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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren einer
Zellensuche (Suchen nach einem neuen PERCH-Kanal), eine Mobilstation,
sowie ein Mobilkommunikationssystem mit einer Mobilstation und einer
Vielzahl von Basisstationen.
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Ein
ausgedehntes Mobilkommunikationssystem wie etwa ein Mobiltelefonsystem
stellt Dienste bereit, indem sein gesamter Dienstbereich in ziemlich
kleine Funkzonen aufgeteilt wird. Wie gemäß 1 gezeigt
umfasst ein derartiges System zum Beispiel eine Vielzahl von Basisstationen 111-1 bis 111-5,
die aufgeteilte Funkzonen abdecken, und Mobilstationen 112-1 bis 112-3,
die Übertragungen
mit den Basisstationen 111-1 bis 111-5 durch Einrichtung von
Funkkanälen
zwischen ihnen durchführen.
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Funkwellen,
die von einer Basisstation mit einer bestimmten Sendeleistung ausgestrahlt
werden, breiten sich durch den Raum mit Dämpfung zu einem Empfangsort
hin aus. Die Dämpfung,
der die Funkwellen ausgesetzt sind, erhöht sich mit der Entfernung
zwischen dem Sendeort und dem Empfangsort. Demnach werden PERCH-Kanäle von entfernen
Basisstationen üblicherweise
mit einer geringeren Empfangsleistung empfangen, wohingegen diejenigen von
nahen Basisstationen mit einer höheren
Empfangsleistung empfangen werden. In der Praxis variieren die Empfangsleistungen
der PERCH-Kanäle von
den Basisstationen jedoch stark mit der Bewegung der Mobilstationen,
da sich der Ausbreitungsverlust abhängig von Bedingungen wie etwa
Topographie und Gebäuden
ebenso wie von der Entfernung ändert.
Um von den Basisstationen übertragene
Signale zu empfangen, ist es für
jede Mobilstation wichtig, die PERCH-Kanäle von den Basisstationen stets
zu überwachen
und die beste Basisstation auszuwählen.
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Andererseits
wird auf die Mobilstationen eine "intermittierender Empfang" genannte Technik
angewandt, um die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer der Batterien durch
Einsparung von Energie zu erhöhen.
Obwohl die Mobilstationen im Bereitschaftsmodus einen Funkruf stets überwachen
müssen,
versucht der intermittierende bzw. unterbrochene Empfang, den Energieverbrauch
zu minimieren, indem die Empfänger solange
wie möglich
angehalten werden, wenn der Empfang unnötig ist. 2 ist
eine schematische Darstellung, die einen Aufbau eines Funkrufkanals veranschaulicht,
der spezifiziert ist in "Specification of
Air-Interface for 3G Mobile System Volume 3". Gemäß der Spezifikation wird eine
Anzahl von Mobilstationen, um die Wirkung des Effekts intermittierenden Empfangs
zu erhöhen,
in eine Vielzahl von Gruppen eingeteilt und werden Funkrufsignale
für einzelne Gruppen
jeweils auf einen einzigen physikalischen Kanal abgebildet. 2 veranschaulicht
ein Funkrufsignal für
eine von solchen Gruppen. In dieser Figur bezeichnen Symbole PI
(PI1 und PI2) ein sehr kurzes Signal, das die Anwesenheit oder Abwesenheit
des Funkrufs angibt, und umfassen MUIs (MUI1 bis MUI4) Funkrufinformationen
(ID-Nummer der Mobilstationen). Jede Mobilstation empfängt zuerst
den PI-Anteil und empfängt
anschließend
den MUI-Anteil nur dann, wenn als Ergebnis des Empfangs des PI-Anteils
eine Entscheidung dahingehend getroffen wird, dass der Funkruf stattfindet.
Dies macht es für die
Mobilstation möglich,
ihre verbrauchte Energie dank eines kleinen Tastverhältnisses
des Empfangs auf ein Minimum zu reduzieren, weil es für die Mobilstation
ausreichend ist, die beiden Funktionen durchzuführen: Empfangen des Funkrufs
für die
Gruppe, zu der die Mobilstation gehört, und Empfangen nur des PI-Anteils,
wenn keine Funkrufinformationen vorhanden sind. Obwohl 2 die
Funkrufinformationen von einer der Basisstationen veranschaulicht, die
von der Mobilstation festgelegt und ausgewählt wird, muss die Mobilstation
eine Suche nach den PERCH-Kanälen
von benachbarten Basisstationen durchführen, während sie sich bewegt. Da die
Mobilstation bei dem Suchvorgang nach benachbarten Basisstationen
viele mögliche
PERCH-Kanäle
empfangen muss, ist es für
die Mobilstation wichtig, die Frequenz bzw. Häufigkeit der Suchvorgänge auf
ein Minimum zu beschränken,
um die Wirkung des intermittierenden Empfangs zu erhöhen.
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Standards
von IMT-2000 ("International
Mobile Telecommunication-2000"),
die das Mobilkommunikationssystem der dritten Generation spezifizieren,
sind bei 3GPP ("Third
Generation Partnership Project")
gerade in Planung. Die Übertragungsschemata
der Funkrufinformationen sind beschrieben in "3G TS 25.211 V3.2.0", der die "Specification of Air-Interface for 3G
Mobile System Volume 3" ein
wenig überarbeitet,
um die Vielseitigkeit bzw. Einsatzflexibilität zu erhöhen. Im Speziellen werden die
Informationen, die die Anwesenheit und Abwesenheit des Funkrufs
angeben, über
einen PICH ("Paging
Indicator Channel") übertragen
und werden die Funkrufinformationen selbst über einen SCCPCH ("Secondary Common
Control Physical Channel") übertragen.
