DE60038188T2

DE60038188T2 - Wechsel des frequenzbereichs in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60038188T2
Application number: DE60038188T
Authority: DE
Inventors: Jukka Peltola
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: WO2001047302A1; ATE387813T1; US7315525B2; AU2377101A; DE60038188D1; EP1269774A1; US20030091006A1; FI19992729A; EP1269774B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Der Gegenstand dieser Erfindung ist der Wechsel des Funkkanals, der von einer Transferverbindung verwendet wird, von einem Frequenzband zu einem anderen in einem Telekommunikationssystem, insbesondere in einem Mobiltelefonsystem, das mindestens zwei Frequenzbänder verwendet.
HINTERGRUND
Dualband-Mobilstationen sind auf den Markt gekommen, als Einband-Mobilstationssysteme nicht länger auf das Wachstum des Mobiltelefonverkehrs reagieren konnten. Das Dualbandsystem besteht aus zwei Netzen, die in verschiedenen Frequenzbereichen betrieben werden und Verkehr zwischen Mobilstationen und Basissendeempfängerstationen handhaben können. Eine Dualbandmobilstation kann Nachrichten auf beiden Frequenzbändern empfangen und senden. Die Wahl des Frequenzbandes hängt von der Verkehrsbelastung und den Empfangsmöglichkeiten jedes Bandes ab.
Ein typisches Dualbandsystem wird die 900 MHz GSM Netzfrequenz für ein Band und die 1800 MHz Frequenz für das andere Band verwenden. Das 1800 MHz Netz wird gewöhnlicherweise DCS (Digitales zellulares System) genannt; es wird auch GSM-1800 genannt, aber in diesem Kontext wird der Ausdruck DCS verwendet. Die Verwendung von zwei Frequenzbändern macht eine Zunahme der Mobilstationskunden im Vergleich zu einem Einbandsystem möglich. Da das GSM-Netz selber nicht länger fähig ist, die Anforderungen aller Kunden zu erfüllen, haben die Betreiber damit begonnen, das 1800 MHz Band zu bevorzugen, indem sie Verbindungen von Mobilstationen vom GSM-Frequenzband nach dort übertragen haben.
In der Praxis können Betreiber versuchen, Gespräche vom GSM zum DCS zu übertragen, immer wenn dies möglich ist, sogar wenn der Pegel des GSM-Signals für das Übertragen des Gesprächs ausreichend ist. Die gemessene Information, die für das Zuweisen des Kanals verwendet wird, wird durch den BCCH (Broadcast Control Channel, Sendesteuerkanal) empfangen. Es gibt Systeme mit einem BCCH auf sowohl den DCS als auch den GSM Frequenzen, aber es existieren auch Systeme mit einem BCCH auf nur einem Frequenzbereich. Der Gegenstand der Erfindung betrifft spezifisch solche Systeme mit einem BCCH, insbesondere Dualbandnetze, die die gemessene Information auf dem BCCH auf der DCS-Seite für eine Kanalzuweisung nicht zur Verfügung haben.
Einzelne BCCH-Systeme verwenden feste Schwellwerte auf der Basis von Mittelwertmessungen. Die Verwendung von Mittelwerten liefert jedoch keine korrekte Information über die tatsächlichen Signalpegel auf den Kanälen des DCS-Bandes. Theoretisch beträgt die Differenz zwischen den GSM und DCS Signalpegeln 6 dB. Der Betreiber kann jedoch eine Standardsignalpegeldifferenz für das Netz wählen, da die praktische Differenz in Abhängigkeit von der Netzstruktur und den Umgebungsbedingungen variieren kann.
Lassen Sie uns ein Beispiel der Frequenzbandgrenzen, wie es in 1 dargestellt ist, studieren. Wenn die (untere) Grenze des Signalpegels auf dem GSM-Band für das Wechseln des Frequenzbandes –80 dBm beträgt, so muss der DCS-Signalpegel, wenn der theoretische, feste Schwellwert verwendet wird, –86 dBm oder besser betragen, damit das Gespräch fortgesetzt werden kann. Die Signalpegel des GSM-Bandes, auf denen ein Transfer zu DCS ausgeführt werden wird, sind in der Figur mit diagonalen Linien markiert. Man kann sehen, dass wenn der GSM-Signalpegel unterhalb der Grenze von –80 dBm liegt, kein Versuch unternommen werden wird, um die Verbindung auf die DCS-Seite zu überführen, da das Ändern des Frequenzbandes in diesem Fall sehr wahrscheinlich nur die Gesprächsqualität erniedrigen wird. Das schattierte Gebiet der Figur ist das Gebiet, wo das DCS-Netz den Signalpegel akzeptieren wird.
