-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verwaltung von Mobilstationen
in einem drahtlosen Kommunikationssystem, und insbesondere ein System
und ein Verfahren zum Bereitstellen von verbesserten Kanalauswahlprozeduren.
-
In
einem drahtlosen Kommunikationssystem ist der Dienstbereich typischerweise
in eine Mehrzahl von Zellen unterteilt, wobei jede Zelle von einer
Basisstation bedient wird. Mobilstationen innerhalb einer bestimmten
Zelle kommunizieren über
HF-Kanäle
mit der Basisstation, die diese Zelle bedient. Die Basisstation
kann eine Mehrzahl von gleichzeitigen Anrufen von Mobilstationen
handhaben. Die Basisstationen sind miteinander und mit dem öffentlich
vermittelten Telefonnetz durch Mobildienst-Vermittlungszentren (MSC) verbunden.
Die MSC koordiniert die Aktivitäten
sämtlicher
zugeordneter Basisstationen und verbindet das gesamte zelluläre System
mit dem öffentlich
vermittelten Telefonnetz. Ein typisches MSC kann 100.000 zelluläre Teilnehmer
und 50.000 simultane Gespräche
gleichzeitig handhaben. Das MSC umfasst auch Abrechnungs- und Systemwartungs-Funktionen.
In bestimmten Netzen einer höheren
Dichte werden mehrere MSCs in einem einzigen Netz verwendet.
-
Während dem
Verlauf eines Anrufs kann sich die Mobilstation von einer Zelle
in eine andere bewegen. Eine Vermittlungstechnik, die als Handoff
bezeichnet wird, ermöglicht
es, dass der Anruf ohne Unterbrechung fortsetzt, damit sich der
Benutzer zwischen Zellen bewegt. Wenn sich die Mobilstation in eine
unterschiedliche Zelle bewegt, während
ein Anruf läuft, überträgt das MSC
den Anruf automatisch von dem gegenwärtigen Kanal, der verwendet
wird, auf einen neuen Kanal, der zu der Basisstation gehört, die
die neue Zelle bedient.
-
Ein
Verarbeiten von Handoffs ist eine wichtige Aufgabe bei jedwedem
drahtlosen Kommunikationssystem. Handoffs stellen sicher, dass akzeptable Signalqualitätsstandards
aufrechterhalten werden, wenn sich die Mobilstation aus dem Bereich
einer Basisstation heraus und in den Funkabdeckungsbereich einer
anderen Basisstation bewegt. Handoffs sollten erfolgreich durchgeführt werden
und für
den Benutzer nicht wahrnehmbar sein. Auch sollten wegen dem Signalisierungsbedarf,
der ein Handoff dem System auferlegt, Handoffs so selten wie möglich und
nur falls erforderlich durchgeführt
werden.
-
Handoff-Entscheidungen
sind typischerweise auf einer Empfangsfunksignalstärke einer
Kanalqualität
basiert, wie sie von der Basisstation überwacht werden, die die Mobilstation
bedient. Empfangssignalstärken
werden auf einfache Weise überwacht
und eine Signalqualität
für einen
vorgegeben Kanal wird oft durch die Bitfehlerrate (BER) über einen
gegebenen Kanal bestimmt. Während
jeder Kommunikationsperiode wird das zelluläre System kontinuierlich einen
besseren Kanal und eine Zelle für
Kommunikationen suchen. Ein Handoff von dem gegenwärtigen Kanal
auf einen anderen Kanal wird initiiert, wenn der Signalpegel oder
eine Kanalqualität unterhalb
akzeptabler Pegel abfällt
und ein anderer Kanal verfügbar
ist, der in der Lage ist, akzeptable Kommunikationen bereitzustellen.
-
In
digitalen Systemen, wie etwa Global System for Mobile-Kommunikationen (GSM)
und Zeitteilungs-Mehrfachzugriff-(TDM, Time Division Multiple Access)-Systemen
nehmen die Basisstationen die Hilfe der Mobilstation in Anspruch,
um zu bestimmen, wann ein Handoff erforderlich ist. Um eine Mobilstation
zu verwenden, um einen Handoff zu unterstützen, lädt die bedienende Basisstation
eine Liste von Kanälen herunter, üblicherweise
bezeichnet als eine Nachbarliste, bei dem Start eines Anrufs oder
nach einem Kanalwechsel. Die Nachbarliste identifiziert Kanäle in benachbarten
Zellen, die potentielle Handover-Ziele sind. Bei einem mobilunterstützten Handoff
(MAHD, mobile assisted handoff) misst jede Mobilstation die Empfangsleistung
von umgebenden Basisstationen, die durch die Nachbarliste bereitgestellt
sind, die auch als eine MAHO-Liste bezeichnet wird. Die Mobilstation übermittelt
kontinuierlich die Ergebnisse dieser Messungen zu der bedienenden Basisstation.
Diese Berichte werden oft als MAHO-Berichte bezeichnet. Die Signalstärkemessungen
werden durch die Mobilstation zwischen Perioden einer Kommunikation
während
eines Anrufs ausgeführt.
Beispielsweise ist in GSM-Systemen jeder Hochfrequenzkanal in acht
Zeitschlitze geteilt. In TDMA-Systemen ist jeder Hochfrequenzkanal
in sechs Schlitze geteilt. Der Mobilstation wird ein Zeitschlitz für Sendeprozesse
und ein weiterer Zeitschlitz zugeteilt, um Signale von der Basisstation
zu empfangen. Während
der verbleibenden Zeitschlitze kommuniziert die Mobilstation nicht
mit der bedienenden Basisstation. Die Mobilstation überwacht
Kanäle,
die zu benachbarten Basisstationen gehören, während dieser Leerlauflaufperioden,
und kehrt dann schnell zu ihren zugeordneten Kanälen rechtzeitig zurück, um Signale
in ihrem zugeordneten Zeitschlitz zu senden und zu empfangen. Die
Messungen, die von der Mobilstation von Signalen ausgeführt werden,
die von benachbarten Zellen empfangen werden, werden zurück zu der
bedienenden Basisstation auf eine festgesetzte Weise oder auf einem
separaten Kanal übermittelt,
um so Nicht-Sprach- oder Daten-Übertragungen
zu stören.
Während
eines Mehrfachschlitzbetriebs werden die Zeitschlitze, die normalerweise für Kommunikationen
verwendet werden, "geborgt", um es zuzulassen,
dass die Mobilstation Messungen zu der Basisstation übermittelt.
Dieses Konzept wird typischerweise als eine Rahmenentwendung bezeichnet
und verringert Übertragungsraten.
-
Die
Messberichte, die von der Mobilstation bereitgestellt werden, geben
der Basisstation eine Liste der Signalstärke und möglicherweise Kanalqualität von benachbarten
Zellen, wie sie von der Mobilstation an ihrem gegenwärtigen Ort
gemessen werden. Das Netz weiß auch,
welche benachbarten Zellen unbenutzte Funkkanäle haben, die für eine Zuordnung
während
eines Handoffs verfügbar
sind. Aus der Liste verfügbarer
Kanäle
wählt das
Netz die Zelle, die den Anruf vom Gesichtspunkt einer Dienstqualität und einer
Gesamtstörung,
basiert auf einer Signalstärke
und einer Bitfehlerrate, am besten handhaben wird. Ein geeigneter
Verkehrskanal wird dieser Zelle als das Ziel zugewiesen, und die
Mobilstation wird angewiesen, zu dem Verkehrskanal in der Zielzelle zurückzukehren.
Gleichzeitig wird der Anruf durch das MSC an die Basisstation, die
gegenwärtig
die Mobilstation bedient, zu der Basisstation in der Zielzelle vermittelt.
