technik in Übereinstimmung mit 2b, und an P₂ funktionieren beide Dienste, weil die auf dem schnelleren Übertragungskanal verwendete Kanal-Codierung in der Lage ist, die möglicherweise auf dem Übertragungskanal generierten Fehler zu korrigieren.
Zum Beheben des Problems sind mehrere Verbesserungen vorgeschlagen worden, um die durch das GSM-System bereitgestellten Dienste zu verbessern. Das U.S.-Patent Nr. 5,732,328 offenbart ein Verfahren, in dem die Mobilstation so gesteuert wird, daß sie ihre Übertragungsleistung in Übereinstimmung mit der Informationsklasse des Signals selbst, wie beispielsweise Sprache, Daten oder Video, ändert. Erfahrungsgemäß sind die Fehlertoleranzen dieser verschiedenen Informationsklassen unterschiedlich. Beispielsweise läßt normale Sprachübertragung Interferenz und selbst kurzzeitige Verbindungsunterbrechungen besser zu als reine Datenübertragung. Statistisch kann dann die Übertragungsleistung der Mobilstation entsprechend den Informationsinhalten ihres Signals gesteuert werden. Die Datenübertragung benötigt beispielsweise eine höhere Übertragungsleistung als die Sprachübertragung.
Die Übertragungsleistung einer Mobilstation kann auch gemäß einem Verfahren, das im U.S.-Patent Nr. 5,710,981 offenbart wird, ohne direkte Steuerung von der Basisstation gesteuert werden. Das Signal, das von der in der Patentveröffentlichung beschriebenen Mobilstation empfangen wird, wird durch einen Schaltkreis in der Mobilstation in einer kontrollierten Weise geschwächt, bis es einen Pegel erreicht, an dem die Qualität des Signals inakzeptabel ist. Da die Mobilstation Informationen über die Übertragungsleistung der Basisstation erhalten hat, kann sie jetzt die Übertragungsweg-Verluste berechnen, und darauf basierend kann die Übertragungsleistung der Mobilstation selbst wie gewünscht in bezug auf Leistungsaufnahme, Signalqualität und verursachte Interferenz eingestellt werden.
Das grundlegende Problem bleibt jedoch weiterhin bestehen. Die Mobilstation mißt den absoluten Wert der gemessenen Feldstärke und zeigt ihn an, falls erforderlich. Die Feldstärke kann in dem oben beschriebenen Verfahren im Bedarfsfall durch Ändern der Übertragungsleistung der Mobilstation angepaßt werden. Allerdings unterscheidet sich der Bedarf an zusätzlicher Leistung für die verschiedenen Mehrwertdienste, die in dem fraglichen Mobilfunknetz angeboten werden, und daher stellt ein einziger absoluter Meßwert nicht genügend Daten bereit, um eine Grundlage für die Entscheidung zu schaffen, ob die fragliche Feldstärke ausreichend ist, um die gewünschte Dienstverbindung herzustellen, die mehrere verschiedene Mehrwertdienste umfassen kann, oder nicht. Oft versucht eine Mobilstation, die Verfahren des bisherigen Stands der Technik verwendet, die Verbindung herzustellen, und erst nach einem erfolglosen Versuch stellt sich heraus, daß die Feldstärke unzureichend ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die mit dem bisherigen Stand der Technik verbundenen Nachteile zu reduzieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wert, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt, wenigstens teilweise auf der Basis des von der Mobilstation verwendeten Dienstes berechnet wird.
Die erfindungsgemäße Mobilstation ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Berechnen und Anzeigen eines Werts, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt, sowie Mittel zum Einstellen eines Mindestwerts für die Feldstärke des von der Mobilstation empfangenen Signals auf der Basis des Dienstes umfaßt, der von der Mobilstation verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Basisstation ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Übermitteln eines dienstspezifischen Werts (Off), der von der Mobilstation zum Berechnen eines Werts benötigt wird, der die Feldstärke des empfangenen Signals an die Mobilstationen darstellt, und Mittel zum Steuern der Übertragungsleistung auf der Basis der dienstspezifischen Werte (Off) umfaßt.
