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HINTERGRUND
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Anmeldung betrifft mobile Telekommunikationssysteme im Allgemeinen,
die im allgemeinen eine besondere Anwendung in UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) haben, und eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Durchführen
von Messungen in einer UMTS(Universal Mobile Telecommunications
System)-Benutzerausrüstung.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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Die
Ansätze,
die in diesem Abschnitt beschrieben werden, können verfolgt werden, sind
aber nicht unbedingt Ansätze,
die früher
konzipiert oder verfolgt wurden. Folglich sind, falls hier nicht
anders angegeben, die Ansätze,
die in diesem Abschnitt beschrieben werden, nicht Stand der Technik
zu den Ansprüchen
in dieser Anmeldung und werden nicht zugestanden, Stand der Technik
zu sein, durch Aufnahme in diesen Abschnitt.
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In
einem typischen zellularen Funksystem kommuniziert eine mobile Benutzerausrüstung (UE – user equipment) über ein
Funkzugriffsfunknetzwerk (RAN – radio
access network) mit einem oder mehreren Kernnetzwerken. Eine Benutzerausrüstung (UE)
umfasst verschiedene Typen von Ausrüstung, wie mobile Telefone (auch
als zellulare oder Zelltelefone bekannt), Laptops mit drahtloser
Kommunikationsfähigkeit,
persönliche
digitale Assistenten (PDAs – personal
digital assistants), etc. Diese können tragbar, handgehalten,
in Taschengröße, in einem Fahrzeug
installiert, etc. sein und Sprach- und/oder Daten-Signale mit dem
Funkzugriffsnetzwerk kommunizieren.
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Das
Funkzugriffsnetzwerk deckt einen geographischen Bereich ab, der
in eine Vielzahl von Zellbereiche unterteilt ist. Jeder Zellbereich
wird durch zumindest eine Basisstation bedient, die als ein Knoten
B bezeichnet werden kann. Jede Zelle wird durch einen eindeutigen
Identifizierer identifiziert, der in der Zelle verteilt (broadcast)
wird. Die Basisstationen kommunizieren auf Funkfrequenzen über eine
Luft-Schnittstelle mit den UEs in dem Bereich der Basisstation.
Mehrere Basisstationen können
mit einer Funknetzwerksteuervorrichtung (RNC – radio network controller)
verbunden sein, die verschiedene Aktivitäten der Basisstationen steuert. Die
Funknetzwerksteuervorrichtungen sind typischerweise mit einem Kernnetzwerk
verbunden.
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UMTS
ist ein öffentliches
mobiles Land-Telekommunikationssystem der dritten Generation. Verschiedene
Standardisierungskörper
sind bekannt, die Standards für
UMTS veröffentlichen
und setzen, jeweils in ihren jeweiligen Kompetenzbereichen. Zum
Beispiel ist bekannt, dass das 3GPP (Third Generation Partnership Project)
Standards für
GSM(Global System for Mobile Communications)-basiertes UMTS veröffentlicht und setzt, und es
ist bekannt, dass das 3GPP2 (Third Generation Partnership Project
2) Standards für
CDMA (Code Division Multiple Access)-basiertes UMTS veröffentlicht
und setzt. Innerhalb des Umfangs eines bestimmten Standardisierungskörpers veröffentlichen
und setzen bestimmte Partner Standards in ihren jeweiligen Bereichen.
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Man
betrachte eine drahtlose mobile Vorrichtung, im Allgemeinen als
eine Benutzerausrüstung
(UE – user
equipment) bezeichnet, die den 3GPP-Spezifikationen für das UMTS-Protokoll entspricht.
Die 3GPP-25.331-Spezifikation, v.3.13.0, hier als die 25.331-Spezifikation
bezeichnet, adressiert das Thema der RRC(Radio Resource Control)-Protokoll-Spezifikation.
Die 3GPP-25.304-Spezifikation,
v.3.13.0, hier als die 25.304-Spezifikation bezeichnet, adressiert das
Thema von UMTS Benutzerausrüstungs(UE)-Verfahren
in einem untätigen
(idle) Modus und Verfahren für
eine Zellenneuauswahl in einem verbundenen Modus zwischen dem UTRAN
(UMTS Terrestrial Radio Access Network) und der UE.
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Solch
eine UE führt
häufige
Messverfahren aus. Der Abschnitt 8.4 des Standards 25.331 und seine Teilabschnitte
und der Abschnitt 14 und seine Teilabschnitte betreffen Messverfahren,
die durch die UE durchgeführt
werden, sowie Abschnitt 5 und seine Teilabschnitte (wie 5.2.3.1)
der Spezifikation 25.304.
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In Übereinstimmung
mit Abschnitt 5.2.3.1.1 der Spezifikation 25.304 soll die UE eine
der folgenden zwei Suchverfahren benutzen:
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a) Anfängliche
Zellauswahl
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Dieses
Verfahren erfordert keine vorherige Kenntnis, welche der RF- bzw.
HF-Kanäle UTRA-Träger sind.
Die UE tastet alle HF-Kanäle
in den UTRA-Bändern
gemäß ihren
Fähigkeiten
ab, um eine geeignete Zelle des gewählten PLMNs (Public Land Mobile
Network) zu finden. Auf jedem Träger
muss die UE nur nach der stärksten
Zelle suchen. Sobald eine geeignete Zelle gefunden ist, wird diese
Zelle gewählt.
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b) Gespeicherte Information-Zellauswahl
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Dieses
Verfahren erfordert gespeicherte Information von Trägerfrequenzen
und optional auch Information über
Zellparameter, zum Beispiel Verwürfelungscodes,
von vorher empfangenen Mess-Steuerungs-Informationselementen. Sobald
die UE eine geeignete Zelle für
das gewählte
Netzwerk gefunden hat, wählt
die UE es. Wenn keine geeignete Zelle des gewählten Netzwerks gefunden wird,
wird das anfängliche
Zellauswahl-Verfahren gestartet.