Die Mobilstation vermittelt zu dem neu zugewiesenen Kanal während einer
der Leerlaufperioden, so dass keine Unterbrechung in der Übertragung
vorhanden ist. Somit ist der Handover aus der Perspektive des Benutzers
nahtlos.
-
Eine
Zellenneuauswahl ist der Prozess eines Wechselns von Kanälen für Dienste
und eines Registrierens mit einer neuen Basisstation, wenn die Mobilstation
nicht aktiv ist. Wenn die Mobilstation zwischen Anrufen ist und
nicht aktiv mit einer Basisstation kommuniziert, sondern bereit
ist, Anrufe zu empfangen oder zu platzieren, überwacht sie einen oder mehrere Steuerkanäle nahe
gelegener Basisstationen, um ein Paging oder andere Instruktionen
zu empfangen. Dieser Zustand eines Betriebs wird üblicherweise
als der Leerlaufzustand oder der Leerlaufmodus bezeichnet. Da keine
Zweiwege-Kommunikation
in dem Leerlaufmodus stattfindet, weiß das zelluläre System nicht,
welche Basisstation die Mobilstation überwachen sollte. In typischer
Weise überwacht
die Mobilstation eine Signalstärke
zusammen mit anderen Anzeichen, die anzeigend für eine Kanalqualität sind, um
eine Basisstation auszuwählen.
In älteren
analogen Systemen war die ausgewählte
Basisstation typischerweise diejenige, die das stärkste Signal
bereitstellt. In modernen digitalen Systemen, die hierarchische
Zellenstrukturen unterstützen,
führt die
Mobilstation eine viel ausgefeiltere Evaluation von Kandidatenzellen
durch.
-
Wenn
sich die Mobilstation durch Abdeckungsbereiche für verschiedene Basisstationen
bewegt, fordert sie Information über
Kanäle
und ihre Eigenschaften an, die verwendet werden von oder zugeordnet
umgebenden Basisstation sind, indem eine Liste von Kanälen gelesen
wird, die auf einem Rundfunkkanal für jede Zelle gesendet wird,
die in der Lage ist, eine Information zu empfangen. Diese Liste wird üblicherweise
auch als eine Nachbarliste bezeichnet. Die Nachbarliste identifiziert
spezifische Kanäle
für die
Mobilstation, um zu überwachen,
wenn sie im Leerlauf ist. Im Wesentlichen überwacht die Mobilstation die
aufgelisteten Kanäle
und bestimmt den besten Kanal für
einen Dienst. Wenn die Mobilstation bestimmt, dass ein neuer Kanal
erforderlich ist, kann sie eine Information zu einer neuen Basisstation
senden, um sich zu registrieren und eine Zellenneuauswahl zu bewirken.
-
Wenn
sie im Leerlauf sind, führen
Mobilstationen eine Abwägung
zwischen genauen Nachbarlisten-Messungen und einem Energieverbrauch
aus. Das
US-Patent Nummer 5,539,748 mit
dem Titel "Enhanced
Sleep Mode in Radio Communication Systems" offenbart einige grundlegende Techniken,
um Nachbarlisten-Messungen
zu verringern, ohne die Qualität
dieser Messungen aufzugeben. Im Wesentlichen beschreibt das Patent
ein sehr grundlegendes Systemunterstütztes und durch eine Mobilstation
gesteuertes Verfahren zum Verringern der Anzahl von Nachbarlisten-Messungen.
In dem ersteren sendet das zelluläre System der Mobilstation
die minimale, nominale Frequenz und eine Messung für jeden
Eintrag in der Nachbarliste. Das zelluläre System stellt eine Anzeige
bereit, dass bestimmte Einträge
mit einer verringerten Frequenz gemessen werden können. Dies
ist anwendbar, wenn viele Einträge
in die Nachbarliste vorhanden sind, oder die Einträge in einer
hierarchischen Zellenauslegung sind. Im letzteren zeigt die Mobilstation
eine verringerte Messfrequenz aus der nominalen Anforderung, wenn
keine Zellenneuauswahl für
eine spezifizierte Zeit durchgeführt
worden ist. Alternativ wird die Messung verringert, wenn Änderungen
in der Signalstärke
für den bedienenden
Steuerkanal und Nachbarlisteneinträgen weniger als spezifiziert
sind.
-
Ein
signifikanter Betrag von Systemresourcen und Leistung werden verwendet,
während
eine Basisstation während
Handoffs unterstützt
und nahe gelegene Stationen für
eine Zellenneuauswahl überwacht.
Indem die Priorität
auf die beste Verwendung zugeordneter Bandbreite und eine Verlängerung
der Batterielebensdauer gesetzt wird, besteht ein Bedarf nach einem
verbesserten Kanalauswahlsystem und einem Verfahren, um die Verarbeitungszeit
und den Energieverbrauch zu verringern, die mit eine Kanalauswahl
während
aktiver und Leerlauf-Modi einhergehen, ohne das Betriebsverhalten
zu verschlechtern.
-
Ein
weiteres Verfahren, das die Anzahl von Messungen verringern soll,
die ausgeführt
werden, ist in der
WO 99/62285 offenbart,
bei welchem die Rate, bei welcher die Messungen ausgeführt werden, von
der Geschwindigkeit der Mobilstation abhängt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
In
jüngerer
Zeit sind die Herstellungskosten eine globalen Positioniersystem-(GPS)-Empfängers auf
ein Niveau abgesenkt worden, dass es praktikabel macht, GPS-Empfänger in
Haushaltselektronik einzuschließen.
Eine Mobilstation, die mit einem GPS-Empfänger oder einer ähnlichen
positionsbestimmenden Elektronik ausgestattet ist, könnte eine genaue
Positionsinformation für
die Mobilstation und das zugeordnete Netz bereitstellen, um das
Netz bei Systemverwaltungsfunktionen zu unterstützen, und um es insbesondere
bei einer Kanalauswahl zu unterstützen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Mobilstation, die in der Lage
ist, ihren gegenwärtigen
Ort innerhalb eines drahtlosen Kommunikationssystems zu bestimmen.
Die Mobilstation erzeugt periodisch eine Abschätzung ihres gegenwärtigen Orts
und überwacht
dann Kanäle
für eine
Kanalauswahl auf der Grundlage darauf, um ein Rahmenentwenden zu minimieren,
während
sie in einem aktiven Modus ist und um Energie während des Leerlaufmodus zu
sparen. Die gleiche Information ist auch zum Bestimmen zweckmäßig, welche
Zellen zu überwachen
sind, und zum Steuern, wie häufig
Positions- oder
Positionsänderungs-Schätzungen
ausgeführt
werden. Obwohl die Erfindung eine Bestimmung der Position der Mobilstation
erfordert, kann die Art und Weise, in welcher die Mobilstation diese
Eigenschaften bestimmt, variieren. Ein getrennter Positionsempfänger, der
Signale von einer terrestrischen oder Satelliten-gestützten Station
empfängt,
kann es zulassen, dass die Mobilstation ihre Position berechnet.
Alternativ kann die Mobilstation Signale während Kommunikationen mit den
Basisstationen überwachen,
um eine relative Position zu berechnen. In noch einer weiteren Ausführungsform
können
die Basisstationen und zugeordnete zelluläre Systeme zusammenwirken, um
eine Position einer bestimmten Mobilstation zu bestimmen, und können dann
die Position zu der Mobilstation herunterladen. Fachleute werden
zahlreiche Techniken zum Identifizieren einer Position einer Mobilstation
erkennen und diese Information gemäß der Lehren der vorliegenden
Erfindung verwenden. Vorhandene und zukünftige Positions- und Mobilitätsbestimmungs-Einrichtungen
werden als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend angesehen.
