DE60123647T2

DE60123647T2 - Funkeinheit für ein kommunikationssystem und weiterreichungsverfahren

Info

Publication number: DE60123647T2
Application number: DE60123647T
Authority: DE
Inventors: Michael Grant Basingstoke EMBERSON; Mark Shahaf; Rafael Carmon; Nimrod Glazer
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: GB2369957B; EP1332639B1; GB0018371D0; EP1332639A2; WO2002011485A3; ES2272542T3; DE60123647D1; AU2001291680A1; WO2002011485A2; ATE341912T1; GB2369957A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem, eine Funkeinheit und ein Verfahren zum Durchführen eines Handovers auf dem Gebiet von Funkkommunikationen. Die Erfindung ist insbesondere auf das Handover von Versorgungszellen in einem Mehrzellen- oder Mehrstationsfunkkommunikationssystem anwendbar.
Hintergrund der Erfindung
Zellulare Mobilfunkkommunikationssysteme sind so ausgelegt, dass sie zumindest eine Basistransceiverstation (BTS) und ein oder mehrere Teilnehmereinheiten, die mit zumindest einer BTS verbunden und von ihr versorgt werden kann (können), umfassen. Bei den Teilnehmereinheiten handelt es sich üblicherweise entweder um fahrzeugmontierte 'mobile' oder 'handtragbare' Funkeinheiten. Von nun an wird der Begriff 'Mobilstation' ('MS') verwendet, um all solche Teilnehmereinheiten zu umfassen. Beispiele für solche Funkkommunikationssysteme mit BTS und MS, die Kommunikationsverbindungen zwischen Benutzern zur Verfügung stellen, umfassen Betriebsfunk (PMR/Private Mobile Radio)-Systeme, die in erster Linie gebündelte Kommunikationsdienste und Anwendungen anbieten, und zellulare Funksysteme, die in erster Linie Mobiltelefoniedienste anbieten.
In einem Bündelfunkkommunikationssystem initiiert eine MS normalerweise eine Kommunikationsverbindung mit einer von den BTS des Systems, um mit einem anderen MS-Funkgerät zu kommunizieren. Bei der Kommunikationsverbindung kann es sich um eine Simplex-, Halbduplex- oder Vollduplexverbindung, die auf einem Hochfrequenz (HF)-Kommunikationskanal ausgeführt wird, handeln. Um die Herstellung einer Kommunikationsverbindung zu unterstützen, ermöglicht es das Kommunikationssystem der MS, eine Anforderung für einen Zugang zu der BTS zu übertragen. Es ist bekannt, dass Benutzer gerne im Stande wären, auf eine Kommunikationsverbindung zuzugreifen, wann immer es der Benutzer möchte. Es ist auch bekannt, dass, sobald eine Kommunikationsverbindung hergestellt worden ist und ein Benutzer auf derjenigen Kommunikationsverbindung mit einem anderen Benutzer kommuniziert, der Benutzer gerne möchte, dass diese Verbindung mit einem Minimum an Störung in der Kommunikation bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Benutzer die Verbindung beenden möchte, aufrechterhalten wird.
In Mehrzellen- oder Mehrstationskommunikationen muss die Kommunikationsverbindung aufrechterhalten werden, während der Benutzer zwischen unterschiedlichen Zellen umherstreift. Deshalb muss ein Handover der Kommunikationsver bindung zwischen Zellen, und zwar zwischen einer versorgenden Zelle und einer Zelle, in die sich der Benutzer begibt, während des Rufs ausgeführt werden. Um zu vermeiden, dass die Kommunikationsverbindung unterbrochen wird und der Benutzer wahrscheinlich unzufrieden ist, muss dieses Handover insofern so nahtlos wie möglich stattfinden, als es dem Benutzer nicht bewusst gemacht werden sollte, dass solch ein Handover tatsächlich stattfindet.
Ein solches Mehrzellenkommunikationssystem wird in der Spezifikation für Terrestrial Trunked Radio (TETRA/Terrestrischer Bündelfunk) – bei dem es sich um ein standardmäßiges digitales Betriebssystem handelt – des Europäischen Instituts für Telekommunikationsnormen (ETSI) beschrieben. Bei TETRA handelt es sich um ein System mit Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA/Time Division Multiple Access), welches seine Kommunikationsressource in Zeitperioden (Schlitze, Rahmen, Superrahmen) teilt. In Systemen wie z. B. TETRA ist ein Scannen des 'Hintergrunds' der Nachbarzellen erforderlich gewesen, damit eine MS im Stande ist, eine Zellalternative zu derjenigen gegenwärtig verwendeten, die die MS des Benutzers besser versorgen kann, zu erkennen. Falls solch eine alternative Zelle ermittelt wird, wird geprüft, ob ein Handover der Kommunikation zu derjenigen Zelle angebracht ist. In Bezug auf diejenige und andere Zellen, wobei die gegenwärtig versorgende Zelle umfasst wird, werden Messungen aus vorgegebenen Zellparametern, wie z. B. Signalstärke, wie an der MS empfangen, ausgeführt. Wo detektiert wird, dass ein Handover angebracht ist, wird es ausgeführt.
Die Patentveröffentlichung US5987332 A offenbart eine Basisstation, die Informationen über benachbarte Basissta tionen überträgt, wobei eine Nachbarzellliste umfasst wird, die für jede identifizierte Nachbarzelle Informationen über Kommunikationskanalfrequenzen oder andere Kommunikationsressourcen, die erforderlich sind, um ein Überwachen von Übertragungen von denjenigen benachbarten Basisstationen zu ermöglichen, umfasst.
Gewöhnlich gibt es in Bündelsystemen, die gegenwärtig im Gebrauch sind, und insbesondere in TETRA-Systemen, drei unterschiedliche Verfahren, die zum Hintergrund-Scanning verwendet werden, und zwar:

(i) Vordergrund-Scanning, bei dem es keine aktuelle Kommunikation gibt und das Scannen die einzige Aktivität ist;
(ii) Hintergrund-Scanning, bei dem Kommunikationen mit der aktuellen versorgenden Zelle parallel zu dem Scanning beibehalten werden und das Scannen zu keiner Unterbrechung in demjenigen Dienst führt; und
(iii) Unterbrechendes Scanning, bei dem Kommunikationen mit der aktuellen versorgenden Zelle parallel zu dem Scanning beibehalten werden, das Scanning aber zu begrenzten Unterbrechungen in demjenigen Dienst führt.

Das effizienteste Scann-Verfahren ist eindeutig das Hintergrund-Scanning, bei dem die MS ihre Verwendung der verfügbaren Kommunikationsressource optimiert und dennoch eine Unterbrechung in dem Kommunikationsdienst, der durch diejenige Ressource zur Verfügung gestellt wird, vermeidet.
Es ist bekannt, dass die MS die Funktion des Hintergrund-Scannings ausführt, indem sie während Zeitperioden, üblicherweise Zeitschlitzen, der Inaktivität Übertragungen von Nachbarzellen scannt. Solches Scannen findet statt, während eine Kommunikation während der anderen entsprechen den Zeitperioden, die durch die MS beim Kommunizieren mit der BTS der versorgenden Zelle verwendet werden, aufrechterhalten wird. Wenn eine optimalere Kommunikationsverbindung mit einer alternativen BTS oder Zelle identifiziert worden ist, werden Zellneuwahl und Handover ausgeführt. Falls die Zellneuwahl und das Handover, um anschließenden Zugang zu einer Ressource auf der neuen Zelle zur Verfügung zu stellen, stattgefunden haben, ohne dass der Benutzer der MS von dem Handoverprozess Kenntnis hat, dann gilt das Handover als nahtlos, d. h. die MS und ihre versorgende BTS haben das Handover der Kommunikationsverbindung des Benutzers zu der neuen Zelle nahtlos durchgeführt.