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Jedoch
erfordert das anfängliche
Zell-Verfahren, wie oben in a) dargelegt, dass die UE nur nach der stärksten Zelle
für jeden
Träger
sucht (d. h. Frequenz oder Frequenzband). Die UE versucht dann,
sich mit der gewählten
Zelle zu verbinden. Wenn es ein Problem damit gibt, versucht die
UE dann die Zelle, die das nächststärkste Signal
hat bei einer anderen Frequenz. Jedoch kann dieses möglicherweise
in der Realität
nicht das nächst-stärkste Signal
sein.
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Es
gibt folglich vorgeschlagene Strategien für Benutzerausrüstungs(UE – user equipment)-Messverfahren,
die in untätigem
Modus und während
einer Zellauswahl in verbundenem Modus geeignet sind. Eine Anzahl
solcher Strategien wird unten detailliert dargestellt.
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US-A-5937351 offenbart
ein Verfahren zum Herstellen einer drahtlosen Kommunikationsverbindung, wobei
eine bevorzugte Band-Karte erhalten wird mit einer zuletzt verbundenen
Frequenz am Anfang der Liste.
US2003/069019 offenbart
ein Verfahren zur Reduzierung einer Blockierung für Telefone,
wobei Steuerungskanäle
abgetastet werden und ihre Signalstärke gemessen wird.
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Andere
Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich
für Fachleute
bei Betrachtung der folgenden Beschreibung von spezifischen Ausführungsbeispielen
einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Ausführung von Benutzerausrüstungs(UE – user equipment)-Verfahren
in untätigem
Modus und Verfahren für
eine Zellenneuauswahl in verbundenem Modus.
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Die
vorliegende Erfindung wird in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt.
Einige optionale Merkmale werden in den Ansprüchen dargelegt, die davon abhängig sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun beschrieben auf beispielhafte Weise unter
Bezugnahme auf die angefügten
Zeichnungen, wobei:
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1 zeigt
eine Übersicht
eines Netzwerks und einer UE-Vorrichtung zeigt;
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2 ein
Flussdiagramm ist, das ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm ist, das ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ein
Flussdiagramm ist, das ein drittes Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm ist, das ein viertes Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel
einer Protokollstapel-Vorrichtung
zeigt, die mit einem RRC-Block versehen ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Anmeldung;
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7 ein
Blockdiagramm ist, das eine mobile Vorrichtung zeigt, die als eine
UE fungieren kann und mit der Vorrichtung und den Verfahren der 1 bis 6 zusammenarbeiten
kann.
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Die
gleichen Bezugszeichen werden in verschiedenen Figuren verwendet,
um ähnliche
Elemente zu bezeichnen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung von Messungen in einer
Benutzerausrüstung
eines mobilen Telekommunikationssystems werden beschrieben. In der
folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische
Details dargelegt, um ein vollständiges
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu liefern. Es ist jedoch für Fachleute
offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen
Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen werden weithin bekannte
Strukturen und Vorrichtungen in einer Blockdiagramform gezeigt,
um zu vermeiden, die vorliegende Erfindung unnötigerweise zu verschleiern.
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Die
Erfordernisse, die im vorangehenden Hintergrund identifiziert werden,
und andere Erfordernisse und Aufgaben, die aus der folgenden Beschreibung
offensichtlich werden, werden erreicht durch, in einem Aspekt, ein
Verfahren zur Durchführung
von Messungen in einem mobilen Telekommunikationssystem, wobei das
System ein Netzwerk aus einer Vielzahl von Zellen und zumindest
eine Benutzerausrüstung
aufweist. Das Verfahren weist auf, an der Benutzerausrüstungsvorrichtung,
ein Abtasten von Frequenzbändern,
um Messdaten für
Signale zu erzeugen, die von Zellen des Netzwerks empfangen werden.
Wenn die Signale, die von Zellen des Netzwerks empfangen werden,
mehr als ein Signal in einem Frequenzband umfassen, werden Messdaten
für mehr
als ein Signal in dem Frequenzband erzeugt.
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In
anderen Aspekten umfasst die Erfindung eine Vorrichtung und ein
Computerlesbares Medium, das konfiguriert ist, die vorangehenden
Schritte auszuführen.
Insbesondere kann das Verfahren in einer mobilen Telekommunikationsvorrichtung
implementiert werden, mit oder ohne Sprachfähigkeiten, oder in anderen
elektronischen Vorrichtungen, wie handgehaltene oder tragbare Vorrichtungen.
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1 zeigt
eine Übersicht
eines Netzwerks und einer UE-Vorrichtung. In der Praxis kann es
selbstverständlich
viele UE-Vorrichtungen geben, die mit dem Netzwerk arbeiten, aber,
um der Einfachheit willen, zeigt die 1 nur eine
einzelne UE-Vorrichtung. Zu Zwecken der Darstellung zeigt die 1 auch
ein Netzwerk, das einige Komponenten hat. Es ist für Fachleute
offensichtlich, dass in der Praxis ein Netzwerk weit mehr Komponenten
als die gezeigten umfasst.
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1 zeigt
eine Übersicht
des Funkzugriffsnetzwerks 702 (UTRAN), das in einem UMTS-System
verwendet wird. Das Netzwerk 702, wie in 1 gezeigt,
weist drei Funknetzwerk-Teilsysteme (RNS – Radio Network Subsystems) 2 auf.
Jedes RNS hat eine Funknetzwerk-Steuervorrichtung (RNC – Radio
Network Controller) 4. Jedes RNS 2 hat einen oder
mehrere Knoten B 6, die in der Funktion ähnlich sind
zu einer Basis-Sender-Station eines GSM-Funkzugriffsnetzwerks. Die
Benutzerausrüstung
UE 700 kann mobil in dem Funkzugriffsnetzwerk sein. Funkverbindungen
(angezeigt durch die geraden gestrichelten Linien in 1)
werden zwischen der UE und einem oder mehreren der Knoten B in dem
UTRAN hergestellt.