-
Dementsprechend
kann jede Zelle in der Nachbar- oder MAHO-Liste mit einer unabhängigen Messfrequenz
gemessen werden, die von einem nominalen vorgesetzten Wert auf Null
variiert. Das zelluläre
System kann die Mobilstation mit positionsbezogenen Eigenschaften
zu den Einträgen
in die Nachbar- und MAHO-Liste unterstützen, wie etwa die Position
benachbarter Zellen und die Position des Senders der Basisstation
für diese
Zelle. Diese Information wird, obwohl darauf nicht beschränkt, auf
dem Rundfunkkanal in eine Nachbarliste oder einem Punkt-zu-Punkt-Kanal
in eine MAHO-Listennachricht übertragen.
-
Diese
und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten
nach einem Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
offensichtlich werden, wenn diese mit den Zeichnungen betrachtet
wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines zellulären Netzes;
-
2A ein
Blockdiagramm einer Telefonausführung
eines Mobilendgeräts
mit einem Positionsempfänger;
-
2B ein
Blockdiagramm einer Telefonausführung
eines Mobilendgeräts;
-
3 eine
Darstellung einer zellulären
Auslegung, die omni-direktionale Zellen mit eindeutigen, darin definierten
Bereichen aufweist;
-
4 eine
Darstellung einer zellulären
Auslegung, die sektorisierte Zellen mit eindeutigen, darin definierten
Bereichen aufweist; und
-
5 ein
Flussdiagramm, das den grundlegenden Prozess zum Verbessern einer
Kanalauswahl und zum Überwachen
während
aktiver und Leerlauf-Modi aufzeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
In
der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder entsprechende Teile durchgehend durch die unterschiedlichen
Ansichten. Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen wird das verbesserte
Kanalauswahlverfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Eine Kanalauswahl gemäß der vorliegenden
Erfindung ist bei mobilen zellulären
Systemen zweckmäßig, wie
jenem, das schematisch in 1 gezeigt
ist. Das mobile zelluläre
System, das allgemein durch ein Bezugszeichen 10 angezeigt
ist, schließt
eine Mehrzahl von Basisstationen 12, die über ein
Mobildienst-Vermittlungszentrum (MSC) 14 mit einem terrestrischen Kommunikationsnetz,
wie etwa dem öffentlich
vermittelten Telefonnetz (PSTN) 18 verbunden ist, ein.
Jede Basisstation 12 ist in einem geografischen Bereich angeordnet,
der als eine Zelle bezeichnet wird, und stellt diesem einen Dienst
bereit. Im Allgemeinen ist eine Basisstation 12 für jede Zelle
innerhalb eines gegebenen Systems vorhanden. Innerhalb jeder Zelle kann
eine Mehrzahl von Mobilstationen (Mobilfunkendgeräten) 16 vorhanden
sein, die über
eine Funkverbindung mit der Basisstation 12 kommunizieren. Die
Basisstation 12 gestattet es dem Benutzer der Mobilstation 16,
mit anderen Mobilstationen oder mit Benutzern, die mit dem PSTN 18 verbunden
sind, zu kommunizieren. Das Mobildienst-Vermittlungszentrum 14 leitet
Anrufe zu und von der Mobilstation über die geeignete Basisstation 12.
Eine Information, die dem Ort und den Aktivitätsstatus der Mobilstation 16 betrifft,
ist in einem Hausortsregister (HLR, Home Location Register) 20 und
einem Besucherortsregister (VLR, Visitor Location Register) 22 gespeichert,
die mit dem MSC 14 verbunden sind.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass eine unterschiedliche Architektur für Paketdatensitzungen
oft verwendet wird, wie etwa jene, die bei GPRS und Mobil-IP verwendet
wird. Als solches kann keine Beteiligung von dem MSC 14 vorhanden
sein. Im Wesentlichen ist die Basisstation 12 mit einem
Paketdatenknoten und dann mit dem öffentlichen Paketdatennetz über zusätzliche
Knoten verbunden, um das Internet zu erreichen. Überdies sind die Konzepte der vorliegenden
Erfindung auf sämtliche
gegenwärtigen und
zukünftigen
drahtlosen Kommunikationssysteme einschließlich cdma2000 und WCDMA anwendbar.
-
2A ist
ein Blockdiagramm einer Mobilstation 16, die ausgelegt
ist, Positionsanzeigen zu empfangen. Insbesondere ist die offenbarte
Ausführungsform
der Mobilstation 16 ein vollständig funktionales Zellentelefon,
wie etwa ein IS95-konformes Zellentelefon,
das in der Lage ist, Signale zu senden und zu empfangen. Das Zellentelefon 16 schließt eine
Steuereinheit 22, die in typischer Weise ein Mikro-Controller-basiertes
System zum Steuern des Betriebs des Zellentelefons 16 ist,
und einen Speicher 24 zum Speichern von Steuerprogrammen
und Daten ein, die von dem Zellentelefon 16 während eines Betriebs
verwendet werden. Eingangs-/Ausgangsschaltungen 26 verbinden
den Mikroprozessor 22 mit einer Tastatur 28, einer
Anzeige 30, Audio-Verarbeitungsschaltungen 32,
einen Empfänger 38,
einen Sender 40 und einen Positionsempfänger 50. Die Tastatur
lässt es
zu, dass der Bediener Nummern wählt,
Befehle eingibt und Optionen auswählt. Die Anzeige 30 lässt es zu,
dass der Bediener gewählte Ziffern,
gespeicherte Information und eine Anrufstatusinformation sieht.
Die Audio-Verarbeitungsschaltungen 32 stellen
grundlegende analoge Audio-Ausgänge
für einen
Lautsprecher 34 bereit und nehmen analoge Audio-Eingaben
von einem Mikrofon 36 auf. Der Empfänger 38 und der Sender 40 empfangen und
senden Signale unter Verwendung einer gemeinsam benutzten Antenne 44.
Der Positionsempfänger 50,
der beispielsweise ein Empfänger
für ein
globales Positioniersystem (GPS, Global Positioning System) sein
kann, ermöglicht
es der Mobilstation (dem Mobilfunkendgerät) 16, seinen gegenwärtigen Ort
auf der Grundlage von Positionssignalen zu bestimmen, die von einem
GPS-Satelliten gesendet werden. Der Empfänger 50 erfordert
eine Antenne, die getrennt von oder integriert in die Antenne der
Mobilstation sein kann. Der Positionsempfänger 50 kann auch ausgelegt
sein, ähnliche
Positionssignale von terrestrischen Quellen zu empfangen.
-
Alternativ
kann die Mobilstation 16 konfiguriert sein, eine relative
Position oder Mobilität
auf der Grundlage von Signalen zu bestimmen, die von einer oder
mehreren Basisstationen 12 empfangen werden. Beispielsweise
kann das zelluläre
System die Position oder die Mobilität der Mobilstation unter Verwendung
von Triangulation oder ähnlichen
Positionierungstechniken bestimmen und dann die Position der Mobilstation
in die Mobilstation 16 herunterladen. Alternativ kann die
Mobilstation 16 ihre Kommunikations- und Steuerelektronik
verwenden, um Signale zu überwachen,
die von einer oder mehreren Basisstationen empfangen werden, und
ihre relative Position oder Mobilität auch unter Verwendung von
Triangulation oder ähnlichen
Techniken berechnen. Ein derartiges System ist in 2B ohne
einen getrennten Empfänger
für eine
Positionsschätzung
gezeigt.