In einer möglichen Handoversituation und um zu selektieren, welche Nachbarzellen für ein Scanning (Synchronisieren mit und Decodieren von Broadcast-Daten) geeignet sind, muss die MS zuerst eine Überwachungsfunktion aller potentiellen Kandidaten-/Nachbarzellen durchführen. Die MS überwacht und misst Parameter, wie z. B. Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) oder äquivalente Signalqualität, in Bezug auf die Kandidatenzellen innerhalb ihres Empfangsbereichs, um zu ermitteln, von welcher Zelle sie am besten versorgt wird. Alternativ oder zusätzlich kann durch ihre versorgende BTS eine Zielüberwachungsliste von potentiellen Kanälen und/oder Zellen bereitgestellt werden. Dieser Überwachungsprozess und -parameter, wie z. B. RSSI-Messungen, werden üblicherweise während nicht zugeordneter oder unbenutzter Zeitschlitze eines physikalischen (Verkehrs- oder Signalisierungs-) Kanals, dem die MS zugeordnet ist, durchgeführt. Wann immer es möglich ist, werden Messungen von Nachbarzellsignalen durchgeführt, wobei die Betriebsart und die Frequenzschaltfähigkeit der MS berücksichtigt werden. Die MS berechnet für jeden Kanal jeder Zelle einen laufenden Durchschnitt aus, sagen wir mal, 5 Messungssamples über eine ausreichende Messungssampledauer. Sobald die Signalstärke/Signalqualität für alle angrenzenden Zellen ermittelt worden ist, kann die MS ein Subset an Zellen, z. B. ein oder zwei als bevorzugte Zellen, für welche sie einen vollständigen Hintergrund-'Scan' ausführen möchte, selektieren.
Um ein nahtloses Handover zu solch einer alternativen benachbarten Zelle durchzuführen, muss die MS im Stande sein, auf alle der relevanten Systemparameter zuzugreifen, die derjenigen alternativen Zelle zugeordnet sind, und die Qualität einer Kommunikationsverbindung zwischen ihr selbst und der BTS, die die alternative Zelle versorgt, zu prüfen. Beim Hintergrund-Scanning wird das durch ein Synchronisieren mit einer alternativen Zelle/alternativen Zellen, Empfangen und Decodieren von Broadcast-Übertragungen während Kommunikationsinaktivitätsperioden der MS, nämlich während Perioden, in denen sie nicht Signale an ihre versorgende BTS überträgt oder Signale von ihr empfängt, erreicht.
Für Benutzer weist die Notwendigkeit, ein Hintergrund-Scanning durchzuführen, allerdings eine Reihe von Nachteilen auf. Um sich zum Beispiel in einem TETRA-System mit jedem Kanal auf jeder angrenzenden Zelle zu synchronisieren, muss die MS Broadcast-Übertragungen auf dem Broadcast-Netzkanal (BNCH/Broadcast Network Channel) und/oder dem Broadcast-Signalisierungskanal (BSCH/Broadcast Signalling Channel) empfangen und demodulieren/decodieren. In TETRA finden diese Übertragungen nur ungefähr einmal pro Sekunde statt. Als solches kann die MS eine erhebliche Zeit warten müssen, bevor ein Hintergrund-Scanning durchgeführt werden kann. Wenn ein Scanning durchgeführt wird, erfordert die Notwendigkeit, die Broadcast-Übertragungen zu empfangen und zu decodieren, eine erhöhte Verarbeitungsleistung.
Darüber hinaus mag die MS unter gewissen Umständen nicht im Stande sein, ein Hintergrund-Scanning der Nachbarzellen auszuführen. Das kann daran liegen, dass die MS nicht ausreichend Zeit, z. B. nicht ausreichend Zeit seit dem letzten Handover, hat, um das Scanning auszuführen, oder dass nicht rechtzeitig genügend Nachbarzellbroadcastinformation von der BTS verfügbar ist. In solch einer Situation besteht die einzige Alternative für die MS darin, den Ruf vorübergehend abzubrechen (Unterbrechungs-Scanning), so dass die MS Übertragungen von vielleicht einer Reihe von alternativen BTS 'scannen' und dann eine geeignete Nachbarzelle zur Verwendung für eine Wiederherstellung der Kommunikationsverbindung selektieren kann. Das führt, insbesondere falls es sich bei dem Ruf um einen Vollduplexruf handelt, für den MS-Benutzer zu einer erkennbaren und störenden Unterbrechung in einer Kommunikation. Falls es die BTS ermöglicht, dass der Ruf wiederhergestellt oder fortgesetzt wird, dann wird der Ruf gänzlich beendet und der MS-Benutzer muss den ganzen Verbindungsaufbauprozess erneut durchführen.
Andere drahtlose Kommunikationssysteme, die kontinuierlich Sprache oder Daten übertragen, leiden unter ähnlichen Handoverproblemen. Ein solches drahtloses System ist das analoge Bündelfunksystem MPT1327, das ein Mehrfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA/Frequency Division Multiple Access)-Protokoll verwendet, das seine Kommunikationsressource in Frequenzblöcke teilt. Als solches erfolgt eine Kommunikation auf irgendeiner bestimmten Frequenz gewöhnlich kontinuierlich, wobei keine Zeitperiode vorhanden bleibt, um ein Nachbarzell-Scanning auszuführen.
Ein weiteres gebräuchliches Protokoll zur drahtlosen Kommunikation ist der Mehrfachzugriff im Codemultiplex (CDMA/Code Division Multiple Access). Der US IS-95 und die digitalen zellularen Systeme der 3. Generation verwenden CDMA-Technologie, die ihre Kommunikationsressource in codierte Blöcke teilt. Somit übertragen jederzeit alle Benutzer auf allen Frequenzen. Kommunikationsverbindungen werden durch die Codes, die entsprechende Kommunikationen verwenden, unterschieden. CDMA-Systeme wie in IS-95 dargelegt stellen ungenügende Mittel für ein Inter-Frequency Handover und Inter-System Handover zur Verfügung. Solche kontinuierlichen Übertragungssysteme ermöglichen es einer MS nicht, während sie in einem Ruf aktiv ist, andere Frequenzen ihrer versorgenden Zelle/Systems oder anderer Zellen/Systeme zu scannen, es sei denn, es werden mehrere Empfänger zur Verfügung gestellt, was sich nachteilig auf Kosten, Größe und Gewicht einer MS auswirkt.
Bei CDMA wird oft ein Soft Handover, bei dem ein Handover zwischen angrenzenden Zellen in einer Reihe von Zwischenstadien durchgeführt wird, ausgeführt. In einem Soft Handover-Modus kommuniziert die MS gleichzeitig mit mehreren BTS, die als in dem "aktiven Satz" der MS befindlich gelten. Alternativ könnte die MS mit der BTS verhandeln, um in einen zeitdiskontinuierlichen Modus einzutreten, um der MS Zeit zu gewähren, andere Frequenzen zu überwachen. In einem zeitdiskontinuierlichen Betriebsmodus überträgt eine CDMA-MS mit einer Sendeleistung, die zweimal so hoch ist wie ihre normale (spezifizierte), für die Hälfte der vorge sehenen Sendezeit, um dieselbe Durchschnittssendeleistung zu gewährleisten. Dadurch, dass ein Betriebsmodus Eingang findet, wo die MS nur die Hälfte der Zeit lang überträgt, ist sie im Stande, in der anderen 'Hälfte' der Zeitperiode Übertragungen von alternativen (benachbarten) Zellen zu scannen. Diese Lösung ist allerdings besonders aufwendig, wobei der Leistungsverstärker der MS mit einer Spitzenleistung, die doppelt so hoch ist wie die vorherige, arbeiten muss, ebenso wie auch eine negative Auswirkung auf Systeminterferenzpegel aufgewiesen wird.