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Die
Funknetzwerksteuervorrichtung steuert die Verwendung und Zuverlässigkeit
der Funk-Ressourcen in dem RNS 2. Jede RNC kann auch verbunden
sein mit einer mobilen 3G-Vermittlungsstelle 10 (3G MSC – mobile
switching centre) und einem 3G-Liefer-GPRS-Unterstützungs-Knoten 12 (3G
SGSN – serving
GPRS support node).
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Eine
RNC 4 steuert einen oder mehrere Knoten B. Eine RNC plus
ihr Knoten B bilden zusammen ein RNS 2. Ein Knoten B steuert
eine oder mehrere Zellen. Jede Zelle wird eindeutig identifiziert
durch eine Frequenz und einen primären Verwürfelungscode (primär CPICH
in FDD, primär
CCPCH in TDD).
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Allgemein
in UMTS bezeichnet eine Zelle ein Funknetzwerkobjekt, das durch
eine UE eindeutig identifiziert werden kann von einem Zell-Identifizierer,
der über
geographische Bereiche von einem UTRAN-Zugangspunkt gesendet (broadcast)
wird. Ein UTRAN-Zugangspunkt ist ein konzeptioneller Punkt in dem UTRAN,
der Funk-Übertragung
und -Empfang durchführt.
Ein UTRAN-Zugangspunkt
gehört
zu einer spezifischen Zelle, d. h. es existiert ein UTRAN-Zugangspunkt für jede Zelle.
Es ist der Endpunkt der UTRAN-Seite einer Funkverbindung. Ein einzelner
physikalischer Knoten B 6 kann mit mehr als einer Zel le
arbeiten, da er bei mehreren Frequenzen und/oder mit mehreren Verwürfelungscodes
arbeiten kann.
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Entsprechend
Abschnitt 5.2.3.1.2 des Standards 25.304 ist das Zellauswahlkriterium
S erfüllt,
wenn
Srxlev > 0
und Squal > 0 (für FDD-Modus)
oder
Srxlev > 0
(für TDD-Modus).
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Squal
ist der Zellauswahl-Qualitätswert
(dB) (anwendbar nur für
FDD-Zellen) und Srxlev ist der Zellauswahl-Empfangs-Wert (dB).
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Wenn
Srxlev
= Qrxlevmeas – Qrxlevmin – Pcompensation
Squal
= Qqualmeas – Qqualmin
(nur FDD-Modus)
und
Qrxlevmeas ist der gemessene Zell-Empfangs-Pegel-Wert.
Dies ist empfangenes Signal, CPICH RSCP für FDD-Zellen (dBm) und P-CCPCH
RSCP für
TDD-Zellen (dBm).
Qrxlevmin
ist der minimal erforderliche RX-Pegel in der Zelle (dBm)
Pcompensation
ist gleich max(UE_TXPWR_MAX_RACH-P_MAX, 0) (dB)
UE_TXPWR_MAX_RACH
ist der maximale Übertragungsleistungs-Pegel,
den eine UE verwenden kann beim Zugriff auf die Zelle auf RACH (gelesen
in der Systeminformation) (dBm)
P_MAX ist die maximale HF-Ausgangsleistung
der UE (dBm)
Qqualmeas ist der gemessene Zell-Qualitätswert,
d. h. die Qualität
des empfangenen Signals, ausgedrückt
in CPICH Ec/NO (dB) (anwendbar nur für FDD-Zellen).
Qqualmin
ist der minimal erforderliche Qualitäts-Pegel in der Zelle (dB)
(anwendbar nur für
FDD-Zellen).
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In
der folgenden Beschreibung wird der FDD-Modus betrachtet. Jedoch
ist die Technik auch in dem TDD-Modus anwendbar.
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Die
UE führt
gelegentlich Messungen von Srxlev und Squal durch. Die UE tastet
alle HF-Kanäle
in den UTRA-Bändern
ab, die für
die Vorrichtung anwendbar sind, um eine geeignete Zelle des ausgewählten Netzwerks
zu finden. Die UE führt
diese Zellauswahl-Messungen typischerweise beim Anschalten (power-up) durch
oder wenn sie versucht, eine Zelle zu finden, wenn sie in einem
Bereich mit begrenzter Abdeckung ist (zum Beispiel wenn in einem
abgelegenen Gebiet oder in einem Tunnel). Spezifisch führt die
UE Zellauswahl-Messungen durch, wenn sie sich momentan nicht in
einer Zelle befindet.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel
ist die UE ausgebildet, während
einer Zellauswahl nach mehr als einer Zelle pro Frequenz zu suchen.
Dies wird in 2 gezeigt, die ein Flussdiagramm
ist, das den Betrieb einer UE-Vorrichtung zeigt. In Intervallen
führt die
UE-Vorrichtung Messungen durch, Schritt 200. Die UE führt entsprechend
ihrer Fähigkeit
Messungen auf allen Frequenzen für
alle Zellen in dem Bereich durch. In diesem Ausführungsbeispiel ist die UE ausgebildet,
um Messdaten für
mehr als ein Signal in einem Frequenzband von Interesse zu erzeugen.
Somit, wenn Signale, die von Zellen des Netzwerks empfangen werden,
mehr als ein Signal in einem Frequenzband von Interesse umfassen,
erzeugt die UE Messdaten für
jedes Signal der Vielzahl von Signalen in dem Frequenzband.
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Die
UE stellt dann fest, ob die Messdaten ein bestimmtes Kriterium erfüllen, und
speichert die Messdaten in einer Reihenfolge relativ zu der Erfüllung des
Kriteriums. Ein Beispiel eines geeigneten Kriteriums ist Signalstärke oder
Srxlev/Squal, wie oben diskutiert.
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Tabelle
1 zeigt ein Beispiel der Signal-Messergebnisse für eine UE, wobei die stärksten Signale
am Anfang der Tabelle gezeigt werden und die schwächsten Signale
am Ende gezeigt werden. TABELLE
CA | f1 |
CD | f1 |
CB | f2 |
CE | f1 |
CF | f3 |
CG | f4 |
CH | f3 |
CC | f5 |
CI | f6 |
CJ | f6 |
wobei C
A ein Signal von
der Zelle A anzeigt und f
1 ein Signal bei
der Frequenz f
1 anzeigt.