Das erfindungsgemäße Mobilfunknetz ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Mobilfunksystem zugängliche Informationen über die dienstspezifischen Feldstärkenwerte (Off) umfaßt, die in dem Mobilfunknetz zulässig sind, und das System so ausgelegt ist, daß Informationen von einer Basisstation zu einer Mobilstation für die Berechnung und Anzeige eines Werts übertragen werden, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt.
Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Der Hauptgedanke der Erfindung ist wie folgt: statt die absolute Feldstärke zu messen und anzuzeigen, verwendet die Mobilstation eine virtuelle Feldstärke, die von den Dateninhalten des Signals abhängt. Eine Mobilstation, die für einen Dienst registriert ist, ruft aus ihrem Speicher einen Versatzwert ab, um den absoluten Feldstärkenwert abzugleichen. Auf diese Weise wird festgestellt, ob der gewünschte Dienst mit dem aktuellen absoluten Feldstärken-Meßwert verwendet werden kann. Die von der Mobilstation verwendete Übertragungsleistung wird dienstbasiert so gesteuert, daß sie den für die Feldstärke gesetzten Anforderungen entspricht. Auf diese Weise erkennt die Mobilstation vor dem Herstellen der Kommunikationsverbindung, und kann dies erforderlichenfalls auch dem Benutzer anzeigen, ob eine Verbindung mit dem gewünschten Dienst hergestellt werden kann oder nicht.
Ein Vorteil der Erfindung ist, daß, sobald der Benutzer seinen Dienstbedarf angegeben hat, er darüber informiert wird, ob die gemessene Feldstärke den Feldstärken-Anforderungen des gewünschten Diensts genügt. Auf diese Weise können unnötige, nicht erfolgreiche Verbindungsversuche reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß, wenn der Benutzer auf der Verbindung mit einem Dienst besteht, der wegen schwacher Kanal-Codierung eine große Feldstärke erfordert, die Übertragungsleistung der Mobilstation für die Dauer der Datenübertragung in einer kontrollierten Weise über den normalen Übertragungsleistungspegel hinaus erhöht werden kann. Für eine solche Funktion kann der Benutzer extra belastet werden.
Die Erfindung wird im folgenden detailliert beschrieben. Es wird auf die folgenden begleitenden Zeichnungen Bezug genommen.
1 veranschaulicht beispielhaft die Situation gemäß dem bisherigen Stand der Technik mit zwei verschiedenen Diensten,
2a veranschaulicht beispielhaft die Anzeige der Feldstärke an Punkt P₁ gemäß dem bisherigen Stand der Technik,
2b veranschaulicht beispielhaft die Anzeige der Feldstärke an Punkt P₂ gemäß dem bisherigen Stand der Technik,
3a veranschaulicht beispielhaft die Anzeige der virtuellen Feldstärke gemäß der Erfindung an Punkt P₁ bei 9,6 kbit/s,
3b veranschaulicht beispielhaft die Anzeige der virtuellen Feldstärke gemäß der Erfindung an Punkt P₁ bei 14,4 kbit/s,
3c veranschaulicht beispielhaft die Anzeige der virtuellen Feldstärke gemäß der Erfindung an Punkt P₂ bei 9,6 kbit/s,
3d veranschaulicht beispielhaft die Anzeige der virtuellen Feldstärke gemäß der Erfindung an Punkt P₂ bei 14,4 kbit/s, und
4 zeigt die Haupt-Funktionskomponenten der Mobilstation und der Basisstation gemäß der Erfindung.
Die 1, 2a und 2b wurden in Verbindung mit der Beschreibung des bisherigen Stands der Technik erläutert.