Zusammengefasst handelt es sich bei der Notwendigkeit zu "scannen" und der Folgeauswirkung der Scanningoperation auf die Effizienz des Kommunikationssystems, der BTS und der MS um ein großes Problem bei der Bereitstellung eines Handovers von Kommunikationsverbindungen zwischen einer versorgenden BTS und einer benachbarten BTS. Diese Erfindung strebt danach, solch ein Problem bei der Bereitstellung eines Handovers, das heißt eine MS bewegt sich von einer Zelle/Station zu einer anderen, zu verringern.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein zellenbasiertes Kommunikationssystem zu Verfügung gestellt, das eine Mehrzahl von Mobilstationen und eine Mehrzahl von Basistransceiverstationen, von denen jede Mobilstationen innerhalb einer definierten Zelle versorgt, umfasst, wobei das System umfasst: zumindest eine Basistranceiverstation, die betriebsfähig ist, eine Broadcast-Nachricht, die Information über Nachbarbasisstationen zur Verfügung stellt, an durch sie versorgte Mobilstationen zu senden; und zumindest eine Mobilstation, die betriebsfähig ist, solch eine Broadcast-Nachricht zu empfangen und die in der Broadcast-Nachricht umfasste Information zu verwenden; dadurch gekennzeichnet, dass das System gemäß TETRA-Standard-Prozeduren arbeitet und die Broadcast-Nachricht einen Farbcode von zumindest einer anderen Basistrasceiverstation, die Mobilstationen in einer Nachbarzelle versorgt, umfasst, wobei es sich bei dem Farbcode um eine identifizierende Adresse handelt, die ein zellspezifisches Scramblingmuster ermittelt, das durch die andere Basistransceiverstation für ein Scrambling von Übertragungen durch diejenige Basistransceiverstation verwendet wird und zur Verwendung durch Mobilstationen für eine Kenntnis des Scramblingmusters, um solche Übertragungen zu descramblen, erforderlich ist, wobei der Farbcode in der Broadcast-Nachricht in codierter Form umfasst ist und wobei die Mobilstation betriebsfähig ist, die empfangene Broadcast-Nachricht zu decodieren, um den Farbcode zu erhalten.
Da die Mobilstation (MS) und ihre versorgende Basistransceiverstation (BTS) einen vorgegebenen Algorithmus, der beiden bekannt ist, aufweisen, um dieselbe zellspezifische Information einer Kandidatenzelle für ein Handover der Mobilstationskommunikation zu erzeugen, wobei die zellspezifische Information den Farbcode der Basistransceiverstation einer Nachbarzelle umfasst, der in einer codierten Broadcast-Nachricht durch die versorgende Basistransceiverstation gesendet wird, besteht keine Notwendigkeit dafür, dass die Mobilstation ein Hintergrund-Scanning der Kandidatenzelle durchführt.
Die versorgende Basistransceiverstation kann Mittel umfassen, um Zellparameterinformation zur Verfügung zu stellen, und ist vorzugsweise betriebsfähig, ein codiertes Signal zu erzeugen, in dem Information über die Identität der Nachbarzelle und weitere Information über die Nachbarzelle umfasst ist, die durch die MS und die BTS benötigt wird, um ein Handover der MS durchzuführen, so dass sie durch die zweite BTS versorgt wird. Vorzugsweise wird dasselbe codierte Signal sowohl in der versorgenden BTS als auch der MS erkannt.
Der Farbcode unterscheidet die durch die andere benachbarte BTS versorgte Zelle von anderen Zellen, um irrtümliches Multiplexing von Rufen auf unterschiedlichen Zellen zu vermeiden, und wird verwendet, um zum Beispiel Scrambling- und Frequenzwiederverwendungsmuster der Zielzelle zu definieren. Vorzugsweise umfasst die durch die versorgende BTS gesendete codierte Broadcast-Nachricht einen Signalinhalt, der sowohl durch die MS als auch die versorgende BTS erkannt wird, um die Farbcodes von jeder aus einem Satz an Zellen innerhalb des Systems zu definieren.
Die MS ermittelt vorzugsweise, ob ein Handover basierend auf der bereitgestellten Zellparameterinformation stattfinden sollte, und ein nahtloses Handover wird ausgeführt, falls ein Handover erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überwacht die MS Signale von einer Anzahl von BTS und ermittelt zumindest eine Kandidaten-BTS für ein Handover basierend auf solchem Überwachen. Die MS kann Information über die überwachten Signale an ihre versorgende BTS übertragen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Nachbarzellparameterinformation, die den Farbcode umfasst – wie z. B. eine minimal korrelierte Folge, die von einem linear rückgekoppelten Schieberegister erzeugt wird – unter Ver wendung eines Pseudozufallsfolgengenerators erzeugt. Solch ein Generator kann in der MS oder der BTS oder vorzugsweise beiden umfasst sein.
Auf diese Weise kann die erzeugte Pseudozufallsfolge zum Beispiel in einer Mehrzahl von Ziffernblöcken zur Verfügung gestellt werden, die eine Mindestkorrelation zwischen ihren entsprechenden benachbarten Blöcken in der Pseudozufallsfolge aufweisen, wodurch irgendein Fehler bei einer Ermittlung der Parameterinformation der richtigen Kandidatenzelle (oder BTS) reduziert wird.
Alternativ kann das Kommunikationssystem gemäß der Erfindung so sein, dass die versorgende BTS betriebsfähig ist, ein Signal, das einen Code für die Identität von Nachbarzellen und einen Abschnitt, der den Farbcode jeder identifizierten entsprechenden Nachbarzelle anzeigt, umfasst, an durch sie versorgte Mobilstationen zu übertragen. Die Farbcodeinformation kann zum Beispiel durch die Basistransceiverstation der versorgenden Zelle von ihren Nachbarn erhalten werden und als Teil eines Zellstandortdeskriptorteils des Broadcast-Signals, z. B. als ein Block der letzten signifikanten Ziffern, z. B. der letzten sechs signifikanten Ziffern, des so genannten Location Area (LA) Code in Bezug auf eine identifizierte Nachbarzelle, periodisch zur Verfügung gestellt werden.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Funkeinheit, die den Betriebsfunktionen der MS des zuvor genannten Kommunikationssystems im Wesentlichen entspricht, zur Verfügung gestellt.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Basistransceiverstation, die den Betriebsfunktionen der versorgenden BTS des zuvor genannten Kommunikati onssystems im wesentlichen entspricht, zur Verfügung gestellt.