-
Die
Mobilstation 16 ist programmiert, ausgewählte Steuerkanäle in benachbarten
Zellen periodisch zu überwachen
und Kanalqualitätsmessungen auf
diesen Kanälen
durchzuführen.
Kanalqualitätsmessungen
können
eine Empfangssignalstärke,
eine Bitfehlerrate (BER) und eine Wortfehlerrate (WER), wie auch
andere Parameter einschließen.
Kanalqualitätsmessungen
können
beispielsweise von der Mobilstation 16 zu der Basisstation 12 gesendet
werden, um die Basisstation 12 dabei zu unterstützen, Handoff-Bestimmungen
auszuführen.
Handoffs, die von der Basisstation 12 auf der Grundlage
der Kanalqualitätsmessungen
ausgeführt
werden, die von der Mobilstation 16 ausgeführt werden,
sind als mobilunterstützte
Handoffs bekannt. Kanalqualitätsmessungen können auch
von der Mobilstation für
eine Zellenneuauswahl verwendet werden. Eine Zellenneuauswahl kann
beispielsweise auftreten, wenn die Mobilstation 16 in einem
Leerlaufmodus ist oder mit einer Paketdatensitzung beschäftigt ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Mobilstation 16 programmiert, die Frequenz,
bei welcher Kanalqualitätsmessungen
ausgeführt
werden, auf der Grundlage der Position der Mobilstation 16 oder
einer bestimmten Funktion dieser Position zu variieren. Beispielsweise
kann die Mobilstation 16 programmiert sein, ihre Position
relativ zu der gegenwärtig
bedienenden Basisstation 12 zu bestimmen und die Frequenz
der Kanalqualitätsmessungen
als eine Funktion des Abstands von der bedienenden Basisstation 12 zu
variieren. In diesem Fall würde
die Frequenz der Kanalqualitätsmessungen
zunehmen, wenn der Abstand von der bedienenden Basisstation erhöht wird.
In einer anderen Ausführungsform
kann die Mobilstation 16 ihre Position relativ zu der bedienenden
Basisstation 12 und einer Zielbasisstation 12 in
einer benachbarten Zelle bestimmen und die Frequenz der Messung
als eine Funktion des Abstands von beiden Basisstationen 12 variieren.
In diesem Fall kann die Frequenz eines Übermittelns von dem Verhältnis der
Abstände
zwischen der bedienenden Basisstation und der Zielbasisstation 12 abhängig sein.
Eine andere Ausführungsform
würde es
sein, die Position der Basisstation 12 zu überwachen
und die Frequenz der Kanalqualitätsmessungen
auf der Grundlage der Mobilität
der Mobilstation 16 zu variieren. Für die Zwecke dieser Anmeldung
ist der Ausdruck Mobilität
definiert, jedwede Funktion einer Position und Zeit zu sein, wie
etwa die Rate einer Änderung
in der Position der Mobilstation 16 über der Zeit. Ein weiteres
Beispiel einer Mobilität
wäre die
Zeitdauer, in der die Mobilstation 16 an einer Position
verbleibt. In diesem Fall würde
die Frequenz der Kanalqualitätsmessungen
mit zunehmender Mobilität
zunehmen.
-
Während die
offenbarte Ausführungsform das
Betriebsverhalten von Kanalqualitätsmessungen durch die Mobilstation
betrifft, werden Fachleute erkennen, dass die vorliegende Erfindung
auf andere Kanalüberwachungsfunktionen
oder jedwede andere periodische Aufgaben angepasst werden kann,
die von der Mobilstation durchgeführt werden müssen. Ferner
werden Fachleute erkennen, dass die Frequenz der Kanalüberwachungsfunktionen
auch abhängig
von anderen Faktoren zusätzlich
zu einer Position oder einer Mobilität sein kann.
-
Durch
ein Einstellen der Frequenz eines Übermittelns auf eine intelligente
Weise ist es möglich,
den Betrag eines Rahmenentwendens, der während einem aktiven Modus erforderlich
ist, zu minimieren und Überwachungsaktivitäten während eines Leerlaufmodus
zu verringern, um Energie zu sparen. Wichtig zu bemerken, dass die
Messprozeduren gemäß der vorliegenden
Erfindung jedweden Einfluss auf die Qualität von Handoff- oder Zellenneuauswahl-Prozeduren
vermeiden oder minimieren. Im Wesentlichen sollten Handoffs und
eine Zellenneuauswahl ungefähr
gleichzeitig und bezüglich
der gleiche Zelle stattfinden, sowie durch vorhandene Kanalauswahlprozeduren
bereitgestellt. Der Hauptunterschied besteht in einem reduzierten
Rahmenentwenden und einem verringerten Energieverbrauch.
-
Um
die vorliegende Erfindung zu implementieren, muss die Mobilstation 16 ihre
Position periodisch schätzen.
Der Bedarf, die Position zu schätzen, kann
potentiell der Aufgabe eines Einsparens von Batterielebensdauer
während
des Leerlauf-Modus entgegenwirken. Jedoch können andere Anwendungen vorhanden
sein, die den Bedarf nach Positionsschätzungen auferlegen, wie etwa
zum Erlangen einer Position, die für einen Notruf verwendet wird. Überdies
kann die Frequenz zum Ausführen
von Positionsschätzungen
eine oder mehrere Größenordnungen
geringer als die Kanalauswahlmessungen sein. Wenn keine Mobilität erfasst
wird, und somit sehr seltene Nachbarlisten-Messungen und Positionsschätzungen
ausgeführt
werden, ist ein Nettogewinn bei der Batterielebensdauer vorhanden.
Während
des aktiven Modus besteht die Aufgabe darin, ein erforderliches
Rahmenentwenden und nicht die Frequenz der Messung per se zu minimieren.
Somit ist während
eines Aktivmodus die Batterieentleerung aufgrund eines Durchführens von
Positionsschätzungen
zweitrangig.
-
Der
grundlegende Prozess zum Verbessern einer Kanalauswahl zum Überwachen
während
aktiver und Leerlauf-Modi ist unmittelbar untenstehend unter Bezugnahme
auf das Flussdiagramm der 5 skizziert.
Der Prozess beginnt (Block 100), wenn ein Anruf initiiert
wird, oder ein Handoff auftritt (Block 102). Eine Mobilstation 16 (MS)
empfängt
eine Nachbarliste oder eine MAHO-Liste (Block 104), die die
Kanäle
skizziert, die den umgebenden Zellen zugeordnet sind, die von der
Mobilstation 16 zu überwachen
sind. An jedweden Punkt während
dieses Prozesses bestimmt die Mobilstation 16 periodisch
ihre geschätzte
Position und/oder Mobilität
(Block 106). Es sei darauf hingewiesen, dass Positions-
und Mobilitäts-Bestimmungen
nicht bei der Kanalüberwachungsfrequenz
oder einer Frequenz, die davon abhängig ist, wie oft die Mobilstation 16 Kanäle von der Nachbar-
oder MAHO-Liste überwacht,
auftreten müssen.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass eine Positionsschätzung eine
periodische Funktion ist, und dass die Frequenz, bei welcher die
Position der Mobilstation 16 aktualisiert wird, auch in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung variieren kann. Somit kann die Mobilstation 16 programmiert
sein, zusätzliche
Berechnungen durchzuführen,
um die Frequenz der Positionsschätzung
nach einem Aktualisieren ihrer gegenwärtigen Position zu aktualisieren,
oder um eine Zeit zu bestimmen, bei welcher ihre gegenwärtige Position
zu aktualisieren ist.