In Verbindung mit dem bisherigen Stand der Technik wurden Probleme in Beziehung zu der Messung und Anzeige der absoluten Feldstärke erläutert. Moderne Mobilfunknetze bieten eine immer größere Anzahl von vielseitigen Diensten an, die schnelle Datenübertragung erfordern. Die Erfindung betrifft diese neuartigen, bereits existierenden und möglichen künftigen Dienste, die eine schnellere Datenübertragung als die grundlegenden Dienste des GSM-Netzwerks erfordern. Die Einführung der schnellen Datenübertragung bedeutet, daß die Kanal-Codierungstechniken geändert werden müssen. Dies bedeutet wiederum, daß das empfangene Signal eine größere Feldstärke aufweisen muß als diejenige, die von einem grundlegenden GSM-Dienst gefordert wird.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, wird jeder Dienst, der in dem fraglichen Mobilfunknetz angeboten wird, in einer Mindestfeldstärke definiert, die in eine Speichereinheit in der Mobilstation eingelesen wird. Die Speichereinheit kann die Speichereinheit der eigentlichen Mobilstation oder eine sogenannte SIM-(Subscriber Identity Module) Karte oder irgendeine andere Chipkarte, MultiMedia-Karte oder ähnliches sein. Der gemessene absolute Feldstärkenwert wird durch einen dienstspezifischen Wert abgeglichen, eine Art von Versatzwert (Off), welcher der Mobilstation bekannt ist. Dieser dienstspezifische Wert kann entweder im Speicher der Mobilstation oder in einer Karte wie den oben genannten gespeichert werden. Der Wert, der die absolute Feldstärke darstellt, die durch die Mobilstation gemessen wird, wird durch den dienstspezifischen Wert so abgeglichen, daß eine virtuelle Feldstärke des bestimmten Dienstes berechnet und, falls erforderlich, an der Mobilstation angezeigt werden kann. Der dienstspezifische Wert kann ein Wert sein, der zu dem gemessenen Feldstärkenwert addiert oder von diesem subtrahiert wird, oder ein Koeffizient, mit dem die gemessene Feldstärke multipliziert wird, oder eine Kombination aus diesen Alternativen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die virtuelle Feldstärke (Pvr) als die Differenz zwischen dem gemessenen Feldstärkenwert (Pr) und dem dienstspezifischen Wert (Off) wie folgt bestimmt werden: Pvr = Pr – Off
Zusätzlich zu festen dienstspezifischen Werten ist es möglich, z.B. SMS- (Short Message Service) Nachrichten oder andere Nachrichten zu verwenden, die daraus umgewandelt wurden, um im Bedarfsfall die dienstspezifischen Werte in der Mobilstation entsprechend der Netzwerklast und dem Einsatz einzustellen/zu ändern. Damit könnten in einer Ausführungsform Notrufe unter sehr schwierigen Bedingungen und in einem schwachen Feld abgesetzt werden, wenn das Netzwerk mittels der Versatz-Parameter in einer SMS-Nachricht die anderen Anrufer zwingt, die Übertragungsleistung für die Dauer des Notrufs zu senken. In einer anderen Ausführungsform kann es Benutzern gestattet sein, gegen eine Extragebühr eine Übertragungsleistung zu verwenden, die höher als normal ist, und auf diese Weise sicherstellen, daß der fragliche Bezahldienst erfolgreich ausgeführt wird.
Tabelle 1 zeigt beispielhaft, wie die dienstspezifischen Werte (Off) in der oben beschriebenen Ausführungsform auf der Basis der für die Verbindung erforderlichen Übertragungsgeschwindigkeit kategorisiert werden könnten. Es können andere Dienstklassen, Übertragungsgeschwindigkeiten und dienstspezifische Werte vorhanden sein, als die in Tabelle 1 dargestellten.
Tabelle 1 Beispielhafte Übertragungsgeschwindigkeiten und dienstspezifische Werte
Die Werte in Tabelle sind nur beispielhaft. Es kann auch Dienste für andere Übertragungsgeschwindigkeiten geben, die unter Verwendung dienstspezifischer Werte definiert werden können. Zusätzlich kann der Wert des Versatz-Parameters, wie vorher beschrieben, auf der Art des Dienstes basieren (beispielsweise Notruf), oder auf der vom Benutzer bezahlten Extragebühr.
Wenn die Werte in Tabelle 1 als Beispiele verwendet werden, besteht keine Notwendigkeit, die gemessene absolute Feldstärke zu ändern, wenn Dienst 0 verwendet wird, für den eine Übertragungsgeschwindigkeit von 9,05 kbit/s erforderlich ist. Wenn andererseits Dienst 3 verwendet wird, für den eine Übertragungsgeschwindigkeit von 21,4 kbit/s erforderlich ist, muß der gemessene absolute Feldstärkenwert um 20 dB gemindert werden. Das berechnete Ergebnis wird mit dem Feldstärkenwert verglichen, der für den fraglichen Dienst erforderlich ist. Auf der Basis des Ergebnisses der Berechnung bestimmt der Benutzer der Mobilstation oder die Mobilstation selbst, ob die Verbindung hergestellt werden kann oder nicht.