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Die
UE verwendet diese Messergebnisse, um die Zelle mit dem stärksten Signal
zu identifizieren, Schritt 202. In dem Beispiel, das in
der Tabelle 1 gezeigt wird, ist dies das Signal von Zelle A bei
Frequenz f1. Die UE überprüft dann, ob die identifizierte
Zelle an der identifizierten Frequenz geeignet ist, Schritt 204.
Wenn die identifizierte Zelle an der identifizierten Frequenz geeignet
ist, Schritt 206, hat eine erfolgreiche Zellauswahl stattgefunden,
Schritt 208, und die UE fährt im Betrieb fort. Jedoch
kann die identifizierte Zelle möglicherweise nicht
geeignet sein. Wenn zum Beispiel die Systeminformation von einer
Zelle, welche die UE informiert, wie mit der Zelle zu verbinden
ist, einen Fehler darin hat, dann wird die Zelle als ungeeignet
angesehen. Für
andere Beispiele legt der Abschnitt 4.3 des Standards 25.304 verschiedene
Grundlagen fest, auf denen eine UE entscheiden kann, ob eine Zelle
geeignet ist.
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Wenn
jedoch die identifizierte Zelle nicht geeignet ist in Schritt 206,
identifiziert die UE dann die Zelle mit dem nächst-stärksten Signal, Schritt 210.
Die UE identifiziert aus den gespeicherten Messdaten die Zelle mit
dem nächst-stärksten Sig nal
an jeder Frequenz. In dem Beispiel, das in der Tabelle 1 gezeigt
wird, ist dies die Zelle D bei einer Frequenz f1,
d. h. eine andere Zelle, die an der gleichen Frequenz arbeitet wie
die vorher identifizierte Zelle. Die UE versucht dann, in Schritt 204 sich
mit dieser identifizierten Zelle zu verbinden und wenn erfolgreich,
wird eine erfolgreiche Zellverbindung mit der Zelle D bei der Frequenz
f1 gemacht. Andernfalls fahrt die UE fort,
Zellen mit dem nächst-stärksten Signal
zu identifizieren und zu versuchen, sich mit diesen Zellen zu verbinden,
bis eine erfolgreiche Verbindung gemacht ist oder eine Verbindung
zu allen potentiellen Zellen fehlgeschlagen ist, in diesem Fall
sendet die UE eine Nachricht an den Benutzer zurück, zum Beispiel „nur Notrufe" oder „keine
Netzwerkabdeckung".
Die UE wiederholt dann regelmäßig die
Suche nach einer geeigneten Zelle.
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Somit,
statt nur nach der stärksten
Zelle auf jedem Träger
zu suchen, kann die UE nach mehr als einer Zelle pro Frequenz suchen.
Wenn dann gefunden wird, dass die stärkste Zelle aus einem Grund
nicht verfügbar
ist, kann die nächstbeste
Zelle verwendet werden ohne die Notwendigkeit, dass eine weitere
Zellensuche durchgeführt
wird. Dieses Verfahren ist auch anwendbar für Abtastungen, wenn die UE
eine Zell-Auswahl mittels gespeicherter Information durchführt (b von
Abschnitt 5.2.3.1.1 des Standards 25.304).
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel,
wenn eine identifizierte Zelle als ungeeignet angesehen wird, wird
der Abtastschritt erneut initiiert mit der Auslassung von der Abtastung
der Zelle oder der Frequenz der Zelle, die vorher als die Zelle
identifiziert wurde, die am besten ein Zellauswahlkriterium erfüllt.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Technik. In diesem Ausführungsbeispiel
führt die
UE Messungen durch, um nach der stärksten Zelle auf jedem erforderlichen
Träger
zu suchen, entsprechend ihren Fähigkeiten,
Schritt
302. Ein Beispiel der Messungen, die durch eine
UE gemacht werden, wird in Tabelle 2 gezeigt, wobei die stärksten Signale
oben in der Tabelle gezeigt werden und die schwächsten Signale unten gezeigt
werden. TABELLE 2
CA | f1 |
CB | f2 |
CF | f3 |
CG | f4 |
CC | f5 |
CI | f6 |
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Die
UE identifiziert dann die Zelle mit dem stärksten Signal, Schritt
304.
Für die
Ergebnisse, die in Tabelle 2 gezeigt werden, ist dies die Zelle
A bei Frequenz f
1. Die UE überprüft dann,
ob diese identifizierte Zelle geeignet ist, Schritt
306.
Wenn so, Schritt
308, wird eine erfolgreiche Zellauswahl
durchgeführt,
Schritt
410. Wenn jedoch die Zelle nicht geeignet ist,
weil sie aus einem Grund ausgeschlossen ist (zum Beispiel ist sie nicht
geeignet aufgrund einer Zellinformation (zum Beispiel, da die Zelle
nicht auf dem selben PLMN (public land mobile network) ist als die,
die durch die UE gewählt
wird)), Schritt
312, und es sind Zellen übrig zur Überprüfung, Schritt
413,
identifiziert die UE dann die Zelle auf der nächst-stärksten Frequenz (Frequenz f
2, Zelle B), Schritt
414, und überprüft, ob dies
eine geeignete Zelle ist, Schritt
406. Wenn in Schritt
412 eine
identifizierte Zelle ungeeignet ist aus Gründen einer Zellinformation
(zum Beispiel von einem anderen PLMN seiend), schließt die UE
aus der nächsten
Messabtastung die vorher identifizierte Zelle aus (Frequenz f
1, Zelle A), Schritt
316. Die UE
initiiert dann eine neue Zellensuche, Schritt
302. Die
UE kann die verbleibenden identifizierten Zellen auf eine Eignung
prüfen
(Schritt
313), bevor sie die neue Zellensuche beginnt.