Obwohl die physikalische Konfiguration dadurch geändert wird,
sind der Arbeitsablauf der Mobilstation zum Empfangen des PI-Anteils
zuerst, gefolgt von einem Empfangen der Funkrufinformationen nur
dann, wenn als Ergebnis des PI-Empfangs
eine Entscheidung dahingehend getroffen wird, dass der Funkruf erfolgt,
und die Wirkung des intermittierenden Empfangs, die durch den Arbeitsablauf
erreicht wird, identisch zu denjenigen der "Specification of Air-Interface for 3G
Mobile System Volume 3".
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Um
die beste Basisstation auszuwählen,
ist es für
jede Mobilstation daher nötig,
stets die PERCH-Kanäle
der benachbarten Basisstationen zu überwachen, indem nach ihnen
gesucht und diese empfangen werden. Andererseits muss die Mobilstation
das Tastverhältnis
von ihrem Empfänger
verringern, um die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer der Batterie zu
erhöhen.
Demnach besteht dazwischen ein unvermeidbarer Kompromiss. Mit anderen
Worten wird eine Verringerung des Tastverhältnisses des Empfängers unerwünschte Ergebnisse
zur Folge haben, wie etwa dass eine vorgeschriebene Dienstqualität aufgrund
der Verschlechterung der Genauigkeit beim Auswählen der Basisstation nicht
erreicht werden kann. Im Gegensatz dazu stellt eine Erhöhung der
Genauigkeit beim Auswählen
der Basisstation durch Erhöhen
des Tastverhältnisses
des Empfängers
ein schwerwiegendes Problem dar, dass die Nutzbarkeit der Mobilstation
aufgrund eines stärkeren
Verbrauchs ihrer Batterie reduziert wird.
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Das
Dokument "Cell Selection
Control in W-CDMA Mobile Station" von
Yunoki, Higashi und Tsutsumi, 1999 IEICE General Conference B-5-186, schätzt die
Wirkung des intermittierenden Empfangs. Es schlägt vor, dass die Mobilstation
eine periodische Suche nach den benachbarten Basisstationen durchführen muss,
um eine ordnungsgemäße Auswahl
der Basisstation unter Berücksichtigung
der Bewegung der Mobilstation zu implementieren. Da es für die periodische
Suche nach den benachbarten Basisstationen jedoch unvermeidbar ist,
eine solche Suchperiode zu bestimmen, die einen bestimmten Grad
des Effekts intermittierenden Empfangs erreichen kann, kann ein
Problem darin entstehen, dass die Genauigkeit beim Auswählen der
Basisstation unter solchen Bedingungen reduziert wird, wenn sich
die Mobilstation schnell bewegt oder sich der Ausbreitungszustand
abrupt ändert,
weil die Suche solchen Änderungen
in diesen Ausbreitungsumgebungen nicht folgen kann. Im Gegensatz
dazu wird der größte Teil
der PERCH-Kanal-Suche unter solchen Bedingungen überflüssig, wenn sich die Mobilstation
wenig bewegt oder sich die Ausbreitungsbedingung langsam ändert, was
ein Problem einer Verschwendung der Batterie der Mobilstation darstellt.
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Die
vorliegende Erfindung wird implementiert, um die vorstehenden Probleme
zu lösen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein (peripheres) Zellensuchsteuerverfahren
einer Mobilstation bereitzustellen, das zum Verringern der verbrauchten
Energie bei Beibehaltung der Genauigkeit beim Auswählen einer
bestem Basisstation fähig
ist.
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3 ist
eine schematische Darstellung, die die Funktion der Erfindung veranschaulicht.
Wie in dieser Figur gezeigt sei ein Fall betrachtet, bei dem sich
eine Mobilstation 312 entlang des Pfeils durch Bereiche
bewegt, die von vier Basisstationen 311-1 bis 311-4 abgedeckt
werden, und sei angenommen, dass die Mobilstation 312 die
PERCH-Kanäle
von den drei Basisstationen 311-1 bis 311-3 auffängt, aber
nicht den PERCH-Kanal der Basisstation 311-4. Befindet
sich die Mobilstation 312 nahe an einer der Basisstationen,
zum Beispiel an der Startposition, kann sie den PERCH-Kanal von
der Basisstation 311-1 in einem guten Zustand empfangen.
Folglich ist das Erfordernis zum Suchen nach besseren Basisstationen
gering, und daher beeinflusst eine Verringerung der Frequenz bzw.
Häufigkeit
der Suche die Empfangsqualität
wenig. Befindet sich die Mobilstation nahe an einer Grenze zwischen
einer Vielzahl von Zellen, erhöht
sich das Erfordernis zum Umschalten zu dem PERCH-Kanal einer anderen,
besseren Basisstation jedoch, und erhöht sich auch die Wahrscheinlichkeit,
einen PERCH-Kanal einer neuen Basisstation zu empfangen, wie etwa
der Basisstation 311-4, deren PERCH-Kanal nicht aufgefangen wird.