Die virtuelle Feldstärke gemäß der Erfindung kann dem Benutzer angezeigt werden, z.B. wie in den 3a, 3b, 3c und 3d dargestellt. In der in den 3a und 3b veranschaulichten Situation befindet sich die Mobilstation an Punkt P₁, der in 1 gezeigt ist. Im Beispiel von 3a weist die Feldstärken-Anzeige 31 die virtuelle Feldstärke gemäß Dienst 0 an Punkt P₁ auf. Der dienstspezifische Wert für diesen Dienst ist 0 dB, also sind virtuelle und absolute Feldstärkenwerte gleich. Die Feldstärken-Anzeige 31 gibt dem Benutzer an, daß die Feldstärke für den gewünschten Dienst ausreichend ist. Daher kann der Benutzer Maßnahmen ergreifen, um die Verbindung herzustellen.
Das in 3b veranschaulichte Beispiel zeigt eine virtuelle Feldstärken-Anzeige 32, die für Dienst 3 in Tabelle 1 berechnet wurde. Da die absolute Feldstärke numerisch um 20 dB nach unten angeglichen wurde, ist für Dienst 3 bei Punkt P₁ keine ausreichende Feldstärke vorhanden. Daher gibt die virtuelle Feldstärke gemäß der Erfindung, die durch die Mobilstation angezeigt wird, an, daß die Feldstärke an dieser bestimmten Stelle für den fraglichen Dienst nicht ausreichend ist. Der Benutzer muß entweder langsamere Dienste verwenden oder sich zu einem vorteilhafteren Ort begeben, an dem die Verbindung für schnellere Datenübertragung funktioniert.
Die Beispiele von 3c und 3d veranschaulichen die virtuelle Feldstärken-Anzeige gemäß der Erfindung an Punkt P₂. In dem in 3c veranschaulichten Fall verwendet die Mobilstation Dienst 0 von Tabelle 1. Die virtuelle Feldstärken-Anzeige 33 gemäß der Erfindung zeigt, daß die Feldstärke für Dienst 0 am Punkt P₂ ausreichend ist.
Das Beispiel von 3d zeigt den virtuellen Feldstärkenwert, der an dem gleichen Punkt P₂ für Dienst 3 von Tabelle 1 berechnet wurde. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die gemessene absolute Feldstärke um 20 dB gemindert, doch zeigt die virtuelle Feldstärken-Anzeige 34 trotzdem eine ausreichende Feldstärke an Punkt P₂ für die von Dienst 3 geforderte Datenübertragung.
Die Mobilstation kann die gemessene virtuelle Feldstärke auch auf andere Weise angeben. In einer Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung der Mobilstation gleichzeitig mehrere Feldstärken-Symbole enthalten. Auf diese Weise kann der Benutzer sofort erschließen, welche Dienste die Mobilstation an diesem Ort verwenden kann. In einer anderen Ausführungsform können verschiedene Dienste mittels verschiedenfarbiger Feldstärken-Symbole unterschieden werden. In einer anderen Ausführungsform ist in der Nähe des Feldstärken-Symbols eine Kennung des Dienstes vorhanden, dessen virtuelle Feldstärke die Mobilstation anzeigt.
Mehrere Dienste, wie beispielsweise GPRS und HSCSD, sind im Begriff, zu Mobilfunknetzen hinzugefügt zu werden. Des weiteren werden Pläne für die Verbesserung eines völlig neuen Netzes ausgearbeitet, das als Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) bezeichnet wird, in dem es möglich ist, Echtzeit-Videodaten zusätzlich zu Sprache und Daten zu übertragen. Solche Dienste in einem UMTS-Mobilfunknetz erfordern eine ausreichende Feldstärke zwischen der Mobilstation und der Basisstation. Andererseits kann das gleiche Mobilfunknetz Dienste anbieten, für die eine Feldstärke erforderlich ist, die beträchtlich schwächer ist als diejenige, die von einigen anderen Diensten verlangt wird. Die ständige Verwendung von ein und derselben Übertragungsleistung verschwendet Batterie-Energie bei Diensten, die mit einer niedrigeren Feldstärke auskommen würden. Außerdem verursachen niedrigere Feldstärken weniger Interferenz für die anderen Benutzer in dem gleichen Mobilfunknetz. Die zunehmende Auswahl an Diensten, die in Mobilfunknetzen angeboten werden, bringt Probleme mit sich, deren Auswirkungen durch das erfindungsgemäße Verfahren reduziert werden können. Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Betrieb eines Mobilfunknetzes in bezug auf den einzelnen Mobilstations-Benutzer und das Netzwerk selbst verbessert werden.