Wenn eine geeignete Zelle gefunden wird, dann ist die neue Zellensuche
nicht erforderlich. Die UE kann die neue Zellensuche optimieren,
um nur die Frequenz der ausgeschlossenen Zelle zu umfassen (Frequenz
f
1), da bekannt ist, dass die Zelle A von
demselben PLMN ist wie die durch die UE gewählte. Dies bedeutet, dass die
UE nur eine Abtastung für
ein alternatives Signal an der erforderlichen Frequenz (f
1) ausführen
muss, anstatt eine vollständige
Abtastung an allen Frequenzen durchzuführen. Die Ergebnisse davon
werden in Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 3
CD | f1 |
CB | f2 |
CF | f3 |
CG | f4 |
CC | f5 |
CI | f6 |
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Die
UE hat folglich aus der Zellensuchabtastung alle Signale von der
Zelle ausgeschlossen, die vorher als ungeeignet angesehen wurde,
d. h. Zelle A.
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Die
UE identifiziert dann aus dieser zweiten Abtastung die Zelle mit
dem stärksten
Signal, Schritt 304. Für
die beispielhaften Ergebnisse, die in Tabelle 3 gezeigt werden,
ist dies die Zelle D, Frequenz f1. Die UE überprüft dann,
ob diese identifizierte Zelle geeignet ist, Schritt 306,
und wenn so, Schritt 308, wird eine erfolgreiche Zellauswahl
durchgeführt,
Schritt 310. Andernfalls initiiert die UE eine weitere
Zellensuche, wobei die Zelle D von der Abtastung ausgeschlossen
ist. Dies geht weiter, bis eine geeignete Zelle identifiziert ist
oder eine Verbindung zu allen potentiellen Zellen fehlgeschlagen
ist, in diesem Fall sendet die UE eine Nachricht an den Benutzer
zurück,
zum Beispiel „nur
Notrufe" oder „keine
Netzwerkabdeckung".
Die UE wiederholt dann regelmäßig die
Suche nach einer geeigneten Zelle.
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Somit,
wenn die stärkste
Zelle auf einer bestimmten Frequenz ungeeignet ist, wird eine neue
Zellensuche (anfängliche
Zellauswahl- oder gespeicherte Informations-Zellauswahl) gestartet mit der stärksten Zelle, die
spezifisch von der Suche ausge schlossen ist. Dies bedeutet, dass
die nächst-stärkste Zelle
auf dieser Frequenz durch das Zellensuchverfahren zurückgegeben
werden kann.
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4 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel
der Technik. In diesem Ausführungsbeispiel,
wenn keine identifizierten Zellen als geeignet angesehen werden
durch die UE, wird der Abtastschritt mit bestimmten Frequenzen erneut
initiiert, die von dem Abtasten weggelassen werden (zum Beispiel,
Frequenzen, welche die UE nicht benutzen darf). In dem Fall wie
oben diskutiert, bedeutet dies, dass die Abtastung die Frequenz
der Zelle weglässt,
die vorher als die Zelle identifiziert wurde, die am besten ein
Zellauswahlkriterium erfüllt.
Dies bedeutet, dass die UE keine Verarbeitungszeit verbraucht, um
Messdaten für
Signale an einer Frequenz zu erzeugen, die bereits als ungeeignet
beurteilt wurde. Wenn die Systeminformation für eine Zelle anzeigt, dass die
Zelle ungeeignet ist (zum Beispiel zeigt SIB3 für eine Zelle an, dass die Zelle „ausgeschlossen" ist und das Informationselement „Intra-Frequenz-Zelle-Neuauswahl-Indikator" wird auf „nicht
erlaubt" gesetzt),
darf die UE diese Zelle oder eine Zelle auf der gleichen Frequenz
nicht wählen
(siehe 25.304 Abschnitt 5.3.1.1). Der Ansatz, der beschrieben wird
mit Bezug auf 4, bedeutet, dass die UE keine
Messdaten für
diese Frequenz in einer nachfolgenden Suche erzeugt und folglich
können
andere (weniger starke) Frequenzen durch die UE gemessen werden.
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Somit,
wie in 4 gezeigt, in Schritt 408, wenn eine
Zelle als ungeeignet festgestellt wird und, in Schritt 412,
die Zelle als ungeeignet festgestellt wird infolge einer Zellinformation
(zum Beispiel ist die Zelle als „ausgeschlossen" angezeigt mit dem
IE „Intra-Frequenz-Zelle-Neuauswahl-Indikator" auf „nicht
erlaubt" gesetzt),
dann lässt
die UE diese Frequenz aus der nächsten
Zellensuche aus, Schritt 416, wenn eine erforderlich wird.
Wenn es Zellen gibt, die noch zu prüfen sind, Schritt 413,
dann macht die UE das Verfahren weiter mit der nächst-stärksten Zelle, Schritt 414.
Wenn alle Zellen überprüft wurden
und keine als geeignet gefunden wird, beginnt die UE eine neue Zellensuche
mit den ungeeigneten Frequenzen weggelassen. Dies geht weiter, bis
eine geeignete Zelle identifiziert ist oder eine Verbindung zu allen
potentiellen Zellen fehlgeschlagen ist, in diesem Fall sendet die
UE eine Nachricht an den Benutzer zurück, zum Beispiel „nur Notrufe" oder „keine
Netzwerkabdeckung".
Die UE wiederholt dann regelmäßig die
Suche nach einer geeigneten Zelle.