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Die
Empfangsleistung (der Empfangspegel) eines PERCH-Kanals ist hoch, wenn sich die Mobilstation
nahe an der Basisstation befindet, während sie gering ist, wenn
sich die Mobilstation an einem Zellrand befindet, das heißt nahe
an einer Zellgrenze zwischen einer Vielzahl von Zellen. Das Empfangs-SIR
(Signal-Interferenz-Leistungsverhältnis) des
PERCH-Kanals ist hoch, wenn sich die Mobilstation nahe an einer
der Basisstationen befindet, da die empfangene Leistung des PERCH
selbst hoch ist und die Wahrscheinlichkeit eines Empfangs von Interferenz
von PERCH-Kanälen
anderer Stationen gering ist. Im Gegensatz dazu ist das Empfangs-SIR der
PERCH-Kanäle gering,
wenn sich die Mobilstation an dem Zellrand befindet, das heißt nahe
der Zellgrenze zwischen einer Vielzahl von Zellen, da die empfangene
Leistung selbst der PERCH-Kanäle
gering ist und die Wahrscheinlichkeit eines Empfangs von Interferenz
von PERCH-Kanälen
anderer Basisstationen hoch ist. Obwohl eine derartige Beziehung zwischen
dem Empfangs-SIR und dem Standort der Mobilstation ungeachtet der
Funkzugangssysteme gilt, ist die Beziehung bei zellularen CDMA-
(Codemultiplex) Systemen besonders ausgeprägt, weil die Basisstationen die
gleiche Funkfrequenz verwenden und unter ständiger Interferenz arbeiten.
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Andererseits
ist der Ausbreitungsverlust, der aus der Empfangsleistung des PERCH-Kanals
und aus der durch Decodierung des PERCH-Kanals erhaltenen Sendeleistung
berechnet wird, nahe der Basisstation niedrig und an dem Zellrand,
das heißt nahe
der Zellgrenze zwischen der Vielzahl von Zellen, hoch.
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Steuert
die Mobilstation ihre Sendeleistung derart, dass die Basisstation
das übertragene
Signal (im Hinblick auf die Empfangsleistung oder das Empfangs-SIR)
mit einer bestimmten Qualität
empfangen kann, ist außerdem
die Sendeleistung nahe der Basisstation niedrig und erhöht sich
an dem Zellrand, das heißt
nahe der Zellgrenze zwischen der Vielzahl von Zellen.
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Daher
ermöglicht
eine Berücksichtigung
der höchsten
Empfangsleistung, des höchsten
Empfangs-SIR, des minimalen Ausbreitungsverlusts oder der niedrigsten
Sendeleistung der Mobilstation, zu erkennen, ob sie sich nahe der
Basisstation oder weit von ihr weg (am Zellrand) befindet.
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Bei
Vergleich des PERCH-Kanals mit der höchsten Empfangsleistung mit
dem PERCH-Kanal mit der zweithöchsten
ist außerdem
das Verhältnis der
zweithöchsten
zu der höchsten
Empfangsleistung (= zweithöchste
Empfangsleistung/höchste Empfangsleistung)
nahe der Basisstation niedrig, aber an dem Zellrand hoch, das heißt nahe
der Zellgrenze der Vielzahl von Zellen, was auch für das Empfangs-SIR
gilt. Im Gegensatz dazu ist in Bezug auf den Ausbreitungsverlust
das Verhältnis
des zweitkleinsten Ausbreitungsverlusts zu dem kleinsten Ausbreitungsverlust
nahe der Basisstation groß.
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Daneben
ist die Anzahl von PERCH-Kanälen mit
einer Empfangsleistung, deren Verhältnis zu der höchsten Empfangsleistung
größer ist
als ein vorbestimmter Wert, nahe der Basisstation gering, weil die höchste Empfangsleistung
bei weitem die größte ist, wohingegen
sie am Zellrand, das heißt
nahe der Zellgrenze der Vielzahl von Zellen, aufgrund eines Empfangs
vieler PERCH-Kanäle
mit nahezu der gleichen Empfangsleistung groß ist, was auch für das Empfangs-SIR
gilt. In Bezug auf den Ausbreitungsverlust wird die Anzahl von PERCH-Kanälen mit
dem Ausbreitungsverlust, dessen Verhältnis zu dem minimalen Ausbreitungsverlust
kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, nahe den Basisstationen
kleiner sein.
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In
Anbetracht des Vorstehenden trifft die vorliegende Erfindung automatisch
eine Entscheidung darüber,
ob sich die Mobilstation an dem Zellrand befindet, an dem das Erfordernis
zum Suchen nach einem PERCH-Kanal groß ist, oder nahe der Basisstation,
an der das Erfordernis gering ist, und erhöht die Suchfrequenz an einem
Ort des großen
Erfordernisses und verringert sie an einem Ort des geringen Erfordernisses.
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Da
die zeitlichen Schwankungen des Empfangspegels der PERCH-Kanäle mit der
Bewegungsgeschwindigkeit der Mobilstation zunimmt, erhöht sich
außerdem
die Frequenz eines Erscheinens neuer PERCH-Kanäle, während diese gering ist, wenn sich
die Mobilstation wenig bewegt. Dies berücksichtigend erfasst die vorliegende
Erfindung auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Mobilstation, um
die Suchfrequenz der neuen PERCH-Kanäle zu ändern: sie erhöht sie,
wenn das Erfordernis zum Suchen groß ist; und sie verringert sie,
wenn das Erfordernis gering ist.