Nehmen wir eine Situation an, wo wir das Gespräch vom GSM zum DCS überführen wollen (1A). Wenn jedoch der Signalpegel auf dem DCS-Band für das Aufrechthalten der Verbindung nicht ausreichend ist, wird das Netz versuchen, diese zurück zum GSM-Band zu überführen (1B). Wenn sich der Signalpegel noch über dem Schellwert für das GSM-Band befindet, wird ein weiterer Versuch unternommen, um das Gespräch zum DCS-Band zu überführen (2A), und so weiter. Wir haben eine Situation, bei der das Frequenzband unnötig vor und zurück gewechselt wird, was zu einer Verschlechterung der Gesprächsqualität und sogar zu einem Verlust der Verbindung führt. Um solche Probleme zu verhindern, besteht eine wohl bekannte Technik darin, einen Timer zu verwenden, der den nächsten möglichen Wechsel des Frequenzbandes verzögert. Das Problem beim Timer besteht jedoch in der Schwierigkeit, eine geeignete Verzögerung festzusetzen. Wenn die Verzögerung zu lang ist, wird es zu lang dauern, bis Frequenzwechsel stattfinden, was die Belastung auf die Netzressourcen erhöht. Wenn andererseits die Verzögerung zu kurz ist, besteht das Risiko zu häufiger Wechsel des Frequenzbandes. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu eliminieren.
Die US 5,574,973 offenbart ein Verfahren für das Registrieren eines Gesprächs in einem Dualmodus-Kommunikationsnetz. Die Registrierung arbeitet durch das Messen der Verfügbarkeit eines ersten Kommunikationssystems. Eine Qualitätsfaktor eines Kanals des Systems wird gemessen. Ein Kanal des ersten Systems wird ausgewählt, wenn der Qualitätsfaktor des Kanals einen Schwellwert übersteigt. Wenn ausgewählt, versucht der Teilnehmer das Gespräche zu registrieren. Wenn die Registrierung misslingt, wird die Verfügbarkeit eines zweiten Kommunikationssystems gemessen. Ein Qualitätsfaktor eines Kanals des zweiten Systems wird gemessen und gewählt, wenn der Qualitätsfaktor einen Schwellwert übersteigt. Der Teilnehmer wird dann versuchen, sich bei dem zweiten System zu registrieren. Die Wiederzuweisung funktioniert durch das Bestimmen, ob das erste System eine Kapazitätsgrenze erreicht hat. Wenn es das hat, so bestimmt es, ob ein Kanal auf dem zweiten System verfügbar ist. Wenn er verfügbar ist, wird ein Transfer des Gesprächs vom ersten zum zweiten System versucht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird in der Art gelöst, die in den unabhängigen Patentansprüchen beschrieben ist. Die Erfindung basiert auf der Idee die Verwendung eines festen Schwellwerts für das Wechseln des Frequenzbandwerts in Verbindung mit einem nicht erfolgreichen Wechsel des Bandes durch die Verwendung eines variablen Schwellwerts zu ersetzen. Der variable Schwellwert basiert auf Signalpegeln, die auf beiden Frequenzbändern gemessen werden. Ein neuer Versuch, das Frequenzband zu wechseln, wird unter Verwendung des neuen Schwellwerts vorgenommen. Wenn sogar der neue Versuch fehlschlägt, wird das System den Schwellwert wieder ersetzen.
LISTE DER ZEICHNUNGEN
Unten wird die Erfindung detaillierter unter Bezug zu den Beispielen in den 2–4, die in den angefügten Zeichnungen gezeigt sind, beschrieben.
1 zeigt Schwellwerte des Stands der Technik für das Wechseln von Frequenzbändern,
2 zeigt den Teil des Telekommunikationsnetzes, wo die Erfindung wirkt,
3 zeigt ein Verfahren gemäß der Erfindung,
4 zeigt Schwellwerte gemäß der Erfindung für das Wechseln von Frequenzbändern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Kunden von Gesprächen/Mobilstationen, bei denen der Betreiber auf der Basis gewisser Kriterien gewählt hat, einen Transfer vom GSM-Frequenzband zum DCS-Frequenzband in einem System mit einem einzigen BCCH auszuführen. Diese Kriterien sind aus der Sicht der Erfindung, die sich bloß auf den Wechsel des Frequenzbandes für das gewählte Gespräch/den gewählten Mobilstationskunden konzentriert und insbesondere auf den wiederholten Versuch eines Wechsels, wenn der erste Versuch misslungen ist, nicht relevant.