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Als
eine Darstellung wird ein Beispiel der anfänglichen Messergebnisse, die
in Schritt
402 erhalten werden, in Tabelle 4 gezeigt: TABELLE 4
CD | f1 |
CB | f2 |
CF | f3 |
CG | f4 |
CC | f5 |
CI | f6 |
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Wenn
zum Beispiel Zelle B und Zelle G als „ausgeschlossen" festgestellt werden
mit dem IE „Intra-Frequenz-Zelle-Neuauswahl-Indikator" auf „nicht
erlaubt" gesetzt
und keine der anderen Zellen geeignet sind, führt die UE eine weitere Zellensuche
durch, wobei die Frequenzen f
2 und f
4 weggelassen werden. Die Ergebnisse für die zweite
Zellensuche können
nun Zellen umfassen von Frequenzen, die vorher aufgrund von Beschränkungen
der Anzahl von berichteten Zellen in den Messdaten nicht berichtet
wurden, siehe Tabelle 5. TABELLE 5
CD | f1 |
CF | f3 |
CC | f5 |
CI | f6 |
CJ | f7 |
CK | f8 |
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Die
UE kann alle HF-Bänder
abtasten, die von dem Netzwerk verwendet werden, oder die UE kann nur
die HF-Bänder
abtasten, von denen bekannt ist, dass sie von Interesse sind für die UE
(wie in der vorher gespeicherten Information angezeigt).
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Kombination dieser Ansätze zeigt,
wobei, in Schritt 516, eine weitere Abtastung durch die
UE aus der Abtastung alle vorher identifizierten Zelle(n) oder die
Frequenz aller vorher identifizierten Zelle(n) weglässt.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen ist 6 ein Blockdiagramm,
das ein Ausführungsbeispiel einer
UMTS-Protokollstapel-Vorrichtung zeigt.
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Der
RRC-Block 136 ist eine Teilschicht von Schicht 3 130 eines
UMTS-Protokollstapels 100.
Die RRC 136 existiert nur in der Steuerebene und sieht
einen Informationsübertragungsdienst
zu der Nichtzugangsschicht NAS (non-access stratum) 134 vor.
Die RRC 136 ist verantwortlich für das Steuern der Konfiguration von
Funkschnittstellen-Schicht 1 110 und Schicht 2 120.
Wenn das UTRAN wünscht,
die UE-Konfiguration zu ändern,
gibt es eine Nachricht an die UE heraus, das einen Befehl enthält, ein
spezifisches RRC-Verfahren aufzurufen. Die RRC-136-Schicht
der UE decodiert diese Nachricht und initiiert das geeignete RRC-Verfahren. Im
Allgemeinen, wenn das Verfahren abgeschlossen ist (entweder erfolgreich
oder nicht), dann sendet die RRC eine Antwortnachricht an das UTRAN
(über die
unteren Schichten), die das UTRAN über das Ergebnis informiert.
Es sollte angemerkt werden, dass es einige Szenarien gibt, in denen
die RRC keine Antwortnachricht an das UTRAN ausgibt, und in diesen
Fällen
muss die RRC nicht antworten und tut es nicht.
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Unter
Bezugnahme nun auf 7 ist 7 ein Blockdiagramm,
das eine mobile Vorrichtung zeigt, die als eine UE dienen kann und
mit der Vorrichtung und den Verfahren der 1–4 zusammenarbeiten
kann und die eine beispielhafte drahtlose Kommunikationsvorrichtung
ist. Die mobile Station 700 ist vorzugsweise eine drahtlose
Zweiweg-Kommunikationsvorrichtung, die zumindest Sprach- und Datenkommunikationsfähigkeiten
hat. Die mobile Station 700 hat vorzugsweise die Fähigkeit,
mit anderen Computersystemen auf dem Internet zu kommunizieren.
Abhängig
von der genau vorgesehenen Funktionalität kann die drahtlose Vorrichtung
beispielsweise als eine Datenmessagingvorrichtung, ein Zweiwegpager,
eine drahtlose E-Mail-Vorrichtung, ein zellulares Telefon mit Datenmessagingfähigkeiten,
ein drahtloses Internet-Gerät
oder eine Datenkommunikationsvorrichtung bezeichnet werden, als
Beispiele.
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Wenn
die mobile Station 700 für eine Zweiwegkommunikation
aktiviert ist, umfasst sie ein Kommunikations-Teilsystem 711,
einschließlich
sowohl einen Empfänger 712 als
auch einen Sender 714, sowie zugehörige Komponenten, wie eine
oder mehrere, vorzugsweise eingebettete oder interne, Antennenelement(e) 716 und 718,
lokale Oszillatoren (LOs – local
oscillators) 713 und ein Verarbeitungs-Modul, wie einen digitalen Signalprozessor
(DSP – digital
signal processor) 720. Wie für Fachleute in dem Gebiet der
Kommunikation offensichtlich ist, ist das bestimmte Design des Kommunikations-Teilsystems 711 abhängig von
dem Kommunikationsnetzwerk, in dem die Vorrichtung funktionieren
soll. Zum Beispiel kann die mobile Station 700 ein Kommunikations-Teilsystem 711 umfassen,
das ausgebildet ist, in dem mobilen MobitexTM-Kommunikationssystem, dem
mobilen DataTACTM- Kommunikationssystem,
einem GPRS(General Packet Radio Service)-Netzwerk, einem UMTS-Netzwerk
oder einem EDGE-Netzwerk zu arbeiten.
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Netzwerkzugriffsanforderungen
variieren auch abhängig
von dem Typ des Netzwerks 702. Zum Beispiel wird in den
Mobitex- und DataTAC-Netzwerken die mobile Station 700 an
dem Netzwerk registriert unter Verwendung einer eindeutigen Identifikationsnummer,
die zu jeder mobilen Station gehört.
In UMTS- und GPRS-Netzwerken jedoch ist ein Netzwerkzugang mit einem
Teilnehmer oder einem Benutzer der mobilen Station 700 verbunden.
Eine mobile GPRS-Station erfordert somit eine Teilnehmeridentitätsmodul(SIM – subscriber
identity module)-Karte, um auf einem GPRS-Netzwerk zu arbeiten.