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Die
US-A-5 566 366 offenbart ein Verfahren, mit dem eine Mobilstation
eine Basisstation bestimmt, um mit dieser zu kommunizieren oder
für diese
in Bereitschaft zu sein. Die Mobilstation misst den Empfangssignalstärkeindex
(RSSI) und/oder die Bitfehlerrate (BER) der Signale von einer Basisstation. Genügt der Kanalqualitätswert einem
Schwellenwert, geht die Mobilstation bis zum nächsten Rahmen in einen Energiesparzustand über. Genügt der Datenqualitäts- oder
Kanalqualitätswert
nicht dem Schwellenwert, wird eine weitere Abtastung anderer Datenkanäle durchgeführt.
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Die
EP-A-0 905 923 offenbart einen Vorgang, bei dem die Mobilstation
die Empfangspegelsignale von einer neuen Basisstation misst. Ist
der Empfangspegel im Wesentlichen gleich zu demjenigen von Signalen
von der Basisstation, mit der die Mobilstation gerade schon kommuniziert,
weist die Basisstation die Mobilstation an, die Zellensuchperioden
zu vergrößern, um
zu bestimmen, ob ein Übergabeprozess
zum Umschalten zu der anderen Basisstation erforderlich ist oder
nicht. Die Bestimmung, ob ein derartiger Übergabeprozess erforderlich
ist oder nicht, wird folglich an der Basisstation festgelegt, wodurch
die Belastung an jeder Basisstation sehr hoch wird.
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Die
EP-A-0 714 217 offenbart ein Verfahren zum Suchen nach einem von
einer Basisstation übertragenen
PERCH-Kanal, bei
dem die Geschwindigkeit der Mobilstation erfasst wird, wobei die
Frequenz zum Suchen nach dem neuen PERCH-Kanal in Erwiderung auf
die erfasste Geschwindigkeit bestimmt wird.
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Die
GB-A-2 328 582 offenbart ein Verfahren zum Überwachen einer Empfangssignalstärke von einer
Anzahl von Basisstationen, bei dem die Frequenz zum Suchen von dem
Mobilgerät
in Erwiderung auf die Abfallrate der momentanen Basisstationssignalstärke gesteuert
wird.
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Die
US-5 539 748 offenbart eine Mobilstation mit einem erweiterten Ruhemodus,
um die Batteriehaltbarkeit der Mobilstation zu verlängern. Die
Messfrequenz bzw. -häufigkeit
der Steuerkanäle
in einer Nachbarliste von anderen Steuerkanälen, die an diesem Steuerkanal
eingerastete Mobilstationen periodisch beurteilen sollen, wird gemäß den Ergebnissen einer
Prüfung
bezüglich
der momentanen Kanalqualität
reduziert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist ein Zellensuchsteuerverfahren bereitgestellt,
mit dem eine Mobilstation nach einem von einer Basisstation übertragenen
PERCH-Kanal sucht, um den PERCH-Kanal aufzufangen und zu empfangen,
und Basisstationen bestimmt, um mit diesen zu kommunizieren oder
für diese
in Bereitschaft zu sein, wobei das Zellensuchsteuerverfahren dadurch
gekennzeichnet ist, dass es aufweist:
einen Messschritt zum
Messen der Sendeleistung von Signalen, die an jede der Basisstationen
zu übertragen
sind, mit denen die Mobilstation momentan kommuniziert oder für die sie
momentan in Bereitschaft ist;
einen Erlangungsschritt zum Erlangen
der niedrigsten Sendeleistung in Bezug auf die von dem Messschritt
gemessenen Sendeleistungen; und
einen Steuerschritt zum Bestimmen
der Frequenz zum Suchen nach einem neuen PERCH-Kanal in Erwiderung
auf die von dem Erlangungsschritt erlangte niedrigste Sendeleistung,
so dass die Frequenz zum Suchen nach dem neuen PERCH-Kanal hoch
ist, wenn die niedrigste Sendeleistung hoch ist, wohingegen die
Frequenz zum Suchen nach dem neuen PERCH-Kanal niedrig ist, wenn
die niedrigste Sendeleistung niedrig ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Mobilstation bereitgestellt,
die nach einem von einer Basisstation übertragenen PERCH-Kanal sucht,
um den PERCH-Kanal aufzufangen und zu empfangen, und Basisstationen
bestimmt, um mit diesen zu kommunizieren oder für diese in Bereitschaft zu
sein, wobei die Mobilstation dadurch gekennzeichnet ist, dass sie
aufweist:
eine Messeinrichtung zum Messen der Sendeleistung
von Signalen, die an jede von Basisstationen zu übertragen sind, mit denen die
Mobilstation momentan kommuniziert oder für die sie momentan in Bereitschaft
ist;
eine Erlangungseinrichtung zum Erlangen der niedrigsten
Sendeleistung in Bezug auf die von der Messeinrichtung gemessenen
Sendeleistungen; und
eine Steuereinrichtung zum Bestimmen der
Frequenz zum Suchen nach einem neuen PERCH-Kanal in Erwiderung auf
die von der Erlangungseinrichtung erlangte niedrigste Sendeleistung,
so dass die Frequenz zum Suchen nach dem neuen PERCH-Kanal hoch
ist, wenn die niedrigste Sendeleistung hoch ist, wohingegen die
Frequenz zum Suchen nach dem neuen PERCH-Kanal niedrig ist, wenn
die niedrigste Sendeleistung niedrig ist.
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Die
vorstehenden Konfigurationen ermöglichen
es für
das Zellensuchsteuerverfahren in der Mobilstation, die verbrauchte
Energie bei Beibehaltung der Genauigkeit beim Auswählen der
besten Basisstation einzusparen.