In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsverfahren in einem zellenbasierten Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt, das eine Mehrzahl von Mobilstationen und eine Mehrzahl von Basistransceiverstationen, von denen jede Mobilstationen innerhalb einer definierten Zelle versorgt, umfasst, wobei das Verfahren umfasst: zumindest eine Basistransceiverstation, die eine Broadcast-Nachricht, die Information über Nachbarbasisstationen zur Verfügung stellt, an durch sie versorgte Mobilstationen sendet; und zumindest eine Mobilstation, die solch eine Broadcast-Nachricht empfängt und die in der Broadcast-Nachricht umfasste Information verwendet; dadurch gekennzeichnet, dass das System gemäß TETRA-Standard-Prozeduren arbeitet und die Broadcast-Nachricht einen Farbcode von zumindest einer anderen Basistransceiverstation, die Mobilstationen in einer Nachbarzelle versorgt, umfasst, wobei es sich bei dem Farbcode um eine identifizierende Adresse handelt, die ein zellspezifisches Scramblingmuster ermittelt, das durch die andere Basistransceiverstation für ein Scrambling von Übertragungen durch diejenige Basistransceiverstation verwendet wird und zur Verwendung durch Mobilstationen für eine Kenntnis des Scramblingmusters, um solche Übertragungen zu descramblen, erforderlich ist, wobei der Farbcode in codierter Form in der Broadcast-Nachricht umfasst ist und wobei die Mobilstation die empfangene Broadcast-Nachricht decodiert, um den Farbcode zu erhalten.
Es versteht sich, dass das Kommunikationssystem und das Verfahren zum Bereitstellen von Information über Nach barzellen oder BTS gemäß der Erfindung zumindest die folgenden Vorteile über vergleichbare Kommunikationssysteme zur Verfügung stellen.
Die Ergebnisse, die durch die hier beschriebenen erfinderischen Ideen erzielt werden, stellen zumindest in TETRA-Systemen eine erhebliche Reduzierung von abgebrochenen Rufen oder Unterbrechungen in Kommunikationen infolge von Zellhandovern zur Verfügung. Die Betriebsfunkvariante von Bündelfunksystemen wird im Gegensatz zu der öffentlich gemeinsamen Funksystemvariante üblicherweise von den Einsatzkräften – Polizei, Ambulanz, Feuerwehr – verwendet. Deshalb ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Kommunikationsverbindung zu jeder Zeit bei minimaler Beeinträchtigung für den Funkbenutzer aufrechterhalten wird. Als solches ist eine Reduzierung bei der Anzahl von abgebrochenen Rufen für die Benutzer besonders wünschenswert.
Die Erfindung kann bei Funkkommunikationssystemen, die ein Hintergrund-Scanning nicht unterstützen, verwendet werden. Selbst wenn eine MS ein Hintergrund-Scanning unterstützt, gibt es Fälle, in denen die MS nicht genügend Zeit hat, um das erforderliche Hintergrund-Scanning durchzuführen (auf Grund von Terrain-, Zellüberlappung usw.). Um diese Situation zu entschärfen, schlägt diese Erfindung einen Ausweichmechanismus vor, dessen Implementierung souveräne Handoverleistung zwischen Zellen, Stationen oder sogar unterschiedlichen Netzen zur Verfügung stellt.
Es ist rühmlich, dass die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Unzulänglichkeiten bei Systemen auf dem Stand der Technik erkannt haben, da die Notwendigkeit für ein Ausführen eines Hintergrund-Scannings in allen Fällen der Leistung des Kommunikationssystems abträglich sein kann.
Folglich ist durch die Erfindung eine viel einfachere und effektivere Alternative zum 'Scanning' zur Verfügung gestellt worden, die das (die) vorher beschriebene(n) Handoverproblem(e) angeht.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun als Beispiel beschrieben, und zwar mit Bezug auf die Begleitzeichnungen, in denen:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ein Flussdiagramm eines Bündelfunkkommunikationssystems ist, das angepasst werden kann, um die verschiedenen erfinderischen Ideen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu unterstützen;
2 den üblichen Zellenplan des Bündelfunkkommunikationssystems von 1 und wobei Basisstationen und Teilnehmereinheiten umfasst werden, die angepasst werden können, um die verschiedenen erfinderischen Ideen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu unterstützen, darstellt, wobei die Figur darüber hinaus das so genannte Handoverproblem in solchen Systemen darstellt;
3 in blockschematischer Form eine linear rückgekoppelte Schieberegisteranordnung, um Zell-ID-Information gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu erzeugen, darstellt;
4 ein Flussdiagramm einer Teilnehmermobilstation, die geeignet ist, die erfinderischen Ideen der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu unterstützen, darstellt; und
5 ein Flussdiagramm eines Zellhandoverprozesses gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In dem vorhandenen TETRA-System ist ein Hintergrund-Scanning durch die MS erforderlich, um den Synchronisationsoffset der Nachbarzellen und die Betriebsparameter, die zu den Nachbarzellen gehören, die ein Handover zu derjenigen Zelle ermöglichen würden, zu ermitteln. Beispiele solcher Parameter sind der Farbcode, der durch die Zelle verwendet wird (der benötigt wird, um sagen wir mal Scrambling- und Frequenzwiederverwendungsmuster der Zelle zu ermitteln), die maximale MS-Sendeleistung auf der Zelle, der mindeste Empfängerzugangspegel, der auf der Zelle erlaubt ist, usw.
In TETRA-Systemen wird jede BTS- und MS-Übertragung vor einer Übertragung auf einer Rahmen für Rahmen-Basis gescrambelt. Das Scrambling wird gemäß jeder BTS-Adresse durchgeführt. Diese identifizierende Adresse ist als der 'Farbcode' bekannt. Auf diese Weise wird jeder übertragene Rahmen nur durch die bestimmungsgemäße empfangende MS, die den individuellen (Descrambling) Farbcode verwendet, korrekt decodiert.
Falls, wie es für gemeinsame TETRA-Systeme der Fall ist, alle Zellen synchronisiert sind und es sich bei den Parametern für alle Zellen in dem Netz um dieselben handelt, dann ist der 'Farbcode' der einzige Parameter, den die MS benötigt, um auf der Nachbarzelle zu arbeiten. Der Farbcode kann nur erhalten werden, indem die Systemsynchronisations (SYNC)-Protokolldateneinheit (PDU), die auf zu mindest einem der Nachbarzellbroadcastkanäle übertragen wird, empfangen und demoduliert/decodiert wird.
In gängigen TETRA-Systemen überträgt die versorgende Zelle periodisch Information über ihre Machbarzellen. Auf Grund des Verständnisses auf diesem Gebiet, dass eine MS immer SYNC erwerben muss, bevor sie die Nachbarzelle verwendet, umfasst diese Information die Farbcodes (6 Bits) von jeder der einzelnen Nachbarzellen nicht. Die versorgende Zelle stellt allerdings eine Zell-ID (5 Bits), die ein Verweis auf eine Nachbarzelle ist, und den Standortbereich (14 Bits) der Nachbarzelle zur Verfügung.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt einen Mechanismus, damit eine MS den Farbcode der Nachbarzelle erhält oder ableitet, ohne dass die Nachbarzelle zuerst hintergrundgescannt worden ist, zur Verfügung. Solch ein Verfahren kann verwendet werden, falls die MS nicht ausreichend Gelegenheit hat, um das Hintergrund-Scanning durchzuführen, oder die MS ein Hintergrund-Scanning überhaupt nicht unterstützt, wie es bei MS von einigen TETRA-Herstellern der Fall sein kann. Dieses Verfahren verbessert für Systeme wie z. B. TETRA die nahtlose Handoverleistung wesentlich, ebenso wie es die Anzahl von Telefongesprächen, die während eines Handovers abgebrochen werden, reduziert.
1 stellt im Umriss ein Bündelfunkkommunikationssystem 10 dar, das eine TETRA-Luftschnittstelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterstützt. Gewöhnlich wird das Luftschnittstellenprotokoll von (scheinbar) zusammen angeordneten Basisstationen, die spezifischen Zellen individuell zugeordnet werden, verwaltet (wie in 2 dargestellt wird).