Lassen Sie uns anhand eines in den 2 und 3 dargestellten Beispiels den Wechsel eines Frequenzbandes in einem System, das nur einen BCCH im GSM-Systemband aufweist, studieren. Die Mobilstation MS, die das GSM-Frequenzband für das Übertragen des Gesprächs verwendet, tritt in das Abdeckungsgebiet einer Basissendeempfängerstation BTS 1 ein. Die Mobilstation misst die Stärke des Signals, die sie von der Basissendeempfängerstation empfängt (Schritt 31) und sendet diese Information an die Basissendeempfängerstation, die diese an die Basisstationssteuerung BSC gibt (Schritt 32). Die Basisstationssteuerung prüft, welcher Frequenzbereich verwendet wird, um das Gespräch zu übertragen (Schritt 33). Wenn die Übertragung auf dem GSM-Band (erstes Frequenzband) erfolgt, prüft die Basisstationssteuerung, ob dies der erste Versuch ist, vom GSM-Band zum DCS-Band zu wechseln (Schritt 34). Wenn es der erste Versuch ist, verwendet die Basisstationssteuerung den festen Signalstärkeschwellwert, den der Betreiber für das GSM-Netz festgelegt hat (Schritt 35), als Basis für das Fällen einer Entscheidung im Hinblick auf einen Wechsel der Frequenz (Schritt 36). (Der feste Signalstärkeschwellwert, der vom Betreiber verwendet wird, kann beispielsweise einer sein, der Langzeitmittelwerten folgt und kann sich somit von Zeit zu Zeit ändern). Wenn der Signalpegel gleich oder höher als der Schwellwert ist, wechselt die Basissendeempfängerstation, indem sie der Anweisung von der Basisstationssteuerung folgt, von der Frequenz, die von der Mobilstation verwendet wird, zum DCS-Frequenzband (Schritt 37). Wenn der Signalpegel sich unter dem Schwellwert befindet, wird das Gespräch auf derselben Frequenz fortgesetzt (Schritt 38). Die gestrichelte Linie symbolisiert die Tatsache, dass das System die Signalstärke auf dem Frequenzband, das für das Gespräch genutzt wird, konstant überwacht.
Nach dem Wechsel misst die Mobilstation den Signalpegel auf dem DCS-Frequenzband (Schritt 31) und sendet diese Information an das Netz (Schritt 32). Da die Übertragung sich nun nicht auf dem GSM-Band (dem ersten Frequenzband) befindet, bewegen wir uns direkt vom Schritt 33 zum Schritt 35 in 3. Wenn die Signalstärke ausreichend ist, so wird das Gespräch auf dem DCS-Band fortgesetzt (Schritte 36 und 38). Wenn die Signalstärke jedoch ungenügend ist, schaltet der feste Teil des Netzes das Gespräch zurück zum GSM-Band (Schritte 36 und 37).
Das feste Netz macht einen weiteren Versuch, um das Frequenzband zu wechseln, wenn sich die Signalstärke auf dem GSM-Frequenzband noch mindestens auf dem Pegel des festen Schwellwerts befindet. Da die Übertragung nun auf dem GSM-Band (erstes Frequenzband) erfolgt, und da der Versuch des Wechsels ein wiederholter Versuch ist, bewegen wir uns durch die Schritte 33 und 34 zum Schritt 39 in 3, wo als Ergebnis des misslungen Versuchs des Wechsels gemäß der Erfindung ein neuer Schwellwert bestimmt wird, um den festen Schwellwert zu ersetzen. Der neue Schwellwert wurde auf der Basis der Messungen des Signalpegels auf beiden Frequenzbändern erhalten, indem beispielsweise die folgende Formel angewandt wird: GSM.ob.neu = DCS.tar + GSM.ob – DCSobwobei

GSM.ob.neu: = der neue Signalpegelschwellwert auf dem GSM-Frequenzband, ausgedrückt in dBm,
DCS.tar: = der Sollsignalpegelschwellwert auf dem DCS-Frequenzband, ausgedrückt in dBm,
GSM.ob: = der gemessene Signalpegelschwellwert auf dem GSM-Frequenzband, ausgedrückt in dBm, vor dem Wechsel des Frequenzbandes,
DCSob: = der gemessene Signalpegelschwellwert auf dem DCS-Frequenzband, ausgedrückt in dBm, nach dem Wechsel des Frequenzbandes.