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Die
vorstehenden und weitere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
dieser in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen eher ersichtlich.
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1 ist
eine Darstellung, die ein Beispiel eines Mobilkommunikationssystems
zeigt;
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2 ist
eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Funkrufkanals
veranschaulicht;
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3 ist
eine schematische Darstellung, die eine Funktion der Erfindung veranschaulicht;
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4 ist
ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel 1 der Mobilstation
gemäß der Erfindung
zeigt;
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5 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel von in einem Speicher gespeicherten
Daten eines ersten Vergleichsbeispiels zeigt;
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung zur Steuerung einer Zellensuchfrequenz des
ersten Vergleichsbeispiels veranschaulicht;
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7 ist
ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Mobilstation
gemäß der Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung zur Steuerung einer Zellensuchfrequenz des
Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung
veranschaulicht;
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9 ist
ein Blockschaltbild, das eine Mobilstation gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel zeigt;
und
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung zur Steuerung einer Zellensuchfrequenz des
zweiten Vergleichsbeispiels veranschaulicht.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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ERSTES VERGLEICHSBEISPIEL
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4 ist
ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel 1 einer Mobilstation
gemäß einem
ersten Vergleichsbeispiel zeigt, die nur mit dem Beispiel in Zusammenhang
stehende Teile der Mobilstation zeigt. Das vorliegende Beispiel
der Mobilstation umfasst einen Mobilstation-Sendeempfänger 420,
eine Benutzerschnittstelle 422, eine Antenne 424,
eine PERCH-Kanal-Qualitätsmesssteuerung 426,
eine gemeinsame Steuerung 428, eine Zellensuchsteuerung 430,
eine Zellensuchfrequenzsteuerung 432, einen Speicher 434 und
einen Bus 436. Das vorliegende Beispiel der Mobilstation
sucht nach PERCH-Kanälen,
die von Basisstationen übertragen
werden, nimmt diese auf und empfängt
sie und entscheidet, mit welcher Basisstation sie kommunizieren
oder für welche
sie in Bereitschaft sein wird. Im Bereitschaftsmodus überwacht
die Mobilstation einen Funkruf an sie selbst mit Hilfe eines intermittierenden
Empfangs.
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Der
Mobilstation-Sendeempfänger 420 demoduliert
Benutzerinformationen und ein Steuersignal, die von den Basisstationen
moduliert und übertragen
werden, und codiert und moduliert ein Benutzersignal und ein Steuersignal.
Obwohl sich der Mobilstation-Sendeempfänger 420 abhängig von
seinem Zugangsschema wie etwa FDMA (Frequenzmultiplex), TDMA (Zeitmultiplex)
oder CDMA (Codemultiplex) unterscheidet, hat der Unterschied im
Modulations- und Demodulationsschema im Funkabschnitt nichts mit
der Wirkung des Vergleichsbeispiels zu tun. Der Mobilstation-Sendeempfänger 420 ist
mit der Antenne 424 und der Benutzerschnittstelle 422 verbunden.
Die gemeinsame Steuerung 428 führt eine Gesamtsteuerung der
Mobilstation durch. Die PERCH-Kanal-Qualitätsmesssteuerung 426 weist
den Mobilstation-Sendeempfänger 420 an,
die Qualitätsmessung
der PERCH-Kanäle durchzuführen, und
erhält
die Ergebnisse der Messung. Die Zellensuchsteuerung 430 weist
den Mobilstation-Sendeempfänger 420 an,
die Zellensuche durchzuführen, und
erhält
die Ergebnisse der Zellensuche. Die Zellensuchfrequenzsteuerung 432 steuert
die Zellensuche in Erwiderung auf die Ergebnisse der Qualitätsmessung
der PERCH-Kanäle.
Der Speicher 434 speichert verschiedene Daten. Der Bus 436 verbindet
die gemeinsame Steuerung 428, die PERCH-Kanal-Qualitätsmesssteuerung 426,
die Zellensuchsteuerung 430, die Zellensuchfrequenzsteuerung 432 und
den Speicher 434 untereinander.