Eine Mehrzahl von Teilnehmereinheiten, wie z. B. eine Ansammlung von MS 12–16 und festen Endgeräten (nicht dargestellt), kommuniziert über eine selektierte Luftschnittstelle 18–20 mit einer Mehrzahl von Basistransceiverstationen (BTS) 22–32. Die BTS 22–32 können durch Basisstationscontroller (BSC) 36–40 und Mobilfunkvermittlungsstellen (MSC) 42–44 mit einem herkömmlichen öffentlichen Fernsprechnetz (PSTN) 34 verbunden sein. Jede BTS 22–32 ist im Wesentlichen so ausgelegt, dass sie ihre primäre Zelle versorgt, wobei jede BTS 22–32 ein oder mehrere Transceiver umfasst. Jeder BSC 36–40 kann ein oder mehrere BTS 22–32 steuern, wobei die BSC 36–40 gewöhnlich durch die MSC 42–44 miteinander verbunden sind. Falls es gewünscht wird, sind die BSCs 36–40 deshalb jeweils im Stande miteinander zu kommunizieren, um Systemverwaltungsinformation zwischen sich zu übertragen, wobei die BSCs dafür zuständig sind, für mit ihnen verbundene betriebsfähige MSs den Steuerkanal und Verkehrskanäle zu errichten und aufrechtzuerhalten. Die Verbindung der BSC ermöglicht es deshalb, dass das Bündelfunkkommunikationssystem ein Handover der MS zwischen Zellen unterstützt.
Jede MSC 42–44 stellt ein Gateway zu dem PSTN 34 zur Verfügung, wobei die MSC durch ein Betriebs- und Verwaltungszentrum (OMC/Operations and Management Centre) miteinander verbunden sind, welches, wie es sich für einen Fachmann versteht, eine allgemeine Steuerung des Bündelfunksystems 10 verwaltet. Die verschiedenen Systemelemente, wie z. B. die BSC 36–38 und das OMC 46, umfassen Steuerlogik 48–52, wobei die verschiedenen Systemelemente gewöhnlich einen zugeordneten Speicher 54 aufweisen (welcher der Klarheit halber nur mit Bezug auf den BSC 38 dargestellt wird). Der Speicher speichert üblicherweise faktisch zusammengestellte Betriebsdaten ebenso wie Daten innerhalb eines Rufs, Systeminformation und Steueralgorithmen. Die allgemeine Architektur der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von 1 wird in Bezug auf eine wabenförmige Zellanordnung, wie sie in 2 dargestellt wird, ausführlicher beschrieben.
2 stellt einen üblichen Zellplan 58 dar, der miteinander verbundene Zellbereiche 60–72 umfasst. Jeder Zellbereich weist ein Basisstationssubsystem (BSS) 74–86 auf, wobei MS 88–92 entsprechend damit verbunden sind. Wie es sich versteht, befindet sich eine MS gewöhnlich in Kommunikation mit ihrer nächsten BTS (die zusammen mit dem BSC das BSS bildet); das wird in Bezug auf das BSS 74 und die Mobilstation 88 der Zelle 60 dargestellt.
Wie vorher angegeben wird, überwacht die MS 88 in einem TETRA-System die durch die BSS 76–86 der angrenzenden Zellbereiche 62–72 übertragenen HF-Signale. Die MS 88 misst das HF-Signal, um für jedes bestimmte BSS einen entsprechenden RSSI-Parameter zu ermitteln, oder führt eine äquivalente Signalqualitätsmessung durch. Diese Messungen werden während nicht zugeordneter oder nicht benutzter Zeitschlitze des physikalischen (Verkehrs- oder Signalisierungs-) Kanals, dem die MS 88 zugeordnet ist, durchgeführt. Wann immer es möglich ist, werden Messungen durchgeführt, wobei die Betriebsart und die Frequenzschaltfähigkeit der MS berücksichtigt werden. Die MS 88 berechnet für jede RSSI-Messung einen laufenden Durchschnitt von Messungssamples.
Um in Anordnungen nach dem Stand der Technik ein nahtloses Handover zu solch einer alternativen Zelle durchzu führen, müsste sich die MS 88 mit dem BSS, dem meistgeeigneten benachbarten BSS, zum Beispiel dem BSS 76 oder dem BSS 86, synchronisieren, und dann durch ein Decodieren der Broadcast-Übertragungen von dem entsprechenden BSS in demjenigen Zellbereich die Hintergrund-Scanningfunktion ausführen
Gemäß der vorliegenden Erfindung umgeht die MS 88 allerdings das Erfordernis eines Wartens auf die Broadcast-Übertragung und die anschließende Verarbeitungsleistung und Verarbeitungszeit, die mit solch einem Scanning verbunden sind, indem der Mechanismus zum Erzeugen des geeigneten Farbcodes verwendet wird, wie unten mit Bezug auf 3 beschrieben wird. Der individuelle Farbcode wird verwendet, um irrtümliches Multiplexing von Rufen auf unterschiedlichen Zellen zu vermeiden. Die Farbcodes (und die resultierende Scramblingfolge) sollten sich deshalb wesentlich unterscheiden, d. h. eine Mindestkorrelation zwischen Nachbarzellen aufweisen. Das kann erreicht werden, indem ein linear rückgekoppelter Schieberegister (LFSR)-Mechanismus verwendet wird, der eine Pseudozufallsfolge erzeugt, die verwendet wird, um einen geeigneten Farbcode zu setzen.
Bezieht man sich auf 3, sieht man, dass ein linear rückgekoppeltes Schieberegister (LFSR) 94 dargestellt wird. Das LFSR 94 umfasst eine Anzahl von Zellen y1, y2, y3, ..., yn, von denen jede ein Datenbit umfasst. Ausgangspfade von der letzten Zelle yn und einer Zwischenzelle yk werden in ein NOR-Gatter 96 eingegeben, wo sie auf Modulo 2-Art zusammengerechnet werden. Der resultierende Ausgang wird dann zu der ersten Zelle y1 rückgekoppelt, während das in jeder Zelle gespeicherte vorherige Bit zu der nächsten Zelle, und in der in 3 dargestellten Anordnung zu der nächsten Zelle nach links, geschoben wird. Zu Anfang wird eine binäre Folge in die Zellen des LFSR 94 geladen und durch aufeinander folgende Iterationen des LFSR 94 wird ein charakteristisches Bitmuster erzeugt.
Mathematisch ist die Operation eines üblichen LFSR mit mehrfach rückgekoppeltem Pfad:
Dieser Satz an linearen Gleichungen weist die folgende Matrixform auf: [Y'] = [T]·[Y] Gleichung 2wobei [T] die Übergangsmatrix ist.
Beispiel für n = 4.
Das Polynom P(x) = det([T] – [X]·[I]) ist das charakteristische Polynom von [T]. Das kann über den Bereich der Integern Mod 2 geschrieben werden als: P(x) = det([T] + [X]·[I]) Gleichung 4wobei [I] die Einheitsmatrix ist.