-
Wenn
die Mobilstation 16 einen Anruf aktiv handhabt, überwacht
sie die Kanäle
auf der MAHO-Liste bei einer Frequenz, die von der Position oder
der Mobilität
der Mobilstation abhängt
(Block 108). Vorzugsweise bekräftigen die Positions- und Mobilitätsbestimmungen
auch, welche Kanäle
zu überwachen
sind, und möglicherweise,
welche zu vermeiden sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die Frequenz,
bei welcher die Mobilstation 16 diese Kanäle überwacht,
auch von anderen Faktoren, wie etwa dem gegenwärtigen Zustand des Anrufs,
dem Anruftyp, etc. beeinflusst sein kann. Weitere Details, die diese
Faktoren betreffen, sind untenstehend skizziert. Während dieser
Zeit überwacht
die Mobilstation 16 auch Signale von der Basisstation,
die die Mobilstation 16 bedient, hinsichtlich Handoff-Instruktionen (Block 110).
Unter der Annahme, dass der Anruf andauert, wird die Mobilstation 16 bestimmen,
ob Kanäle
auf der Grundlage der Handoff-Information von der Basisstation zu ändern sind
oder nicht, oder in bestimmten vorgeschlagenen Systemen, wie etwa DECT,
kann die Mobilstation 16 die Bestimmung unabhängig ausführen und
das zelluläre
System dementsprechend benachrichtigen (Block 114). Wie
oben stehend bemerkt, wird in den meisten digitalen Systemen die
Handoff-Entscheidung durch die bedienende Basisstation mit der Unterstützung der
Mobilstation 16 ausgeführt.
-
Wenn
ein Handoff (Block 114) nicht erforderlich ist, wiederholt
die Mobilstation 16 den Prozess eines Bestimmens ihrer
Position oder Mobilität
und fährt
mit einem Überwachen
der Kanäle
auf der Nachbar- oder MAHO-Liste, die darauf basiert ist, fort.
Wenn ein Handoff erforderlich ist, lädt das System in typischer
Weise eine neue MAHO-Liste herunter und wiederholt die obigen Prozesse
dementsprechend.
-
Wenn
ein Anruf endet (Block 112), geht die Mobilstation in typischer
Weise von einem aktiven Betriebsmodus in einen Leerlaufmodus über. Während des
Leerlaufmodus wird die Mobilstation 16 immer noch von einer
Basisstation in dem Sinn bedient, dass sie eine Basisstation für Registrierungszwecke auswählt und
Signale zu der bedienenden Basisstation sendet, um eine derartige
Registrierung zu bewirken. Wenn sie im Leerlauf ist, bestimmt die
Mobilstation 16 in typischer Weise, wann eine Zellenneuauswahl
notwendig ist und bewirkt eine neue Registrierung jedweder Zeitkanäle, oder
Zellen werden geändert.
-
Unter
der Annahme, dass ein Anruf nicht wieder gewonnen wird, oder dass
es nicht erforderlich ist, dass die Mobilstation 16 einen
neuen Anruf einrichtet (Block 116), lädt die Mobilstation 16 Nachbarlisten
von der bedienenden Basisstation, und eventuell Listen von anderen
Basisstationen herunter, die Signale einer ausreichenden Stärke und
Qualität
bereitstellen (Block 120). Während dieses Prozesses bestimmt
die Mobilstation 16 periodisch ihre Position oder Mobilität (Block 122).
Auf der Grundlage dieser Bestimmung überwacht die Mobilstation 16 die
Kanäle
von der Nachbarliste mit einer Frequenz, die von der Position oder
Mobilität
abhängt
(Block 124). Wie weiter untenstehend diskutiert, kann die Mobilstation 16 einen
Zugriff auf eine Information, die die Position über die bedienende und die
umgebenden Basisstationen, wie auch Koordinaten, enthält, die
Bereiche definieren, die von ausgewählten Kanälen innerhalb einer Zelle bedient
werden, empfangen. Wenn eine bestimmte oder die Gesamtheit dieser
Information gegeben ist, kann die Mobilstation 16 die Frequenz
der Messungen und die Kanäle,
die auf Grundlage ihrer relativen Position zu einer einzelnen Basisstation,
einer relativen Position zwischen zwei Basisstationen oder ihrer
relativen Position innerhalb eines definierten Bereichs oder einer
Zelle zu messen sind, steuern.
-
Wenn
die Mobilität
eine Variable ist, die diese Messungen steuert, kann die Mobilstation 16 diese Messungen
auf die Mobilität
alleine basieren, relativ zu einer einzelnen Basisstation 12,
relativ zu mehrfachen Basisstationen 12, oder kann eine
Mobilitätsbestimmung
mit einer relativen Position zu einem oder mehreren Bereichen oder
Zellen kombinieren. Die Frequenz, bei welcher diese Kanäle überwacht
werden, oder welche Kanäle überwacht
werden, unterliegt auch einem Einfluss durch andere Faktoren, wie etwa
einer Signalstärke,
einer Signalqualität,
etc. Die Mobilstation 16 bestimmt dann, ob eine bedienende Zelle
für eine
Zellenneuauswahl zu ändern
ist oder nicht, auf der Grundlage der Überwachung der Kanäle der Nachbarliste
und der bedienenden Basisstation (Block 126). Wenn eine
Zellenneuauswahl auftritt, kann es erforderlich sein, dass die Mobilstation 16 mit dem
zellulären
System registriert, um ihre Gegenwart in dem neuen Paging-Bereich
zu identifizieren, falls erforderlich. Dieser Prozess wird sich
wiederholen, bis ein neuer Anruf eingerichtet wird, oder bis das
Telefon vollständig
abgeschaltet wird.
-
Die
Mobilstation 16 kommuniziert mit der Basisstation 12 unter
Verwendung eines Kommunikationskanals. Der Ausdruck Kanal kann verschiedene Bedeutungen
in Abhängigkeit
von dem Kontext aufweisen. Im Allgemeinen bezieht sich ein HF-Kanal auf
eine einzelne Zuordnung eines zusammenhängenden Spektrums. Bei den
AMPS- und IS-136-Systemen ist ein HF-Kanal eine 30 kHz-Zuordnung
in dem 850 MHz-Band oder dem 1900 MHz-Band. Bei GSM ist ein HF-Kanal 200 kHz
in den 900 oder 1950 MHz-Bändern
und 1800 MHz für
GSM. Der Ausdruck Kanal kann sich auch auf einen Informationskanal (Steuerkanal
oder Verkehrskanal) in einem TDMA- oder CDMA-System beziehen. Bei
einem TDMA-System umfasst ein Informationskanal einen oder mehrere
Zeitschlitze auf einem HF-Kanal, die einer Mobilstation 16 zum Senden
und Empfangen zugeordnet sind. In einem CDMA-System ist ein Informationskanal
durch ein eindeutiges Codierungsschema gekennzeichnet, das den HF-Kanal weiter
unterteilt. Für
Zwecke dieser Anmeldung wird sich der Ausdruck Kommunikationskanal
oder Kanal im Allgemeinen auf einen Informationskanal beziehen,
was das gleiche wie ein HF-Kanal
in bestimmten Systemen sein kann.
-
Es
sind im Wesentlichen zwei Typen von zellulären Kommunikationstechniken
vorhanden, leitungsvermittelt und paketvermittelt. Eine leitungsvermittelte
Verbindung ist eine Schaltungsverbindung, die üblicherweise bei Bedarf zwischen
zwei oder mehreren Stationen eingerichtet und aufrechterhalten wird,
um die exklusive Verwendung der Schaltung zuzulassen, bis die Verbindung
freigegeben wird. Eine paketvermittelte Verbindung ist eine logische Verbindung,
die zwischen zwei oder mehreren Stationen eingerichtet wird, um
das Weiterleiten und die Übertragung
von Daten in der Form von Paketen zuzulassen. Der Kanal ist nur
während
der Übertragung eines
Pakets besetzt. Auf die Beendigung der Übertragung hin wird der Kanal
für die Übertragung
anderer Pakete für
die gleiche oder andere Stationen verfügbar gemacht. Kanalauswahlprozeduren
variieren in typischer Weise in Abhängigkeit davon, ob leitungsvermittelte
oder paketvermittelte Verbindungen verwendet werden.