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5 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel von Daten zeigt, die in dem Speicher 434 des
vorliegenden Beispiels gespeichert sind. In dieser Tabelle bezeichnen
Symbole TH1, TH2, ..., und THN jeweils einen Schwellenwert, der
mit der gemessenen Qualität der
PERCH-Kanäle
zu vergleichen ist. Die Schwellenwerte bestehen zum Beispiel aus
Werten, die mit einem des folgenden zu vergleichen sind: der höchsten Empfangsleistung
der (momentan aufgefangenen) PERCH-Kanäle; dem Verhältnis der
zweithöchsten
zu der höchsten
Empfangsleistung der PERCH-Kanäle;
der Anzahl von PERCH-Kanälen
mit einer Empfangsleistung, deren Verhältnis zu der höchsten Empfangsleistung
größer ist
als ein vorbestimmter Wert; dem höchsten Empfangs-SIR der PERCH-Kanäle; dem
Verhältnis
des zweithöchsten zu
dem höchsten
Empfangs-SIR der PERCH-Kanäle;
der Anzahl von PERCH-Kanälen
mit einem Empfangs-SIR, dessen Verhältnis zu dem höchsten Empfangs-SIR
größer ist
als ein vorbestimmter Wert; dem minimalen Ausbreitungsverlust zwischen
der Mobilstation und den Basisstationen; dem Verhältnis des zweitkleinsten
zu dem kleinsten Ausbreitungsverlust zwischen der Mobilstation und
den Basisstationen; und der Anzahl der PERCH-Kanäle (Basisstationen) mit einem
Ausbreitungsverlust, dessen Verhältnis
zu dem kleinsten Ausbreitungsverlust zwischen der Mobilstation und
den Basisstationen kleiner ist als der vorbestimmte Wert. Die Symbole
F1, F2, ..., und FN bezeichnen jeweils einen Parameter, der eine
Zellensuchfrequenz (Frequenz zum Suchen nach einem neuen PERCH-Kanal)
angibt, die für
die einzelnen Schwellenwerte bestimmt ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit der höchsten Empfangsleistung
der PERCH-Kanäle
in Zusammenhang stehen, werden die Zellensuchfrequenzen F1, F2,
..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz niedrig
ist, wenn die höchste
Empfangsleistung hoch ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz hoch
ist, wenn die höchste
Empfangsleistung niedrig ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit dem Verhältnis der
zweithöchsten
zu der höchsten
Empfangsleistung der PERCH-Kanäle
in Zusammenhang stehen, werden die Zellensuchfrequenzen F1, F2,
..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz hoch
ist, wenn das Verhältnis hoch
ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn das Verhältnis niedrig
ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit der Anzahl von PERCH-Kanälen mit
einer Empfangsleistung in Zusammenhang stehen, deren Verhältnis zu
der höchsten
Empfangsleistung größer ist
als ein vorbestimmter Wert, werden die Zellensuchfrequenzen F1,
F2, ..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz
hoch ist, wenn die Anzahl von PERCH-Kanälen groß ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz
niedrig ist, wenn die Anzahl von PERCH-Kanälen klein ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit dem höchsten Empfangs-SIR
der PERCH-Kanäle
in Zusammenhang stehen, werden die Zellensuchfrequenzen F1, F2,
..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz niedrig
ist, wenn das höchste
Empfangs-SIR hoch ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz hoch ist,
wenn das höchste
Empfangs-SIR niedrig ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit dem Verhältnis des
zweithöchsten
zum höchsten
Empfangs-SIR der PERCH-Kanäle
in Zusammenhang stehen, werden die Zellensuchfrequenzen F1, F2,
..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz hoch
ist, wenn das Verhältnis hoch
ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn das Verhältnis niedrig
ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THn mit der Anzahl von PERCH-Kanälen mit
einem Empfangs-SIR in Zusammenhang stehen, dessen Verhältnis zu
dem höchsten Empfangs-SIR
größer ist als
ein vorbestimmter Wert, werden die Zellensuchfrequenzen F1, F2,
..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz hoch
ist, wenn die Anzahl von PERCH-Kanälen groß ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz
niedrig ist, wenn die Anzahl von PERCH-Kanälen klein ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit dem minimalen Ausbreitungsverlust
zwischen der Mobilstationen und den Basisstationen in Zusammenhang
stehen, werden die Zellensuchfrequenzen F1, F2, ..., und FN derart
eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz hoch ist, wenn der minimale Ausbreitungsverlust
hoch ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn der
minimale Ausbreitungsverlust niedrig ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit dem Verhältnis des
zweitkleinsten zum kleinsten Ausbreitungsverlust zwischen der Mobilstation
und den Basisstationen in Zusammenhang stehen, werden die Zellensuchfrequenzen
F1, F2, ..., und FN derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz
hoch ist, wenn das Verhältnis
niedrig ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn das
Verhältnis
hoch ist.
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Wenn
die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit der Anzahl von PERCH-Kanälen mit
dem Ausbreitungsverlust in Zusammenhang stehen, dessen Verhältnis zu
dem minimalen Ausbreitungsverlust zwischen der Mobilstation und
den Basisstationen kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, werden
die Zellensuchfrequenzen F1, F2, ..., und FN derart eingestellt,
dass die Zellensuchfrequenz hoch ist, wenn die Anzahl von PERCH-Kanälen groß ist, wohingegen
die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn die Anzahl der PERCH-Kanäle klein
ist.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung zur Steuerung der Zellensuchfrequenz
des vorliegenden Beispiels veranschaulicht. Die PERCH-Kanal-Qualitätsmesssteuerung 426 weist den
Mobilstation-Sendeempfänger 420 an,
die Qualität
(wie etwa die Empfangsleistung) von jedem der momentan aufgefangenen
PERCH-Kanäle
zu messen, und speichert die Ergebnisse in den Speicher 434 (Schritt
S601). Wenn die Zellensuchfrequenz zum Beispiel in Erwiderung auf
den höchsten
Wert der gemessenen Empfangsleistungen entschieden wird, speichert
die PERCH-Kanal-Qualitätsmesssteuerung 426 nur
den höchsten
Wert in den Speicher 434, der bei einem anschließenden Vergleich (S604)
zu verwenden ist. Die Zellensuchfrequenzsteuerung 432 initialisiert
eine Schleifenvariable i auf eins (S602) und liest den Schwellenwert
TH1 aus dem Speicher 434 aus (S603). Sie vergleicht das
gemessene Ergebnis (die gemessene Qualität) mit TH1 (S604), stellt die
Zellensuchfrequenz auf F1 ein, wenn das gemessene Ergebnis kleiner
ist als TH1 (S605), oder inkrementiert i anderenfalls um eins (S606),
und kehrt zu Schritt S603 zurück,
um die gleiche Verarbeitung zu wiederholen, sofern nicht i = N gilt
(S607). Gilt i = N (S607), stellt sie die Zellensuchfrequenz auf
Fn ein (S608).