4 zeigt beispielhaft ein vereinfachtes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Mobilstation 400, vorteilhafterweise eine mobile Kommunikationsvorrichtung, und deren Verbindung zu einem Mobiltelefon-Netzwerk. Die mobile Kommunikationsvorrichtung umfaßt eine Antenne 410 zum Empfangen von Hochfrequenz- (HF) Signalen, die von Basisstationen übertragen werden. Das empfangene HF-Signal wird durch eine Vermittlung 401 zu einer HF-Empfangsvorrichtung 411 geleitet, wo das Signal verstärkt und in ein digitales umgewandelt wird. Das Signal wird dann erfaßt und im Block 412 demoduliert. Die Feldstärkendaten des erfaßten Signals werden zu einer Steuereinheit 403 geführt. Die Steuereinheit berechnet die virtuelle Feldstärke unter Verwendung von Versatz-Parameterdaten, die aus einem Speichermittel 404 erhalten wurden, das entweder ein Speicher in einer SIM-Karte oder eine Speichereinheit in dem Gerät selbst sein kann. Die berechnete Feldstärke wird dem Benutzer auf einer Anzeigevorrichtung 432 angezeigt. Block 413 führt eine Entschlüsselung und eine Auflösung der Verschachtelung an den empfangenen Daten durch. Danach erfolgt die Signalverarbeitung im Block 430. Die empfangenen Daten können als solche in ein Speichermittel 404 eingelesen werden, das der mobilen Kommunikationsvorrichtung zur Verfügung steht, oder die verarbeiteten Paketdaten werden alternativ nach der Signalverarbeitung zu einem möglichen externen Gerät, wie beispielsweise einem Rechner, geführt. Die Steuereinheit 403 steuert die oben genannten Empfangsblöcke in Übereinstimmung mit einem Programm, das in der Einheit gespeichert ist.
Die Übertragung von der mobilen Kommunikationsvorrichtung wird beispielsweise wie folgt vorgenommen. Gesteuert durch den Steuerblock 403 führt der Block 433 eine mögliche Signalverarbeitung an den Daten durch, und Block 421 führt die Verschachtelung und Verschlüsselung an dem verarbeiteten Signal durch, das übertragen werden soll. Aus den verschlüsselten Daten werden Datenblöcke generiert, Block 422, die moduliert und in ein HF-Signal, das übertragen werden soll, verstärkt werden, Block 423.
Die Steuereinheit steuert die Leistungsaufnahme der Sendevorrichtung auf der Basis der Versatz-Parameter und Feldstärken-Meßergebnisse. Es ist auch möglich, daß eine Basisstation der Mobilstation eine Übertragungsleistung zwingend vorgibt. Diese Übertragungsleistung kann den Versatz bereits enthalten, oder der Versatz kann in der Mobilstation addiert/subtrahiert werden. Das zu übertragende HF-Signal wird über den Vermittlung 402 zur Antenne 401 geführt. Die oben beschriebenen Verarbeitungs- und Übertragungsfunktionen werden durch die Steuereinheit 403 gesteuert.
In der beispielhaften Mobilstation von 4 umfassen die Komponenten, die aus der Perspektive der Erfindung wesentlich sind, die Empfangsblöcke 411 – 413 des bisherigen Stands der Technik, über welche die Mobilstation die Nachrichten empfängt, demoduliert und decodiert, die von Basisstationen gesendet werden, und die Leistungspegel der empfangenen Signale mißt, sowie den Steuerblock 403, der die in den Nachrichten enthaltenen Informationen verarbeitet und den Betrieb der Mobilstation steuert. Ein Teil des Speichermittels 404, das der Mobilstation zur Verfügung steht, muß für Informationen reserviert werden, die sich auf dienstspezifische Werte beziehen. Selbstverständlich ist es möglich, für den gleichen Zweck ein abnehmbares Speichermittel zu verwenden, das an der Mobilstation angebracht wird, wie beispielsweise eine SIM-Karte des bisherigen Stands der Technik oder irgendeine andere Chipkarte oder Speicherkarte.