-
Für leitungsvermittelte
Datenkommunikationen werden mobilunterstützte Handoffs in typischer Weise
verwendet, wo die Mobilstation mit Messungen unterstützt und
das zelluläre
System eine Kanalzuordnung steuert. Da die Mobilstation 16 kontinuierlich
einem Aufwärtskanal
zugeordnet ist, was einen Sprachkanal betrifft, werden Messberichte
typischerweise auf einem dem Anruf zugeordneten Steuerkanal gesendet.
Im Gegensatz dazu sendet während
einer Paketdatensitzung die Mobilstation 16 nicht für ausgedehnte
Perioden. Während
dieser Paketsitzungen würde
ein Senden eines mobilunterstützten
Handoff-Berichts Aufwärtskanäle, die
von mehrfachen Mobilstationen 16 geteilt werden, in unnötiger Weise verwenden.
Somit spezifizieren Paketdatenprotokolle in typischer Weise, dass
die Mobilstation 16 den besten Kanal findet und das zelluläre System
eine Steuerung freigibt, um Bandbreite zu sparen.
-
Der
Prozess eines Zuordnens der Mobilstation 16 zu der besten
Basisstation 12 während
einer aktiven Paketdatensitzung ist ähnlich oder identisch zu dem
Zellenneuauswahlprozess während
eines Leerlauf-Modus. Eine Nachbarliste wird von dem zellulären System
empfangen, und das Mobilsystem misst und evaluiert die Kandidatenzellen
auf der Grundlage der Kanalqualität. Um eine Übersichtlichkeit und Lesbarkeit
aufrechtzuerhalten, werden die Ausdrücke Nachbarliste und MAHO-Liste
verwendet, um jedweden Typ einer Messungsliste zu bezeichnen, die
zu überwachende
Kanäle
oder Basisstationen identifiziert. Diese Ausdrücke werden verwendet, um ein
Verständnis
der Erfindung zu erleichtern, indem eine Nachbarliste einen Leerlaufbetrieb
und einen Paketdatenbetrieb und eine MAHO-Liste einem aktiven Betrieb
zugeordnet wird. Jedoch sind diese Ausdrücke austauschbar, und jeder
kann verwendet werden, um Messungslisten für aktive und Leerlauf-Modi
zu verwenden. Als solches sollten die Offenbarung und die Ansprüche dementsprechend
interpretiert werden. Nichts verhindert eine hybride Lösung, bei
welcher die Mobilstation 16 Zellenauswahlmessungen und
eine Auswahl durchführt
und das zelluläre
System den vorbesetzten Zellenauswahlprozess überschreibt, indem ein Handoff-Befehl
gesendet wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die GPRS-Paketdatenprotokolle
bei GSM-Systemen die Mobilstation 16 und eine netzinitiierte
Zellenneuauswahl unterstützen.
-
Auswirkungen
sind vorhanden, indem man die Mobilstation 16 benachbarte
Zellen evaluieren lässt.
Die bestimmte Auswirkung hängt
davon ab, ob die Mobilstation 16 in einem Aktiv- oder einem
Leerlauf-Modus arbeitet. Für
TDMA-Systeme, die in einem aktiven Modus arbeiten, ist die Anzahl
von Zeitschlitzen pro TDMA-Rahmen groß genug, derart, dass ein reichlicher
Zeitbetrag für
die Mobilstation 16 während
nicht zugewiesener Zeitschlitze vorhanden ist, um Nachbarlisten-(oder
MAHO-Listen)-Messungen
durchzuführen.
Jedoch ist für
einen Mehrfachschlitzbetrieb, wie etwa dann, wenn sämtliche
Schlitze zugeordnet sind, keine überschüssige Zeit
für Nachbarlisten-
oder MAHO-Listen-Messungen vorhanden. Während des Leerlaufmodus ist
eine Verfügbarkeit
von Zeitschlitzen kein Thema. Die Hauptaufgabe für die Mobilstation 16 besteht
darin, einen gegenwärtigen
Verbrauch zu minimieren, während der
zugewiesene Kommunikationskanal erfolgreich überwacht wird und Nachbarlisten-Messungen durchgeführt werden.
-
Zahlreiche
Techniken existieren zum Minimieren der Wirkung dieser Beschränkungen.
Beispielsweise wird, wenn die Mobilstation 16 in dem aktiven
Modus arbeitet, und eine Zeit für
MAHO-Listen-Messungen verfügbar
ist, entweder ein zweiter Empfänger
verwendet, um bei Kommunikationen zu unterstützen, oder die Mobilstation 16 stoppt
ein Senden oder Empfangen von Daten in einem oder mehreren Schlitzen
und verwendet die Schlitze, um die Listenmessung durchzuführen. Letzteres
wird als ein Rahmenentwenden (frame stealing) bezeichnet, das inhärent einen
Kommunikationsdurchsatz verringert.
-
Kommunikationsprotokolle
schließen
eine Neuübertragung
von verlorenen Daten ein, aber dies verringert die Effizienz des
Systems. Die Abwägung ist
typischerweise Durchsatzverlust gegenüber Messgenauigkeit.
-
Das
Rahmenentwenden ist typischerweise eines von zwei Typen: ein planmäßiges Entwenden oder
ein wildes Entwenden. Für
das planmäßige Entwenden
sendet das System eine Zeitinformation, die spezifiziert, wann zugelassen
wird, dass die Mobilstation 16 Nachbar- oder MAHO-Listen-Messungen durchführt und
wann diese dazu aufgefordert wird; das System stoppt ein Sende von
Daten während dieses
Zeitrahmens. Im Gegensatz dazu ist ein wildes Entwenden dann, wenn
das Mobilsystem eine autonome Entscheidung ausführt, um Nachbar- oder MAHO-Listen-Messungen
durchzuführen,
ohne dem zellulären
System irgendeine Information bereitzustellen. Indem das zelluläre System
mit einer Information versehen wird, die sich darauf bezieht, wann die
Mobilstation für
einen Datenempfang und ein Senden nicht verfügbar ist, verbessert den Systemdurchsatz.
Ein Rahmenentwenden ist anpassbar auf entweder leitungsvermittelte
oder paketvermittelte Verbindungen.
-
Für leitungsvermittelte
Verbindungen ist typischerweise eine minimale Anzahl von Messungen
für jede
vorgegebene Zeitperiode und für
jeden Eintrag in einer Messungsliste vorhanden, um die Qualität des Kanalqualitäts-Mess-(CQM)-Berichts aufrechtzuerhalten,
falls er überhaupt
in dem Protokoll/Standard adressiert wird. Ferner ist zugelassen,
dass eine maximale Anzahl von Rahmen gestohlen wird. Dies wird ausgeführt, um
die Zeit zu maximieren, die es der Mobilstation gestattet, spezifische
Messungen durchzuführen,
um eine Grenze hinsichtlich der Verringerung des Datendurchsatzes
zu setzen. Dies sind widerstreitende Anforderungen, die eine effiziente
Verwendung der Mobilstation 16 erfordern, um ein planmäßiges oder
ein wildes Entwenden bereitzustellen.