Charakteristische Polynome für LFSR:
Deshalb ist das Polynom für ein n-Zellen-LFSR: Pn(x) = Xn + Xn-1 + ... + X + 1
Ein LFSR mit einem einzelnen Längenzyklus 2ⁿ – 1 gilt als ein LFSR maximaler Folge und ist für die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung geeignet, da die Qualität eines Datenmischens innerhalb eines Zyklus pseudozufällig ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung stellt die Konfiguration des LFSR 94 von m-Bits Länge und einer Rückkoppelungsverbindung an der k-Bit Position die maximale Länge der erforderlichen Folge mit einer Mindestautokorrelationsfunktion dar, wie mit Bezug auf das aktuelle Bitmapping in TETRA-Systemen beschrieben wird. Zum Beispiel kann das in der TETRA-Timingstruktur zugeordnete 14-Bit Schieberegister verwendet werden, wobei der Standortbereichscode als eine Anfangsquelle aufgewiesen wird. Da eine Zell-ID durch 5 Bits repräsentiert wird, kann es in einem Cluster bis zu 32 unterschiedliche Zellen geben. Das LFSR 94 erzeugt eine Folge von 192 (32 mal 6) Bits und jeweils 6 Bits werden einer Zelle mit einer geeigneten Zell-ID als ein Farbcode zugeordnet. Das heißt, die erste Gruppe von 6 Bits repräsentiert den Farbcode der versorgenden Zelle (Zell-ID null), die zweite Gruppe von 6 Bits wird als ein Farbcode für die Nachbarzelle mit der Zell-ID von 1 verwendet, und so weiter bis zu den letzten 6 Bits, die den Farbcode für die Nachbarzelle mit einer Zell-ID von 31 erzeugen.
Dasselbe Verfahren wird sowohl in der MS als auch den entsprechenden BTS oder SwMI angewendet, um den Farbcode aus der erzeugten Zahlenfolge zu erkennen. Falls die SwMI die Zell-ID und Standortbereich codiert, um den Farbcode der Nachbarzelle gemäß einem bestimmten Algorithmus, den die MS kennt, wiederzugeben, dann kann die MS den Farbcode autonom ableiten und eine Nachbarzelle verwenden, ohne dass irgendein Hintergrund-Scan ausgeführt werden muss.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein alternativer Algorithmus/Verfahren, um Farbcodes zu erzeugen, implementiert werden, indem sagen wir mal die niedrigstwertigen 6 Bits des 14 Bit Standortbereichs (LA)-Elements, das in der Nachbarzellbroadcastinformation umfasst wird, zugeordnet werden, um den Farbcode einer Nachbarzelle anzuzeigen. Die MS und Systeminfrastruktur (SwMI) müssen eine gemeinsame Definition des Algorithmus aufweisen. Auf diese alternative Art und Weise kann die MS den Farbcode einer Nachbarzelle auch ableiten, ohne dass der Nachbar hintergrundgescannt werden muss.
Innerhalb der Erfindung wird erwogen, dass alternative Bitmappinganordnungen mit unterschiedlichen Bitzuordnungen pro Cluster verwendet werden können. Die Verwendung eines LFSR ist in der Tat nicht entscheidend für die Leistung der Erfindung und irgendein anderes geeignetes Mittel zum Erzeugen einer vereinbarten Folge, vorzugsweise einer Pseudozufallsfolge mit unkorrelierten Blöcken, kann verwendet werden. Darüber hinaus wird innerhalb der Erfindung erwogen, dass irgendein Algorithmus, der sowohl durch die MS als auch ihre entsprechende versorgende BTS verwendet wird, entweder vordefiniert sein kann oder zum Beispiel durch Mittel zum drahtlosen Neuprogrammieren dynamisch angepasst werden kann.
In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein vorhandenes Element, wie z. B. der LA, codiert werden, um Information über eine Nachbarzelle zu übertragen. In Systemen wie z. B. TETRA und GSM ist der LA gewöhnlich eine arbiträre Zahl, die einer Zelle oder Gruppe von Zellen zugeordnet ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben sowohl die Gelegenheit zur Verwendung des LA- Elements erkannt als es auch verwendet, indem es auf solch eine Weise so codiert wird, dass die versorgende BTS einer MS die Präferenz einer Nachbarzelle zur Zellneuwahl anzeigen kann. Das ist besonders vorteilhaft, wo sich eine Nachbarzelle in einem anderen LA unter der Steuerung einer anderen Vermittlungsstelle befinden kann und ein Handover zu diesem LA wegen der Notwendigkeit, den Ruf zwischen Vermittlungsstellen zu übertragen, verzögert oder sogar abgebrochen werden kann. Um dieses mögliche Problem anzugehen, leitet die MS aus dem LA ab, dass ein Handover zu dieser Zelle dazu führen kann, dass der Ruf abgebrochen wird, und empfiehlt der MS deshalb, eine alternative Nachbarzelle unter der Steuerung der aktuellen Vermittlungsstelle zu wählen. Es ist vorgesehen, dass diese Funktion in die bevorzugte Ausführungsform, wobei die MS und die BTS unabhängig Farbcodes erzeugen, als Ergänzung zu dem Handoverprozess eingebracht werden kann.
Wendet man sich nun 4 zu, sieht man, dass ein Flussdiagramm einer MS 100, die geeignet ist, um die erfinderischen Ideen der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu unterstützen, dargestellt wird. Die MS 100 umfasst eine Antenne 102, die vorzugsweise mit einem Duplexfilter oder Zirkulator 104, der zwischen Empfangs- und Sendeketten innerhalb der MS 100 Isolierung zur Verfügung stellt, gekoppelt ist. Die Empfängerkette umfasst Scanningempfängerfrontendschaltungseinrichtungen 106 (die wirksam Empfang, Filterung und Zwischen- oder Basisbandfrequenzumsetzung zur Verfügung stellen). Die Scanningfrontendschaltungseinrichtungen können dennoch verwendet werden, um, falls es erwünscht ist, ein Vordergrund-Scanning durchzuführen, wenn die MS nicht an einer Kommunikation teilnimmt.
Die Scanningfrontendschaltung ist seriell mit einer Signalverarbeitungsfunktion 108 (die zum Beispiel Entzerrung und Demodulation zur Verfügung stellt) gekoppelt. Die Signalverarbeitungsfunktion 108 in der vorliegenden Erfindung ist so angepasst worden, dass sie die Pseudozufallsfolge, die einen Zell (oder BTS)-Parameter von Kandidatenzellen anzeigt, autonom erzeugt. Innerhalb der Erfindung wird erwogen, dass die bevorzugte Verwendung eines LFSR in Software, Firmware oder Hardware implementiert werden kann, wobei es sich bei der in 4 dargestellten Funktion als ein Prozessor lediglich um eine bevorzugte Option handelt. Ein Ausgang von der Signalverarbeitungsfunktion wird einem geeigneten Ausgabegerät 110, wie z. B. einem Lautsprecher oder Monitor (VDU), zur Verfügung gestellt.
Die Empfängerkette umfasst auch Empfangssignalstärkenanzeiger (RSSI)-Schaltungseinrichtungen 112 (zwar könnten die RSSI-Schaltungseinrichtungen 112 an anderer Stelle innerhalb der Empfängerkette angeordnet sein, doch werden sie mit dem Scanningempfängerfrontend 106 gekoppelt dargestellt). Die RSSI-Schaltungseinrichtungen sind mit einem Controller 114 gekoppelt, um eine Gesamtteilnehmereinheitssteuerung aufrechtzuerhalten, wobei der Controller 114 auch mit den Scanningempfängerfrontendschaltungseinrichtungen 106 und der Signalverarbeitungsfunktion 108 (gewöhnlich durch einen digitalen Signalprozessor DSP realisiert) gekoppelt ist. Deshalb kann der Controller 114 Bitfehlerraten- (BER) oder Rahmenfehlerraten (FER)-Daten aus wieder gewonnener Information empfangen. Der Controller ist auch mit einem Speicherelement 116 gekoppelt, das Betriebsbedin gungen, wie z. B. Decodier-/Codierfunktionen und dergleichen, und Daten in Bezug auf eine überwachte Liste mit geeigneten benachbarten Zellstationen speichert. Üblicherweise ist ein Timer 118 mit dem Controller 114 gekoppelt, um das Timing von Operationen (Übertragung oder Empfang von zeitabhängigen Signalen) innerhalb der MS zu steuern.