Ohne eine gültige
SIM-Karte ist eine mobile
GPRS-Station nicht vollständig
funktionell. Lokale oder nicht-Netzwerk-Kommunikationsfunktionen,
sowie vom Gesetz vorgeschriebene Funktionen (falls vorhanden), wie
der Notruf „911", können verfügbar sein, aber
die mobile Station 700 ist nicht imstande, andere Funktionen
auszuführen,
die eine Kommunikation über das
Netzwerk 702 betreffen. Die SIM-Schnittstelle 744 ist
normalerweise ähnlich
zu einem Karten-Steckplatz, in den eine SIM-Karte, wie eine Diskette
oder eine PCMCIA-Karte, eingeführt
und ausgeworfen werden kann. Die SIM-Karte kann ungefähr 64K an
Speicher haben und eine Schlüsselkonfiguration 751 und
andere Information 753 speichern, wie Identifizierung und
Teilnehmer-bezogene Information.
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Wenn
erforderliche Netzwerkregistrierungs- oder -aktivierungsverfahren
beendet sind, kann die mobile Station 700 Kommunikationssignale über das
Netzwerk 702 senden und empfangen. Signale, die durch die Antenne 716 von
dem Kommunikationsnetzwerk 702 empfangen werden, werden
an den Empfänger 712 eingegeben,
der so allgemeine Empfängerfunktionen
durchführen
kann wie Signalverstärkung,
Frequenzabwärtswandlung,
Filtern, Kanalauswahl usw. und, in dem beispielhaften System, das
in 7 gezeigt wird, eine Analog-zu-Digital(A/D)-Umwandlung. Eine
Analog-Digital-Umwandlung eines empfangenen Signals ermöglicht,
dass in dem DSP 720 komplexere Kommunikationsfunktionen
durchgeführt
werden können,
wie Demodulation und Decodierung. Auf eine ähnliche Weise werden zu übertragende
Signale, einschließlich
Modulation und Codierung zum Beispiel, durch den DSP 720 verarbeitet
und an den Sender 714 eingegeben für eine Digital-Analog-Umwandlung,
Frequenzaufwärtswandlung,
Filterung, Verstärkung
und Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk 702 über die
Antenne 718. Der DSP 720 verarbeitet nicht nur
Kommunikationssignale, sondern sieht auch eine Empfänger- und
Sender-Steuerung vor. Zum Beispiel können die Verstärkungen, die
auf Kommunikationssignale in dem Empfänger 712 und dem Sender 714 angewendet
werden, adaptiv gesteuert werden durch AGC(automatic gain control)-Algorithmen,
die in dem DSP 720 implementiert sind.
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Die
mobile Station 700 umfasst vorzugsweise einen Mikroprozessor 738,
der den gesamten Betrieb der Vorrichtung steuert. Kommunikationsfunktionen,
einschließlich
zumindest Daten- und Sprachkommunikation, werden durch das Kommunikations-Teilsystem 711 durchgeführt. Der
Mikroprozessor 738 interagiert auch mit weiteren Vorrichtungsteilsystemen,
wie der Anzeige 722, dem Flash-Speicher 724, dem
Arbeitsspeicher (RAM – random
access memory) 726, zusätzliche
Eingabe/Ausgabe(E/A)-Teilsysteme 728, einem seriellen Anschluss 730,
einer Tastatur 732, einem Lautsprecher 734, einem
Mikrophon 736, einem Nahbereichs-Kommunikations-Teilsystem 740 und
anderen Vorrichtungsteilsystemen, die allgemein als 742 bezeichnet
werden.
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Einige
der in 7 gezeigten Teilsysteme führen Kommunikations-bezogene
Funktionen durch, während
andere Teilsysteme „residente" Funktionen oder
Funktionen auf der Vorrichtung vorsehen können. Einige Teilsysteme, wie
die Tastatur 732 und die Anzeige 722, werden zum
Beispiel sowohl für
Kommunikations-bezogene Funktionen, wie Eingabe einer Textnachricht
zur Übertragung über ein
Kommunikationsnetzwerk, als auch Vorrichtungs-residente Funktionen
verwendet, wie ein Rechner oder eine Aufgaben-Liste.
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Eine
Betriebssystemsoftware, die durch den Mikroprozessor 738 verwendet
wird, wird vorzugsweise in einem persistenten Speicher gespeichert,
wie dem Flash-Speicher 724,
der stattdessen ein Festspeicher (ROM – read-only memory) oder ähnliches
Speicherelement sein kann (nicht gezeigt). Für Fachleute ist offensichtlich,
dass das Betriebssystem, spezifische Vorrichtungsanwendungen oder
Teile davon temporär
in einen flüchtigen
Speicher geladen werden können,
wie den RAM 726. Empfangene Kommunikationssignale können auch
in dem RAM 726 gespeichert werden.
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Wie
gezeigt, kann der Flash-Speicher 724 in unterschiedliche
Bereiche für
sowohl Computerprogramme 758 als auch Programmdaten-Speicherung 750, 752, 754 und 756 unterteilt
werden. Diese unterschiedlichen Speicher-Typen zeigen an, dass jedes
Programm einen Teil des Flash-Speichers 724 für seine
eigenen Daten-Speicheranforderungen
zuteilen kann. Der Mikroprozessor 738 ermöglicht,
zusätzlich
zu seinen Betriebsystemsfunktionen, vorzugsweise eine Ausführung von
Softwareanwendungen auf der mobilen Station. Ein vorbestimmter Satz
von Anwendungen, die grundlegende Operationen steuern, einschließlich zum
Beispiel zumindest Daten- und Sprachkommunikationsanwendungen, wird
normalerweise auf der mobilen Station 700 während der
Herstellung installiert. Eine bevorzugte Softwareanwendung kann
eine PIM(personal information manager)-Anwendung sein, die die Fähigkeit
hat, Datenelemente zu organisieren und zu verwalten, die den Benutzer
der mobilen Station betreffen, wie E-Mail, Kalenderereignisse, Voice-Mails,
Termine und Aufgabenelemente, aber nicht darauf beschränkt. Normalerweise
sind ein oder mehrere Speicher auf der mobilen Station verfügbar, um
ein Speichern von PIM-Datenelementen zu erleichtern. Die PIM-Anwendung
hat vorzugsweise die Fähigkeit,
Datenelemente über
das drahtlose Netzwerke 702 zu senden und zu empfangen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die PIM-Datenelemente nahtlos integriert, synchronisiert und
aktualisiert über
das drahtlose Netzwerk 702 mit entsprechenden Datenelementen
eines Benutzers der mobilen Station, die in einem Host-Computersystem
gespeichert sind oder mit diesem verbunden sind. Zusätzliche
Anwendungen können
auch auf die mobile Station 700 geladen werden über das
Netzwerk 702, ein Hilfs-E/A-Teilsystem 728, den
seriellen Anschluss 730, das Nahbereichs-Kommunikations-Teilsystem 740 oder
ein anderes geeignetes Teilsystem 742 und durch einen Benutzer
in dem RAM 726 oder vorzugsweise einem nichtflüchtigen
Speicher (nicht gezeigt) installiert werden zur Ausführung durch
den Mikroprozessor 738. Eine solche Flexibilität bei der
Anwendungsinstallation erhöht
die Funktionalität
der Vorrichtung und kann verbesserte Funktionen auf der Vorrichtung,
Kommunikations-bezogene Funktionen oder beides vorsehen. Zum Beispiel
können sichere
Kommunikationsanwendungen ermöglichen,
dass Funktionen des elektronischen Handels und andere derartige
Finanztransaktionen unter Verwendung der mobilen Station 700 durchgeführt werden
können.