-
Beide
Typen eines Entwendens sind auch für paketvermittelte Verbindungen
anwendbar. Weitere Details, die das planmäßige und das wilde Rahmenentwenden
in paketvermittelten Verbindungen betreffen, sind in dem US-Patent
mit dem Titel "Apparatus and
Method for Signal Strength Measurement in a Wireless Communication
System" bereitgestellt,
das hierin unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
-
Sowohl
GSM (GPRS) und ANSI-136 enthalten bestimmte oder sämtliche
Aspekte (d.h. das Entwenden), die oben stehend erwähnt sind,
um Nachbar- und MAHO-Listen-Messungen in einem aktiven Modus während einem
Mehrfachschlitzbetrieb hand zu haben. Für ein CDMA-System ist die Verfügbarkeit einer
Zeit für
Nachbar- und MAHO-Listen-Messungen typischerweise kein Thema, solange
diese Messungen auf Kanäle
auf der gleichen Frequenz wie der Kommunikationskanal beschränkt werden.
-
Die
Nachbarliste und die MAHO-Liste können Unterlisten für eine definierten
Bereich enthalten. Das heißt,
dass die Nachbarliste oder die MAHO-Liste eine oder mehrere Bereichsdefinitionen
enthalten kann, die zumindest teilweise verschiedene Bereiche definierten.
Eine Unterliste wäre
dann jeder Bereichsdefinition zugeordnet. Jede Unterliste kann unterschiedliche
Nachbar- und MAHO-Einträge
enthalten, oder ein Eintrag kann in mehreren Unterlisten auftauchen.
Ein Beispielformat einer Liste kann sein: Bereichsdefinition
1,
Kanaleinträge
für Bereich
1,
Eigenschaften für
Zelle
1; Bereichsdefinition
2, Kanaleinträge für Bereich
2,
Eigenschaften für
Zelle
2; ..., Bereich M-Definition, Kanaleinträge für Bereich
M. Eigenschaften für
Zelle M. Die Eigenschaften können eine
Zellenidentität,
eine Dienstfähigkeit
und die exakte Position des Senders der Basisstation für eine gegebene
Zelle einschließen.
Das
US-Patent Nummer 5,353,332 betrifft
ein Bereitstellen einer Information über andere Zellen und ist hierin
unter Bezugnahme eingeschlossen.
-
Die 3 und 4 zeigen
eine beispielhafte Unterteilung von Zellen in mehrfache Bereiche.
Ein spezifizierter Bereich gemäß der Information,
die von dem zellulären
System übertragen
wird, kann die hypothetischen Zellenbereiche überlappen und kreuzen, die
als Hexagons definiert sind. Unter Bezugnahme nun insbesondere auf 3 werden
omnidirektionale Zellen angenommen. Für eine Basisstation B1 sind
drei Bereiche vorhanden. Der erste Bereich ist ein Bereich mit einem
Radius R1, der zweite ist der Bereich innerhalb eines Radius R2,
aber nicht innerhalb des ersten Bereichs, der durch R1 definiert ist.
Der dritte Bereich ist außerhalb
des Kreises, der durch den Radius R2 definiert ist. Die Basisstation
B1 sendet eine Information, die den Radius R1, den Radius R2 und
die Position ihres Senders definiert.
-
Die
Basisstation B2 ist unterschiedlich konfiguriert und sendet Koordinaten
in Gruppen, um Bereiche zu definieren. Der erste Bereich ist innerhalb der
Koordinaten P1, P2, P3, P4, P5 und P6 definiert. Der zweite Bereich
ist innerhalb der Koordinaten P5, P6, P7 definiert. Ein dritter
Bereich ist innerhalb der Koordinaten P5, P6, P7, P8 und P9 definiert.
Ein vierter Bereich ist jedwede Position, die nicht durch die anderen
drei Bereiche abgedeckt ist. Vorzugsweise sendet die Basisstation
B2 die Koordinaten P1 bis P9 und die obigen Bereichsdefinitionen
zu der Mobilstation 16.
-
Eine
weitere Konfiguration ist in Zuordnung zu der Basisstation B3 gezeigt,
wo vier Bereiche definiert sind. Der erste Bereich ist durch einen
Radius R3 definiert. Ein zweiter Bereich ist westlich (links) der
Linie L1, und ein dritter Bereich ist durch den Bereich östlich (rechts)
von L2 definiert. Ein vierter Bereich ist durch die verbleibenden
Abschnitte, die nicht durch die drei anderen Bereiche abgedeckt
werden, definiert.
-
Noch
eine weitere beispielhafte Konfiguration ist zugeordnet zu der Basisstation
B4 gezeigt, wo drei Bereiche definiert sind. Der erste Bereich ist östlich (rechts)
der Linie L3, und ein zweiter Bereich ist westlich (links) der Linie
L3. Ein dritter Bereich ist durch einen Radius R4 von einer bestimmten
Koordinate P1 definiert. Mobilstationen 16, die nicht an
dem System teilnehmen, überspringen
einfach ein Messen dieser Einträge.
Eine Konfiguration ähnlich
jener, die durch B4 definiert ist, kann auch von Interesse sein,
wenn private Systeme innerhalb einer Zelle lokalisiert sind. Somit
können
die Kanaleinträge
für den Bereich,
der dem Radius R4 zugeordnet ist, einen oder mehrere Kanäle einschließen, die
zu privaten Systemen gehören.
Die Basisstation B4 kann die Koordinaten, Liniendefinitionen und
Gruppierungen senden, wie es die anderen Basisstationen tun. Überdies
können
für den
Bereich, der durch den Radius R4 definiert ist, die Identität und die
Definitionen privater Systeme in den zu messenden Kanälen eingeschlossen
sein.
-
4 ist
ein Beispiel von Systemen unter Verwendung von sektorisierten Zellen.
Wie veranschaulicht, weist jede Basisstation drei Sektoren auf: S1,
S2 und S3. Für
eine Basisstation B5 ist ein Bereich durch die Koordinaten P11,
P12 und P13 definiert. Ein weiterer Bereich ist mit Koordinaten
P11, P12 und P10 definiert, wobei die letztere die Position der
Basisstation ist. Noch ein weiterer Bereich ist westlich (links)
der Linie L6 und nördlich
(oberhalb) der Linie L5 definiert. Ein weiterer Bereich ist östlich (rechts)
von L6 und nördlich
(oberhalb) von Linie L5 definiert, aber nicht durch die ersten beiden
Abdeckungsbereiche definiert. Zwei zusätzliche Bereiche sind unter
Verwendung der verbleibenden Koordinaten definiert, die durch die
Linien L5 und L6 definiert sind. Diese Koordinaten, die Liniendefinitionen
und die Interpretationen werden von der Basisstation B5 gesendet.
-
Wie
oben stehend beispielhaft veranschaulicht, können interessierende Bereiche
in vielen unterschiedlichen Formen definiert werden. Beispielsweise
ein Satz von Koordinaten und hypothetisch verbundenen Bestandteilen
in einem Bereich. Ein weiteres Beispiel ist ein Abstand von der
Position einer Zelle, um dadurch Bereiche als konzentrische Gleise
zu definieren. Die Mittenposition der Aufnahmezelle kann auch als
fein definierter Bereich eingeschlossen sein.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann, sobald eine Mobilstation ihre Position bestimmt hat, diese
1) sämtliche
Eintrage, die dem Bereich zugeordnet sind, der die Mobilstation 16 enthält, auf
der Grundlage ihrer Position messen; 2) andere Einträge, wie
etwa Bereiche in der Nachbarschaft des identifizierten Bereichs,
mit einer niedrigen Frequenz messen, oder 3) bestimmte Einträge überhaupt
nicht messen. Die letzte Alternative wird vorzugsweise für nicht
benachbarte Bereiche aufgespart. Diese Entscheidungen werden vorzugsweise
zugeordnet zu einer Information ausgeführt, die eine Zellenkonfiguration
betrifft, wie etwa definiert durch die oben beispielhaft dargestellten
Bereiche. Es ist wichtig, dass jedwede Eingabe oder Information,
von welcher eine Position oder eine Mobilität abgeleitet werden kann, gleichermaßen gut
für sowohl
aktive als auch Leerlauf-Betriebsmodi geeignet ist.