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Bei
Verwendung der Ausbreitungsverluste zwischen der Mobilstation und
den Basisstationen als die Empfangsqualität übertragen die Basisstationen
die Leistungsinformationen (Sendeleistungsinformationen) der PERCH-Kanäle über die PERCH-Kanäle an die
Mobilstation. Dann misst die Mobilstation die Empfangsleistung der
PERCH-Kanäle
in Schritt S601, decodiert die PERCH-Kanäle, extrahiert die Sendeleistungsinformationen
und erhält
die Ausbreitungsverluste aus der Empfangsleistung und der Sendeleistung.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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7 ist
ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines Ausführungsbeispiels
der Mobilstation gemäß der Erfindung
zeigt, die nur mit der Erfindung in Zusammenhang stehende Teile
der Mobilstation zeigt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Mobilstation
umfasst einen Mobilstation-Sendeempfänger 720, eine Benutzerschnittstelle 722,
eine Antenne 724, eine Sendeleistungsmesssteuerung 738, eine
gemeinsame Steuerung 728, eine Zellensuchsteuerung 730,
eine Zellensuchfrequenzsteuerung 732, einen Speicher 734 und
einen Bus 736. Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Mobilstation
sucht nach von Basisstationen übertragenen
PERCH-Kanälen,
fängt diese
auf und empfängt
diese und bestimmt eine Basisstation, um mit dieser zu kommunizieren
oder für
diese in Bereitschaft zu sein. Daneben überwacht sie im Bereitschaftsmodus
den Funkruf an sie selbst durch den intermittierenden Empfang.
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Der
Mobilstation-Sendeempfänger 720 demoduliert
die Benutzerinformationen und ein Steuersignal, die von der Basisstation
funkmoduliert und -übertragen
werden, und codiert und moduliert ein Benutzersignal und ein Steuersignal,
die von der Mobilstation übertragen
werden. Der Mobilstation-Sendeempfänger 720 ist mit der
Antenne 724 und der Benutzerschnittstelle 722 verbunden.
Die gemeinsame Steuerung 728 führt eine Gesamtsteuerung der Mobilstation
durch. Die Sendeleistungsmesssteuerung 738 weist den Mobilstation-Sendeempfänger 720 an,
die Sendeleistung des Signals zu messen, das an die Basisstation
zu übertragen
ist, mit der die Mobilstation momentan kommuniziert oder für die sie momentan
in Bereitschaft ist, und erhält
das gemessene Ergebnis. Die Zellensuchsteuerung 730 weist den
Mobilstation-Sendeempfänger 720 an,
die Zellensuche durchzuführen,
und erhält
das Zellensuchergebnis. Die Zellensuchfrequenzsteuerung 732 steuert
die Frequenz zum Durchführen
der Zellensuche in Erwiderung auf das gemessene Ergebnis der Sendeleistung.
Der Speicher 734 speichert verschiedene Datentypen. Der
Bus 736 verbindet die gemeinsame Steuerung 728,
die Sendeleistungsmesssteuerung 738, die Zellensuchsteuerung 730,
die Zellensuchfrequenzsteuerung 732 und den Speicher 734 untereinander.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
der Mobilstation (des Mobilstation-Sendeempfängers 720) steuert
die Signalübertragungsleistung,
so dass das übertragene
Signal von der Basisstation mit einem bestimmten geforderten Qualitätspegel
(Empfangsleistung oder Empfangs-SIR) empfangen wird. Die Sendeleistungssteuerung
wird auf Grundlage des von der Basisstation übertragenen Befehls durchgeführt.
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Der
in dem Speicher 734 gespeicherte Dateninhalt ist der gleiche
wie der gemäß 5 veranschaulichte.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden die Schwellenwerte TH1, TH2, ..., und THN mit einer minimalen
gemessenen Sendeleistung verglichen (wenn es nur eine Basisstation
gibt, mit der die Mobilstation momentan kommuniziert oder für die sie
momentan in Bereitschaft ist, und wird eine Sendeleistung nur für das Signal
gemessen, das an diese Basisstation übertragen wird, und wird diese Sendeleistung
dann als minimale gemessene Sendeleistung verwendet). Die Zellensuchfrequenzen F1, F2,
..., und FN werden derart eingestellt, dass die Zellensuchfrequenz
hoch ist, wenn die niedrigste Sendeleistung hoch ist, wohingegen
die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn die niedrigste Sendeleistung
niedrig ist.
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung zur Steuerung der Zellensuchfrequenz
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
veranschaulicht. Der Ablauf von 8 ist ähnlich zu
demjenigen von 6. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
in Schritt S801 die Sendeleistung gemessen und wird über Schritte
S802 bis S808 hinweg die Zellensuchfrequenz bestimmt.