Die Hardware-Anforderungen an Basisstationen, die von der Erfindung gestellt werden, sind minimal im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik. Die Basisstation 451 und/oder die Basisstations-Steuereinrichtung BSC 452 haben Zugriff auf eine (in 4 nicht gezeigte) Datenbank, die Informationen über Mobilstationen innerhalb der Dienstbereiche von verschiedenen Funkzellen, ihre Dienst-Anforderungen und aktuellen Feldstärkenwerte enthält. Falls erforderlich, können von der Basisstation Vorgänge zur Übertragungsleistungs-Steuerung in bezug auf die Übertragungsleistung der Basisstation selbst und die von der Mobilstation verwendete Übertragungsleistung ausgeführt werden. Basisstationen 451 gemäß dem bisherigen Stand der Technik generieren verschiedene Nachrichten und leiten sie weiter. Im Fall einer SmartSMS-Nachricht werden die Nachrichten beispielsweise zuerst zu einer Kurznachrichten-Vermittlungszentrale SM-SC 454 gesendet. Die Kurznachrichten-Vermittlungszentrale 454 kann die Nachricht, falls erforderlich, in eine andere Nachricht umwandeln, die in dem Mobilfunknetz verwendet wird. Die Kurznachrichten-Vermittlungszentrale 454 sendet die Nachricht an das Mobilfunknetz, von wo aus die Nachrichten zuerst zu einer mobilen Vermittlungszentrale MSC 453 des Mobilfunknetzes geleitet werden. Da der Ort der Mobilstation 400 dem Mobilfunknetz bekannt ist, kann die Vermittlungszentrale 453 die Nachricht über eine geeignete Basisstations-Steuereinrichtung 452 an eine Basisstation 451 leiten, welche die Mobilstation am besten bedient. Die Basisstation 451 leitet die Nachricht über den Funkweg 450 an die angegebene Mobilstation 400 weiter.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind selbstverständlich nur beispielhaft und begrenzen die Anwendung der Erfindung nicht. Insbesondere sollte beachtet werden, daß, obwohl die oben beschriebenen Beispiele sich hauptsächlich auf das GSM-System beziehen, die Erfindung auf beliebige andere digitale Mobilfunksysteme anwendbar ist. Vor allem die Systeme DCS1800 (Digital Communications System mit 1800 MHz), IS-54 (Interim Standard 54) und PDC (Personal Digital Cellular) könnten als Beispiele angeführt werden. Insbesondere in kommenden sogenannten digitalen Mobilfunksystemen der dritten Generation können sich die den Mobilstationen von den Funkzellen angebotenen Dienstepegel beträchtlich von einer Funkzelle zur anderen unterscheiden. Zu den vorgeschlagenen Systemen der dritten Generation gehören das Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) und das Future Public Land Mobile Telecommunications System / International Mobile Telecommunications mit 2000 MHz (FPLMTS/IMT-2000). In diesen vorgeschlagenen Systemen sind die Funkzellen entsprechend ihrer Größe und Merkmale in verschieden große Funkzellen aufgeteilt, und die Übertragungsgeschwindigkeit kann als ein Beispiel für den Dienstpegel verwendet werden. Pico-Funkzellen besitzen die höchste Übertragungsgeschwindigkeit und Makro-Funkzellen die niedrigste. Die Funkzellen können sich teilweise oder vollständig überlappen, und es können verschiedene Mobilstationen vorhanden sein, so daß nicht alle Mobilstationen die Dienstpegel aller Basisstationen verwenden können.