-
Der
Grad einer Messrelaxation oder einer Änderung kann von mehreren Faktoren
allein oder in Kombination miteinander abhängen. Diese Faktoren schließen eine Änderung
in einer Position zwischen Positionsschätzungen; eine geschätzte Geschwindigkeit,
eine relative Position der Mobilstation 16 in Bezug auf
eine bedienende Zelle und jeweilige benachbarte Zellen oder eine
Zeit, die in einem gegenwärtigen
Zustand verbracht wird, ein. Letztere wird vorzugsweise verwendet,
während
andere Eingänge, wie
etwa eine Position oder eine Geschwindigkeit ungefähr konstant
sind. Bestimmte dieser Faktoren können außerhalb jedweder gegenwärtige spezifizierter
Protokollstandards oder Regelnmessung, z.B. einer Rundfunkbereich-spezifizischen
NL sein. Diese Information kann zu der Mobilstation 16 unter
Verwendung von Unterlisten gesendet und in Zuordnung zu spezifizierten
Messungsregeln verwendet werden.
-
Wenn
eine Mobilität
bestimmt wird, können die
Messungsprozeduren auf zahlreiche Weisen beeinflusst werden. Die
bevorzugtesten davon sind: 1) unmittelbares Aufgeben der gesamten
Messrelaxation; 2) bedingtes Aufheben der Relaxation; 3) Aufheben
der Messrelaxation in Abhängigkeit
von dem Grad einer Mobilität;
oder 4) Aufheben der Messrelaxation in Abhängigkeit von der relativen
Position der Mobilstation 16 in Bezug auf gegenwärtige und/oder jeweilige
Nachbarzellen. Beispielsweise wird es, wenn die Mobilstation 16 sehr
nahe an der Basisstation der bedienenden Zelle ist, in typischer
Weise eine Weile dauern, bis die Mobilstation eine Signalstärkengrenze
erreicht und bevor eine geografische oder in bevorzugter Weise die
Funkgrenz-Neuauswahl stattfinden wird. Wenn die Mobilstation 16 die Position
der benachbarten Basisstation aufweist, kann sie die Zeit berechnen,
die bei einer angenommenen Geschwindigkeit erforderlich ist, bevor
sie die Zellengrenze erreicht. Diese Zeit kann, unter der Annahme
einer konservativ hohen Geschwindigkeit, verwendet werden, um den
Grad einer Messrelaxation einzustellen, und einzustellen, wie schnell
zu reagieren ist, wenn eine Mobilität erfasst wird.
-
Als
ein weiteres Beispiel sei angenommen, dass die Mobilstation 16 in
einer Paketdatensitzung befasst ist und mehrfachschlitzfähig ist,
wie etwa eine Acht-Schlitz-GPRS-Mobilstation 16.
Als solches muss die Mobilstation 16 manchmal Rx- oder
Tx- oder beide Daten stoppen, um eine erforderliche Nachbarzellen-Messungsprozedur
zu erfüllen.
Dies führt
in notwendiger Weise zu einem verringerten Datenraten-Durchsatz.
Jedoch bewegt sich in den meisten Fällen eines Paketdatenbetriebs,
der zu einer hohen Datenübertragungsrate
führt,
der Benutzer nicht. Beispielsweise könnte ein Benutzer Information
aus dem Internet herunterladen, während er in einem Flughafen,
einem Besprechungsraum, einer Hotellobby oder einem Büro sitzt.
Die Mobilstation 16 kann Positionsschätzungen über der Zeit verwenden, um zu
bestimmen, dass er sich nicht bewegt. Die Wahrscheinlichkeit, dass
ein Kanalwechsel erforderlich ist, der der Grund ist, um diese Messungen
an erster Stelle auszuführen,
ist relativ niedrig. Je länger
die Mobilstation 16 bestimmt, dass sie sich nicht bewegt, desto
wahrscheinlicher ist es, dass für
die nächste Zeitperiode
jedwede Bewegung nicht vorhanden ist, und Kanalauswahlmessungen
können
weiter relaxiert werden. Somit kann die Zeit, in der die Mobilstation 16 in
einem gegenwärtigen
Zustand oder an einer gegenwärtigen
Position verbleibt, die Frequenz der Zellenmessungen beeinflussen.
Auf der Grundlage der Position oder der Mobilität innerhalb einer Zelle oder
eines Bereichs innerhalb einer Zelle kann die Mobilstation die Frequenz ändern, bei
der Kanalmessungen ausgeführt
werden, und eventuell die Zellen, die überwacht werden.
-
Es
muss darauf hingewiesen werden, dass eine Zellenneuauswahl stattfinden
kann, wenn eine Mobilstation 16 genau innerhalb der geografischen Grenze
der Zelle ist, wegen Signalausbreitungseffekten, die durch ein Abschatten
von Gebäuden
und Hügeln
hervorgerufen werden. Ferner kann bei einem hierarchischen Zellenaufbau
eine Zellenneuauswahl zwischen Zellen stattfinden, die von der gleichen
Position senden. Zu diesem Zweck wird eine Sicherheitsspanne bevorzugt,
wenn die Messrelaxation aktiviert und deaktiviert wird. Die Mobilstation 16 kann Messungen
benachbarter Zellen verwenden, um unter Verwendung der relativen
Signalstärke
vorherzusagen, wie nahe sie an einer potentiellen Zellenneuauswahl
oder einem Handover ist.
-
Wie
bemerkt, bestimmt in einem leitungsvermittelten Modus das zelluläre System
in typischer Weise, welche Zelle oder welcher Kanal zu verwenden
ist. Das System kann ein Handoff mit einer Mobilstation 16 wegen
einer Lastteilung zwischen Basisstation oder Sektoren darin durchführen, oder
der Kanal kann einer ernsten Störung
unterworfen sein, für welche
ein Intra-Zellen-Handoff vorteilhaft sein kann. Im Prinzip sollte
die Mobilstation das System nicht anzweifeln. Somit sollte Sorgfalt
angewandt werden, wenn bestimmt wird, wie aggressiv die Messrelaxation
von dem Vertreiber der Mobilstation implementiert wird, während sie
in dem leitungsvermittelten Modus ist.
-
In
dem Leerlaufmodus wird die Situation einfacher gesteuert, da das
einzige, was eine Zellenneuauswahl beeinflusst, die Messungen, die
von der Mobilstation 16 ausgeführt werden, und einige statische Parameter,
die über
Rundfunkkanäle
gesendet werden, sind. Somit kann die Mobilstation in dem Leerlaufmodus
zuverlässigere
Vorhersagen treffen. Beispielsweise kann die Mobilstation 16 bestimmen, dass
dann, wenn ein Nachbarlisteneintrag 10 dB stärker als der gegenwärtige Kanal
ist, diese dann eine Zellenneuauswahl ausführen wird. Es ist wichtig zu
erkennen, dass die oben beschriebenen Eingaben zusätzlich zu
einem Beeinflussen einer Zellenneuauswahl auch die Frequenz eines
Ausführens
von Positionsschätzungen
während
aktiver und Leerlauf-Modi in dem Maß beeinflussen können, in
dem es andere Anwendungen bereitstellen.