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ZWEITES VERGLEICHSBEISPIEL
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9 ist
ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration eines zweiten Vergleichsbeispiels
einer Mobilstation zeigt, die nur Teile der Mobilstation zeigt. Das
vorliegende Beispiel der Mobilstation umfasst einen Mobilstation-Sendeempfänger 920,
eine Benutzerschnittstelle 922, eine Antenne 924,
eine Geschwindigkeitserfassungssteuerung 940, einen Geschwindigkeitsdetektor 942,
eine gemeinsame Steuerung 928, eine Zellensuchsteuerung 930,
eine Zellensuchfrequenzsteuerung 932, einen Speicher 934 und
einen Bus 936. Das vorliegende Beispiel der Mobilstation
sucht nach von Basisstationen übertragenen
PERCH-Kanälen,
fängt diese
auf und empfängt
sie und bestimmt, mit welcher Basisstation sie kommunizieren oder
für welche
sie in Bereitschaft sein wird. Daneben überwacht sie im Bereitschaftsmodus
den Funkruf an sie selbst durch den intermittierenden Empfang.
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Der
Mobilstation-Sendeempfänger 920 demoduliert
die Benutzerinformationen und ein Steuersignal, die von der Basisstation
funkmoduliert und -übertragen
werden, und codiert und moduliert ein Benutzersignal und ein Steuersignal,
die von der Mobilstation übertragen
werden. Der Mobilstation-Sendeempfänger 920 ist mit der
Antenne 924 und der Benutzerschnittstelle 922 verbunden.
Der Geschwindigkeitsdetektor 942 erfasst die Bewegungsgeschwindigkeit
der Mobilstation. Es gibt verschiedene Verfahren zum Erfassen der
Bewegungsgeschwindigkeit, wie etwa einen Tachometer eines Fahrzeugs; Erfassen
der Schwundsteigung bzw. des -abstands des empfangenen Signals;
Verwenden eines Schrittzählers,
usw. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung hat jedoch nichts mit
den Verfahren zum Erfassen der Bewegungsgeschwindigkeit zu tun.
Die gemeinsame Steuerung 928 führt eine Gesamtsteuerung der
Mobilstation durch. Die Geschwindigkeitserfassungssteuerung 940 weist
den Geschwindigkeitsdetektor 942 an, die momentane Bewegungsgeschwindigkeit
der Mobilstation zu messen, und erhält das gemessene Ergebnis.
Die Zellensuchsteuerung 930 weist den Mobilstation-Sendeempfänger 920 an, die
Zellensuche durchzuführen,
und erhält
die Zellensuchergebnisse. Die Zellensuchfrequenzsteuerung 932 steuert
die Frequenz zum Durchführen
der Zellensuche in Erwiderung auf das gemessene Ergebnis der Bewegungsgeschwindigkeit.
Der Speicher 934 speichert verschiedene Datentypen. Der
Bus 936 verbindet die gemeinsame Steuerung 928,
die Geschwindigkeitserfassungssteuerung 940, die Zellensuchsteuerung 930,
die Zellensuchfrequenzsteuerung 932 und den Speicher 934 untereinander.
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Der
in dem Speicher 934 gespeicherte Dateninhalt ist der gleiche
wie der gemäß 5 veranschaulichte.
Bei dem vorliegenden Beispiel werden die Schwellenwerte TH1, TH2,
..., und THN mit der erfassten Bewegungsgeschwindigkeit verglichen. Die
Zellensuchfrequenzen F1, F2, ..., und FN werden derart eingestellt,
dass die Zellensuchfrequenz hoch ist, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit
hoch ist, wohingegen die Zellensuchfrequenz niedrig ist, wenn die
Bewegungsgeschwindigkeit gering ist.
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung zur Steuerung der Zellensuchfrequenz
des vorliegenden Beispiels veranschaulicht. Der Ablauf von 10 ist ähnlich zu
demjenigen von 6. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird in Schritt S1001 die Bewegungsgeschwindigkeit erfasst und wird über Schritte
S1002 bis S1008 hinweg die Zellensuchfrequenz bestimmt.
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Wie
vorstehend beschrieben misst die Mobilstation gemäß der vorliegenden
Erfindung die Sendeleistung der an die Basisstationen übertragenen Signale;
trifft automatisch eine Entscheidung darüber, ob sich die Mobilstation
an dem Zellrand befindet, an dem das Erfordernis zum Suchen nach
einem neuen PERCH-Kanal groß ist,
oder sich in Nachbarschaft der Basisstationen befindet, wo das Erfordernis
gering ist; und erhöht
die Frequenz der Suche an einem Ort, wo das Erfordernis groß ist, und
verringert sie an einem Ort, wo das Erfordernis gering ist.
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Auf
diese Weise kann das Zellensuchsteuerverfahren an der Mobilstation
die verbrauchte Energie bei Beibehaltung der Genauigkeit beim Auswählen der
besten Basisstation einsparen. Im Speziellen stellt die Mobilstation
die Frequenz zum Suchen nach den PERCH-Kanälen hoch ein, um zu ermöglichen, dass
die Empfangsqualität
des von der Basisstation an die Mobilstation übertragenen Signals auf einem hohen
Niveau beibehalten wird, wenn die Schwankunken in der Empfangsqualität des PERCH-Kanals abrupt
bzw. schnell sind, wohingegen die Mobilstation die Frequenz zum
Suchen nach den PERCH-Kanälen
niedrig einstellt, um die verbrauchte Energie der Mobilstation einzusparen,
wodurch ein Vorteil dahingehen bereitgestellt wird, in der Lage
zu sein, die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer der Batterie zu erhöhen, wenn
die Schwankungen in der Empfangsqualität des PERCH-Kanals langsam
sind.
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
ausführlich beschrieben,
und es wird für
einen Fachmann nun aus dem Vorstehenden offensichtlich sein, dass Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung
in ihren breitesten Aspekten abzuweichen.