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In
einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal, wie
eine Textnachricht oder eine heruntergeladene Webseite, von dem
Kommunikationsteilsystem 711 verarbeitet und an den Mikroprozessor 738 eingegeben,
der vorzugsweise das empfangene Signal weiter verarbeitet zur Ausgabe
an die Anzeige 722 oder alternativ an eine Hilfs-E/A-Vorrichtung 728.
Ein Benutzer der mobilen Station 700 kann auch Datenelemente,
wie beispielsweise E-Mail-Nachrichten, erstellen unter Verwendung
der Tastatur 732, die vorzugsweise eine komplette alphanumerische
Tastatur oder eine Telefontastatur ist, in Verbindung mit der Anzeige 722 und möglicherweise
einer Hilfs-E/A-Vorrichtung 728. Die erstellten Datenelemente
können
dann über
ein Kommunikationsnetzwerk durch das Kommunikationsteilsystem 711 gesendet
werden.
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Zur
Sprachkommunikation ist der gesamte Betrieb der mobilen Station 700 ähnlich,
außer,
dass empfangene Signale vorzugsweise an einen Lautsprecher 734 ausgegeben
werden und Signale zur Übertragung von
einem Mikrofon 736 erzeugt werden. Alternative Sprach-
oder Audio-E/A-Teilsysteme, wie ein Aufzeichnungsteilsystem für Sprachnachrichten,
können
ebenfalls auf der mobilen Station 700 implementiert werden. Obwohl
eine Sprach- oder Audio-Signalausgabe
vorzugsweise primär
durch den Lautsprecher 734 erreicht wird, kann auch die
Anzeige 722 verwendet werden, um zum Beispiel eine Anzeige
der Identität
eines anrufenden Teilnehmers, die Dauer eines Sprachanrufs oder
andere Sprach-bezogene Information anzuzeigen.
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Der
serielle Anschluss 730 in 7 würde normalerweise
in einer mobilen Station des PDA(personal digital assistant)-Typs
implementiert, für
die eine Synchronisierung mit dem Desktopcomputer eines Benutzers (nicht
gezeigt) wünschenswert
sein kann, aber dies ist eine optionale Vorrichtungskomponente.
Solch ein Anschluss 730 ermöglicht einem Benutzer, Präferenzen
durch eine externe Vor richtung oder Software-Anwendung zu setzen
und würde
die Fähigkeiten
der mobilen Station 700 erweitern durch Vorsehen einer
Information oder Software-Downloads
an die mobile Station 700, anders als durch ein drahtloses
Kommunikationsnetzwerk. Der alternative Download-Pfad kann zum Beispiel
benutzt werden, um einen Verschlüsselungsschlüssel auf
die Vorrichtung zu laden durch eine direkte und somit zuverlässige und
vertrauenswürdige
Verbindung, um somit eine sichere Vorrichtungskommunikation zu ermöglichen.
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Andere
Kommunikations-Teilsysteme 740, wie ein Nahbereichs-Kommunikations-Teilsystem,
ist eine weitere optionale Komponente, die eine Kommunikation zwischen
der mobilen Station 700 und anderen Systemen oder Vorrichtungen
vorsehen kann, die nicht unbedingt gleiche Vorrichtungen sein müssen. Zum
Beispiel kann das Teilsystem 740 eine Infrarot-Vorrichtung
und zugehörige
Schaltungen und Komponenten oder ein Bluetooth-Kommunikationsmodul umfassen zum Vorsehen
einer Kommunikation mit ähnlich
aktivierten Systemen und Vorrichtungen.
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ERWEITERUNGEN UND ALTERNATIVEN
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In
der obigen Spezifikation wurde die Erfindung beschrieben unter Bezugnahme
auf spezifische Ausführungsbeispiele
davon. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen
und Änderungen
dazu gemacht werden können,
ohne vom Umfang der angefügten
Ansprüche
abzuweichen. Die Spezifikation und die Zeichnungen sollen demgemäß betrachtet
werden in einem illustrativen statt einem restriktiven Sinn.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die beschriebenen Verfahren Schritte
gezeigt haben, die in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden.
Es ist jedoch für
Fachleute offensichtlich, dass die Reihenfolge einiger der Schritte
unwichtig sein kann hinsichtlich der Operation des Verfahrens. Die
Reihenfolge der Schritte, wie hier beschrieben, soll nicht begrenzend
sein.
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Es
sollte auch angemerkt werden, dass, wenn ein Verfahren beschrieben
wurde, es beabsichtigt ist, dass Schutz auch ersucht wird für eine Vorrichtung,
die ausgebildet ist, das Verfahren auszuführen, und wenn Merkmale unabhängig voneinander
beansprucht wurden, diese zusammen mit anderen beanspruchten Merkmalen
verwendet werden können.