Was die Sendekette betrifft, umfasst diese im Wesentlichen ein Eingabegerät 120, wie z. B. einen Wandler oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstelle (z. B. eine Tastatur), das durch Sender/Modulationsschaltungseinrichtungen 122 und einen Leistungsverstärker 124 in Reihe gekoppelt ist. Die Sender/Modulationsschaltungseinrichtungen 122 und der Leistungsverstärker 124 reagieren betrieblich auf den Controller, wobei ein Ausgang aus dem Leistungsverstärker mit dem Duplexfilter oder Zirkulator 104 gekoppelt ist.
Natürlich können die verschiedenen Komponenten innerhalb der MS 100 in diskreter oder integrierter Komponentenform realisiert werden, wobei es sich bei einer endgültigen Struktur deshalb nur um eine willkürliche Auswahl handelt. Darüber hinaus findet man in BTS eine im Wesentlichen ähnliche Schaltungsanordnung.
5 stellt ein Flussdiagramm des Zellhandoverprozesses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar. Der Prozess beginnt bei einem Schritt 140, wobei die MS in einem Schritt 142 in einen Nachbarzell'überwachungs'modus eintritt, in dem Nachbarzellübertragungen gemessen und RSSI-Pegel entsprechend ermittelt werden. Sobald unter Verwendung der gemessenen RSSI-Pegel der benachbarten Zellen die bevorzugte(n) Kandidatennachbarzelle(n) für ein anschließendes Handover ermittelt worden ist (sind), kann die überwachte Information über die bevorzugte(n) Kandidatennachbarzelle(n) an ihre versorgende BTS übertragen werden, wie in einem Schritt 144 dargestellt wird.
Diese Überwachungs-, Ermittlungs- und Informierschritte werden wann immer es möglich ist fortgesetzt, um eine genaue Nachbarzellkandidatenliste zu führen, wie in einem Pfad 145 dargestellt wird. Wenn die MS und die versorgende BTS die Notwendigkeit, ein Zellhandover durchzuführen, dadurch erkennen, dass sagen wir mal der RSSI-Pegel für Signale, die sowohl an der MS als auch ihrer versorgenden BTS empfangen werden, unter einen vorgegebenen zulässigen Schwellenpegel sinkt, verwenden die versorgende BTS und die MS ihre entsprechenden LFSR, um wie in einem Schritt 146 und wie mit Bezug auf 4 beschrieben wird, denselben Farbcodebitstrom zu erzeugen. Sowohl die versorgende BTS als auch die MS können nun wie in einem Schritt 148 die Kandidatenzelle für ein Handover wie durch die in dem Schritt 146 verwendeten Algorithmen vorgeschrieben ermitteln. Falls wie in einem Schritt 150 nach wie vor ein Handover erforderlich ist, wird in einem Schritt 152 ein Zellhandover der MS-Kommunikation ausgeführt, ohne dass die MS die Kandidatenzelle 'gescannt' hat.
Falls ein Handover noch nicht erforderlich ist, z. B. der RSSI-Pegel unter eine Schwelle, die vorschreibt, dass ein Zellhandover in Erwägung gezogen werden sollte, gesunken ist, aber noch nicht unter eine Schwelle gesunken ist, die vorschreibt, dass eine Kommunikation mit der versorgenden BTS im Begriff ist, fehlzuschlagen, und ein Zellhandover durchgeführt werden muss, dann wird, wie in einen Schritt 154 dargestellt wird, ein Timer gestartet. Der Timer schreibt vor, wie lange die Kandidatenzellselektion auf Grund von variierenden Ausbreitungsbedingungen und einer Bewegung der MS zu möglicherweise einer alternativen Kandidatenzelle gültig bleibt. Falls der Timer in dem Schritt 154 einen bestimmten Schwellenpegel, entweder vorgegeben oder abhängig von den verschiedenen RSSI-Pegeln, die von allen angrenzenden Zellen überwacht werden, dynamisch gesetzt, nicht überschritten hat, dann wird, wie in der Schleife von dem Schritt 154 zu dem Schritt 150 dargestellt wird, ein Handover zu der selektierten Kandidatenzelle nach wie vor favorisiert. Sobald die Timerschwelle abgelaufen ist, wird der Prozess zum Überwachen, Ermitteln, Informieren und Erzeugen eines Farbcodebitstroms wiederholt, wie in dem Schritt 154 bis zu dem Schritt 142 dargestellt wird.
Zwar ist die Erfindung mit Bezug auf die TETRA-Kommunikationsspezifikation unter Verwendung eines TDMA-Zugangsprotokolls beschrieben worden, doch sind die hier umfassten erfinderischen Ideen eindeutig für alternative Funkkommunikationssystemtechnologien und Zugangsprotokolle geeignet.
Innerhalb der Erfindung wird auch erwogen, dass alternative Anordnungen zum Identifizieren von und Zugreifen auf Zellen (oder BTS) von den hier beschriebenen erfinderischen Ideen profitieren würden. Die Erfindung ist deshalb nicht auf eine Verwendung von 'Farbcodes', wobei Scrambling- und Frequenzwiederverwendungsmuster detailliert werden, beschränkt, sondern kann allgemeiner auf irgendeinen Prozess zum Identifizieren von Zell (oder BTS)-Parametern identifizierter Zellen angewendet werden.

Claims

Zellenbasiertes Kommunikationssystem (10, 58), das eine Mehrzahl von Mobilstationen (88–92) und eine Mehrzahl von Basistransceiverstationen (74–86), von denen jede Mobilstationen innerhalb einer definierten Zelle (60, 62) versorgt, umfasst, wobei das System (10, 58) umfasst: zumindest eine Basistransceiverstation (74), die betriebsfähig ist, eine Broadcast-Nachricht, die Information über Nachbarbasistransceiverstationen zur Verfügung stellt, an durch sie versorgte Mobilstationen zu senden; und zumindest eine Mobilstation (88), die betriebsfähig ist, solch eine Broadcast-Nachricht zu empfangen und die in der Broadcast-Nachricht umfasste Information zu verwenden; dadurch gekennzeichnet, dass das System gemäßTETRA-Standard-Prozeduren arbeitet und die Broadcast-Nachricht einen Farbcode von zumindest einer anderen Basistransceiverstation (76), die Mobilstationen in einer Nachbarzelle versorgt, umfasst, wobei es sich bei dem Farbcode um eine identifizierende Adresse handelt, die ein zellspezifisches Scramblingmuster ermittelt, das durch die andere Basistransceiverstation (76) für ein Scrambling von Übertragungen durch diejenige Basistransceiverstation verwendet wird und zur Verwendung durch Mobilstationen für eine Kenntnis des Scramblingmusters, um solche Übertragungen zu descramblen, erforderlich ist, wobei der Farbcode in der Broadcast-Nachricht in codierter Form umfasst ist und wobei die Mobilstation (88) betriebsfähig ist, die empfangene Broadcast-Nachricht zu decodieren, um den Farbcode zu erhalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Mobilstation betriebsfähig ist, den decodierten Farbcode bei einer Zellneuwahl- oder Handoverprozedur zu verwenden.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, und wobei die Basistransceiverstation (74) betriebsfähig ist, eine codierte Broadcast-Nachricht zur Verfügung zu stellen, in der Information über die Identität der Nachbarzelle (62) und weitere Information über die Nachbarzelle (62) umfasst ist, die durch die Mobilstation (88) und ihre versorgende Basistransceiverstation (74) benötigt wird, um ein Handover der Mobilstation (88) durchzuführen, so dass sie durch die andere Basistransceiverstation (76) versorgt wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei der Farbcode die durch die andere Basistransceiverstation (76) versorgte Zelle von anderen Zellen unterscheidet, um irrtümliches Multiplexing von Rufen auf unterschiedlichen Zellen zu vermeiden.
Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, und wobei die Basistransceiverstation (74) Mittel umfasst, die einen Pseudozufallsfolgengenerator für ein Erzeugen einer Pseudozufallsfolge, die die Nachbarzellparameterinformation anzeigt, umfassen, um Nachbarzellparameterinformation in codierter Form zur Verfügung zu stellen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 5, und wobei der Pseudozufallsfolgengenerator ein Schieberegister umfasst, um die Pseudozufallsfolge zu erzeugen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 6, und wobei das Schieberegister ein linear rückgekoppeltes Schieberegister ist.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, und wobei die durch den Folgengenerator in Betrieb erzeugte Pseudozufallsfolge eine Mehrzahl von Ziffernblöcken umfasst, von denen jeder eine Mindestkorrelation mit seinen entsprechenden Nachbarblöcken in der Pseudozufallsfolge aufweist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 8, und wobei aufeinander folgende Blöcke der Pseudozufallsfolge Betriebsparameterinformation alternativer Zellen anzeigen, wobei die Zelle mit der anderen Basistransceiverstation (76) umfasst wird.
Kommunikationssystem nach einem vorangehenden Anspruch, und wobei die versorgende Basistransceiverstation (74) betriebsfähig ist, ein Signal, das einen Code für die Identität von Nachbarzellen angibt, und einen Abschnitt, der den Farbcode von jeder identifizierten entsprechenden Nachbarzelle anzeigt, an durch sie versorgte Mobilstationen zu übertragen.
Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, und wobei die Mobilstation (88) darüber hinaus Mittel umfasst, um Signale von einer Mehrzahl von Basistransceiverstationen zu überwachen und basierend auf solchem Überwachen zumindest eine Kandidatenbasistransceiverstation für ein Handover zu ermitteln.
System nach Anspruch 11, und wobei die Mobilstation betriebsfähig ist, auch zu ermitteln, ob basierend auf Information über die Nachbarzelle oder -zellen ein Handover stattfinden sollte.
Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, und wobei die versorgende Basistransceiverstation (74) und die Mobilstation (88) betriebsfähig sind, ein nahtloses Handover der Mobilstation durchzuführen, so dass sie durch die andere Basistransceiverstation (76) versorgt wird, wobei der Zellparameterinformationsbroadcast durch die versorgende Basistransceiverstation (74) verwendet wird.
Kommunikationssystem nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, und das darüber hinaus in der Mobilstation einen Sender umfasst, der betriebsfähig ist, Information über die überwachten Signale an ihre versorgende Basistransceiverstation zu übertragen, wobei die Basistransceiverstation einen Empfänger, um die Information über die überwachten Signale zu empfangen, und einen Prozessor, um Nachbarzellparameterinformation im Wesentlichen gemäß der Mobilstation zu erzeugen, aufweist.
Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, und wobei die versorgende Basistransceiverstation darüber hinaus umfasst: einen Prozessor, um zu ermitteln, ob eine für ein Handover vorgeschlagene Nachbarzelle optimal ist; und einen Sender, um eine Nachricht, die der Mobilstation als Antwort auf eine negative Ermittlung eine alternative Nachbarzelle anzeigt, zu übertragen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 15, und wobei die Nachricht, die eine alternative Nachbarzelle anzeigt, innerhalb eines Standortidentifikationselements umfasst ist.
Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, und wobei das in dem Kommunikationssystem verwendete Zugangsprotokoll TDMA und/oder FDMA und/oder CDMA ist.
Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, und wobei das System gemäß TETRA-Standard-Prozeduren arbeitet.
Funkeinheit zur Verwendung als die Mobilstation (88) in dem Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 18.
Funkeinheit nach Anspruch 19, wobei die Funkeinheit einen Sender für ein Senden von Daten zu und einen Empfänger für ein Empfangen von Daten von einer versorgenden Basistransceiverstation aufweist, wobei die Funkeinheit Mittel (94, 96, 108) umfasst, um Zellparameterinformation einer Nachbarzelle (72) zu erzeugen, so dass Zellneuwahl oder Handover einer Kommunikation zwischen der versorgenden Basistransceiverstation (76) und einer zweiten Basistransceiverstation (86), die die Nachbarzelle (72) versorgt, unterstützt wird, ohne dass die Mobilstation auf Information von der Nachbarzelle, die die Nachbarzellparameterinformation zur Verfügung stellt, zugreift oder sie empfängt.
Basistransceiverstation zur Verwendung als die zumindest eine Basistransceiverstation (74) in dem Kommunikationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 18.
Basistransceiverstation nach Anspruch 21, wobei die Basistransceiverstation einen Sender für ein Übertragen von Daten zu und einen Empfänger für ein Empfangen von Daten von einer Mobilstation aufweist, wobei die Basistranscei verstation Mittel (94, 96) umfasst, um Zellparameterinformation einer Nachbarzelle (72) zu erzeugen, so dass ein Handover einer Kommunikation der Mobilstation zu einer zweiten Basistransceiverstation (86), die die Nachbarzelle (72) versorgt, unterstützt wird.
Basistransceiverstation nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, und die betriebsfähig ist, Farbcodes von jeder aus einem Satz an Zellen innerhalb des Systems in einer codierten Nachricht zu übertragen.
Betriebsverfahren in einem zellenbasierten Kommunikationssystem (10, 58), das eine Mehrzahl von Mobilstationen (88–92) und eine Mehrzahl von Basistransceiverstationen (74–86), von denen jede Mobilstationen innerhalb einer definierten Zelle (60, 62) versorgt, umfasst, wobei das Verfahren (10, 58) umfasst: zumindest eine Basistransceiverstation (74), die eine Broadcast-Nachricht, die Information über Nachbarbasisstationen zur Verfügung stellt, an durch sie versorgte Mobilstationen sendet; und zumindest eine Mobilstation (88), die solch eine Broadcast-Nachricht empfängt und die in der Broadcast-Nachricht umfasste Information verwendet; dadurch gekennzeichnet, dass das System gemäß TETRA-Standard-Prozeduren arbeitet und die Broadcast-Nachricht einen Farbcode von zumindest einer anderen Basistransceiverstation (76), die Mobilstationen in einer Nachbarzelle versorgt, umfasst, wobei es sich bei dem Farbcode um eine identifizierende Adresse handelt, die ein zellspezifisches Scramblingmuster ermittelt, das durch die andere Basistransceiverstation (76) für ein Scrambling von Übertragungen durch diejenige Basistransceiverstation verwendet wird und zur Verwendung durch Mobilstationen für eine Kenntnis des Scramblingmusters, um solche Übertragungen zu descramblen, erforderlich ist, wobei der Farbcode in codierter Form in der Broadcast-Nachricht umfasst ist und wobei die Mobilstation (88) die empfangene Broadcast-Nachricht decodiert, um den Farbcode zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 24, und das umfasst, dass die Mobilstation den decodierten Farbcode bei einer Zellneuwahl- oder Handoverprozedur verwendet.
Verfahren nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, und das darüber hinaus die Schritte umfasst: Überwachen (142) von Signalen von einer Anzahl aus der Mehrzahl von Basistransceiverstationen durch die Mobilstation; und Ermitteln zumindest einer Kandidatenbasistransceivereinheit für ein Handover basierend auf solchem Überwachen.