Claims

Verfahren zum Messen und Anzeigen der Feldstärke eines Signals, das von einer Mobilstation (MS, 400) empfangen wird, die in einem Mobilfunknetz arbeitet, in welchem Verfahren die Feldstärke eines Signals gemessen wird, das von einer Mobilstation empfangen wird, und auf der Basis der gemessenen Feldstärke eine Feldstärke eines empfangenen Signals berechnet und angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt, wenigstens teilweise auf der Basis des von der Mobilstation verwendeten Dienstes berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert (Pvr, 31, 32, 33, 34), der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt, durch Subtrahieren eines gewissen dienstspezifischen Werts (Off) von dem Wert (Pr) berechnet wird, der die gemessene Feldstärke darstellt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dienstspezifische Wert (Off), der bei der Berechnung des Werts (Pvr) verwendet wird, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt, für jeden Dienst spezifisch ist, der in dem Mobilfunknetz angeboten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dienstspezifische Wert (Off) aus einem Speichermittel (404) in der Mobilstation (400) ausgelesen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dienstspezifische Wert (Off) aus einem separaten Speichermittel ausgelesen wird, das an der Mobilstation (400) angebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dienstspezifische Wert (Off) zu der Mobilstation über das Mobilfunknetz übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dienstspezifische Wert (Off) in einer SMS-Nachricht übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dienstspezifische Wert (Off) in einer Nachricht übertragen wird, die aus einer SMS-Nachricht umgewandelt wurde.
Mobilstation in einem Mobiltelefonsystem, umfassend Mittel (401 – 432) zum – Senden und Empfangen von Signalen, – Messen der Feldstärke eines Signals, – Auslesen von Daten aus einem Speichermittel, und – Steuern der Übertragungsleistung einer Mobilstation dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren umfaßt – Mittel zum Berechnen und Anzeigen eines Werts, der die Feldstärke eines empfangenen Signals darstellt, und – Mittel zum Einstellen eines Mindestwerts für die Feldstärke eines Signals, das von der Mobilstation empfangen wird, basierend auf dem von der Mobilstation verwendeten Dienst.
Mobilstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dienstspezifische Werte (Off) zum Berechnen und Anzeigen des Werts (Pvr), der die Feldstärke des empfangenen Signals für diesen bestimmten Dienst darstellt, in die Mobilstation (400) eingelesen werden können.
Mobilstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstation so ausgelegt ist, daß die dienstspezifischen Werte (Off) aus dem Speichermittel (404) der Mobilstation (400) selbst ausgelesen werden.
Mobilstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstation so ausgelegt ist, daß die dienstspezifischen Werte (Off) aus dem Speichermittel ausgelesen werden, das an der Mobilstation (400) angebracht ist.
Mobilstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstation so ausgelegt ist, daß die dienstspezifischen Werte (Off) aus Nachrichten ausgelesen werden, die über ein Mobilfunknetz empfangen werden.
Mobilstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Nachrichten SMS-Nachrichten sind.
Mobilstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Nachrichten aus SMS-Nachrichten umgewandelt worden sind.
Basisstation (BS, 451) in einem Mobilfunksystem, umfassend – Mittel zum Bereitstellen eines Dienstes, – Mittel zum Weiterleiten, Generieren und Senden von Nachrichten an Mobilstationen (MS, 400), und – Mittel zum Speichern verschiedener Parameterdaten eines Mobilfunknetzes, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel umfaßt zum – Übermitteln eines dienstspezifischen Werts (Off) an Mobilstationen, der bei der Berechnung des Werts, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt, benötigt wird, und – Steuern der Übertragungsleitung auf der Basis von dienstspezifischen Werten (Off).
Mobilfunksystem, umfassend Vermittlungszentralen (MSC, 453), Basisstations-Steuereinrichtungen (BSC, 452), Basisstationen (BTS, 451) und Mobilstationen (MS, 400), so daß – die Basisstationen mit Mitteln zum Generieren von Nachrichten und deren Senden an Mobilstationen ausgestattet sind, und – die Mobilstationen so ausgestattet sind, daß sie auf einem bestimmten Dienstpegel arbeiten und die Nachrichten empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß das Mobilfunksystem zugängliche Informationen über die dienstspezifischen Feldstärkenwerte (Off), die in dem Mobilfunknetz zulässig sind, enthält, und das System so ausgelegt ist, das es die Informationen von einer Basisstation zu einer Mobilstation für die Berechnung und Anzeige eines Werts überträgt, der die Feldstärke des empfangenen Signals darstellt.