Durch den neuen Schwellwert werden die Schritte 35 und 36 nach diesem zu einem Wechsel des Frequenzbandes in den Fällen führen, bei denen es wahrscheinlicher ist, dass ein solcher Wechsel erfolgreich ist.
Lassen Sie uns das Beispiel in 4 studieren, wo die Signalpegelgebiete in derselben Weise wie in 1 markiert worden sind. Lassen sie uns annehmen, dass der Betreiber 8 dB als die Signalpegeldifferenz zwischen GSM und DCS verwendet, und dass der Sollsignalpegel auf dem DCS-Frequenzband (DCS.tar) mindestens –95 dBm (Pegel A) beträgt. Dann beträgt der Schwellwert des GSM-Frequenzbands (GSM.ob) –87 dBm (Pegel B). Wenn jedoch der Pegel des DCS-Signals (DCS.ob) nach dem Wechsel der Frequenz (4A) beispielsweise –99 dBm (Pegel C) beträgt, wird das Gespräch zurück zum GSM-Frequenzband übertragen (4B), wonach ein neuer Schwellwert GSM.ob.neu berechnet werden wird. Der neue Schwellwert wird: –95 dBm – 87 dBm + 99 dBm = –83 dBm (Pegel D). Somit wird ein neuer Versuch (4C) nur unternommen, wenn der Pegel des GSM-Signals –83 dBm oder besser ist.
Das obige Beispiel zeigt, dass da der Signalpegel nach dem Wechsel um 4 dBm niedriger als der Sollminimumwert nach dem Wechsel (–95 dBm) ist, sich der Schwellwert des GSM-Bandes um 4 dBm erhöhen wird, was zu einem neuen Wert von –83 dBm führt. Der neue Schwellwert muss nicht notwendigerweise ein Ergebnis der obigen Formel sein; er kann ein Ergebnis der Rundung auf den nächsten praktikablen Wert sein, in Abhängigkeit von den Messsystemen und ihrer Genauigkeit. Alternativ ist es möglich, eine Tabelle zu verwenden, die den neuesten Schwellwert auf der Basis der gemessenen Werte (GSM.ob, DCS.ob) angibt. Die Schwellwerte in der Tabelle können der obigen Formel mit dem gewünschten Pegel der Genauigkeit folgen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ergibt einen Schwellwert für einen Wechsel des Frequenzbandes der für die betreffende Mobilstation unter den vorliegenden Bedingungen optimal ist. Der neue Schwellwert wird somit realistische Chancen für einen Erfolg eines neuen Versuch, das Band zu wechseln, erzeugen. Sogar wenn der neue Versuch misslingt, kann die Berechnung des Schwellwerts wiederholt werden, wie das in 3 dargestellt ist. Da die Abdeckung des GSM-Netzes besser als die des DCS-Netzes ist, gibt es keinen Punkt des Versuches, die Frequenz zu wechseln, wenn die Signalqualität auf dem GSM-Band für das Aufrechthalten der Verbindung nicht ausreichend ist. Der Wechsel von GSM zu DCS ist nur vernünftig, wenn der Signalpegel gut ist, und es eine Notwendigkeit gibt, Kapazität des GSM-Netzes zu sparen.
Obwohl die Erfindung hier in Bezug auf ein Dualband-Mobilstationssystem beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass sie auch innerhalb des Umfangs der Idee hinter der Erfindung in anderen Funksystemen verwendet werden kann, wie Funksystemen mit zwei Frequenzbändern. Das Bestimmen des neuen Schwellwerts muss nicht auf Messungen auf beiden Frequenzbändern basieren; beispielsweise kann empirisch gesammelte statistische Information für diese Bestimmung verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Ändern der Funkfrequenz, die von einer Mobilstation in einem Mobilstations-System verwendet wird, das mindestens eine Mobilstation (MS) und ein festes Netzwerk einschließt, die über eine Funkstrecke miteinander verbunden sind, wobei die Funkstrecke mindestens zwei Frequenzbänder verwendet, um Informationen zwischen der Mobilstation und dem festen Netzwerk zu übertragen, wobei in dem Verfahren – die Stärke des Signals, das von der Mobilstation auf dem ersten Frequenzband empfangen wird, gemessen wird (31); – die Informationen, welche die gemessene Signalstärke betreffen, an das feste Netzwerk gesendet werden (32); – die auf dem ersten Frequenzband gemessene Signalstärke mit dem vorbestimmten Schwellwert des ersten Frequenzbands verglichen wird (35), und das Frequenzband geändert wird (37), wenn nötig; – als Folge des Änderns die Stärke des Signals, das von der Mobilstation auf dem zweiten Frequenzband empfangen wird, gemessen wird (31); – die Informationen, welche die gemessene Signalstärke betreffen, an das feste Netzwerk gesendet werden (32); – die auf dem zweiten Frequenzband gemessene Signalstärke mit dem vorbestimmten Schwellwert des zweiten Frequenzbands verglichen wird (35), und die Frequenz zu dem ersten Frequenzband zurück geändert wird (37), wenn nötig; dadurch gekennzeichnet, dass als Folge der vorstehenden Rückkehr zu dem ersten Frequenzband der Schwellwert des ersten Frequenzbands geändert wird (39), und der geänderte Schwellwert dann für den Vergleich mit der gemessenen Signalstärke des ersten Frequenzbands verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert auf der Grundlage von Messungen auf dem ersten und dem zweiten Frequenzband geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geänderte Signalstärke-Schwellwert erhalten wird durch die Formel GSM.ob.new = DCS.tar + GSM.ob – DCSobwobei GSM.ob.new = der neue Signalpegel-Schwellwert auf dem ersten Frequenzband ist, angegeben in dBm; DCS.tar = der Sollsignalpegel-Schwellwert auf dem zweiten Frequenzband ist, angegeben in dBm; GSM.ob = der gemessene Signalpegel-Schwellwert auf dem ersten Frequenzband vor der Änderung des Frequenzbands ist, angegeben in dBm; DCSob = der gemessene Signalpegel-Schwellwert auf dem zweiten Frequenzband nach der Änderung des Frequenzbands ist, angegeben in dBm.
Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Frequenzband das 900 MHz Band ist, und das zweite Frequenzband das 1.800 MHz Band ist.
Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Frequenzband das 400 MHz Band ist, und das zweite Frequenzband das 1.800 MHz Band ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des festen Netzwerks, der die Entscheidung über das Ändern des Frequenzbands trifft, der Basisstationskontroller (BSC) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geänderte Signalstärke-Schwellwert auf der Grundlage von gemessenen Ergebnissen aus einer Tabelle erhalten wird, in der Schwellwerte, die den gemessenen Ergebnissen entsprechen, vorher gespeichert wurden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geänderte Signalstärke-Schwellwert aus einer Tabelle erhalten wird, gebildet auf der Grundlage von statistischen Informationen, in der Schwellwerte, die den gemessenen Ergebnissen entsprechen, vorher gespeichert wurden.
Anordnung zum Ändern des Frequenzbands, das von einer Mobilstation in einem Mobilstations-System verwendet wird, das mindestens eine Mobilstation (MS) und ein festes Netzwerk einschließt, die über eine Funkstrecke miteinander verbunden sind, wobei die Funkstrecke mindestens zwei Frequenzbänder verwendet, um Informationen zwischen der Mobilstation und dem festen Netzwerk zu übertragen, wobei das feste Netzwerk Vergleichsinstrumente, um die Signalstärke des derzeit in Verwendung befindlichen Frequenzbands mit einem vorbestimmten Schwellwert zu vergleichen, der für jedes Frequenzband spezifisch ist, und Instrumente einschließt, die auf die Vergleichsinstrumente ansprechen, um das Frequenzband auf der Funkstrecke zwischen der Mobilstation und dem festen Netzwerk zu andern, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Netzwerk die Schwellwert-Bestimmungsinstrumente zum Ändern von mindestens einem Band-spezifischen Schwellwert einschließt, wobei die Schwellwert-Bestimmungsinstrumente erste Prüfinstrumente zum Überprüfen des verwendeten Frequenzbands und zweite Prüfinstrumente zum Überprüfen einschließen, ob der Versuch, die Frequenz zu ändern, der erste gemachte Versuch war.