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Hintergrund
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen mobile Stationen und
Basisstations-Sende-Empfängersysteme,
und im Speziellen die Auswahl von Basisstations-Sende-Empfängersystemen
basierend auf einem Dienst-Kommunikationstyp (z.B. einem 2G oder
3G-Kommunikationsdienst).
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
kabelloses Kommunikationsgerät,
wie etwa ein zelluläres
Telephon oder eine mobile Station, ist oft dazu fähig, Sprachanrufe
zu tätigen
und zu empfangen und/oder Daten über
ein kabelloses Kommunikations-Netzwerk zu senden und zu empfangen.
Bevor sie das tun kann, wählt
die mobile Station eines aus einer Vielzahl von Kommunikations-Netzwerken,
die innerhalb eines gegebenen geographischen Abdeckungsbereichs
verfügbar
sind, aus, erfasst dieses und registriert sich darin. Nach dem Registrieren
im ausgewählten Netzwerk
arbeitet die mobile Station in einem Ruhemodus, wobei sie, um ihre
Anrufe oder Nachrichten zu überwachen,
auf einem bestimmten kabellosen Kommunikationskanal des Netzwerks „lagert". Die mobile Station überwacht
auch die Verfügbarkeit
von anderen bevorzugten Systemen und führt „Übergaben" („handoffs") zu diesen Systemen
durch, wenn dies notwendig ist. Die „Netzwerkauswahl" ist das Verfahren,
das von der mobilen Station ausgeführt wird, um das Kommunikations-Netzwerk
auszuwählen, über das
kommuniziert werden soll.
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Die
Basisstations-Sende-Empfängersysteme
können
an verschiedene Netzwerke angeschlossen sein, die verschiedene Dienste
für eine
mobile Station bereitstellen können.
Kabellose Netze der dritten Generation (Third Generation, 3G) bieten
Hochgeschwindigkeits-Paketdatendienste, eine große Verbesserung gegenüber den
früher
entwickelten leitungsvermittelten kabellosen Netzwerken. Wie gut
dokumentiert ist, sind 3G- Dienste
typischer Weise mit den Technologien „Universal Mobile Telecommunications
System" („universelles
Mobiltelekommunikationssystem",
UMTS), „Enhanced
Data for Global Evolution" („erweiterte
Daten für
globale Entwicklung",
EDGE), „Wideband
Code Division Multiple Access" („Breitband-Codemultiplexverfahren", WCDMA), und CDMA2000
(1XRTT, 1XEV-DO, und 1XEV-DV) verbunden. Andererseits ist ein Kommunikationsdienst
der zweiten Generation (2G) ein auf Leitungsvermittlung basierendes
System, und es ist den grundlegenden Technologien CDMA (z.B. CDMAone),
Time Division Multiple Access („Zeitmultiplexverfahren", TDMA) und GSM zugeordnet.
2G bietet typischer Weise einen Dienst, der geringer ist, als 65
Kilobits pro Sekunde (kbps). Als Brücke für den Übergang von 2G zu 3G wurde
ein Dienst der 2,5. Generation (2,5G) aufgebaut, und dieser ist
typischer Weise den Technologien CDMA2000 (1X) und „General
Packet Radio Service" („allgemeiner
Paketfunkdienst",
GPRS) zugeordnet. Alle der obigen Technologien sind Weiterentwicklungen
der vorwiegend „analogen" Dienste, oder Dienste
der ersten Generation (1G), die allgemein dem Advanced Mobile Phone
Service („erweiterter
Mobiltelefondienst",
AMPS) zugeordnet sind.
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Unter
Verwendung herkömmlicher
Techniken führt
eine mobile Station eine Netzwerkauswahl basierend auf Informationen
auf einer Teilnehmeridentitäts-Modul(SIM)-Karte,
einem entfernbaren Benutzeridentitätsmodul („Removable User Identity Module", R-UIM) oder auf
einer „Liste
bevorzugten Roamings" (Preferred Roaming
List, PRL), die im nichtflüchtigen
Speicher vorliegt, durch. Diese Information wird typischer Weise
von einem Dienstanbieter programmiert und stellt der mobilen Station
verschiedene Systemauswahl-Kriterien bereit, zum Beispiel welche
Systeme die mobile Station zuerst zu erfassen versuchen soll, welche
Systeme gegenüber
anderen bevorzugt sind, welche Systeme Roamingsysteme sind, etc.
Die Auswahlkriterien sind üblicher
Weise ziemlich restriktiv und berücksichtigen die primären Dienste
nicht, die voraussichtlich von einer bestimmten mobilen Station
bereitgestellt werden.
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Im
Gegensatz zu zellulären
Standardtelephonen sind andere Typen tragbarer Geräte, wie
etwa persönliche
digitale Assistenten (PDAs), Laptopcomputer, und tragbare Email-Geräte, besser
dafür bekannt,
für die
Organisation und Handhabung von Text, Dateien, Nachrichten und/oder
anderen Daten zu sorgen. Jedoch werden kabellose Datenkommunikationsdienste,
wie etwa Dienste für
den kabellosen Email- und Internettzugriff, in Verbindung mit solchen
Geräten
mehr und mehr verbreitet. Es gibt auch mobile Stationen, die kombinierte
Fähigkeiten
bereitstellen (z.B. sowohl Sprach-, als auch fortschrittliche Datenkommunikation),
und diese werden zunehmend gefragt.
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Um
vollständig
bestimmungsgemäß zu arbeiten,
müssen
die mobilen Stationen die passenden Kommunikationsdienste unterstützten, die
von dem Kommunikations-Netzwerk, in dem die Station registriert
ist, verfügbar
gemacht und bereitgestellt werden. Für den höchsten Endanwendernutzen sollte
idealer Weise ein Kommunikationssystem alle unterschiedlichen Arten
von Kommunikationsdiensten unterstützen und verfügbar machen,
die eine mobile Station bereitstellen kann. In der Praxis kann jedoch
ein gegebenes Kommunikations-Netzwerk nur Dienste bereitstellen,
die innerhalb des Standards, mit dem es übereinstimmt, definiert sind. Ein
2G-Kommunikations-Netzwerk kann beispielsweise nicht alle Dienste
bereitstellen, die in 3G definiert sind. Es kann jedoch andere Kommunikations-Netzwerke
in dem selben geographischen Bereich geben, die mit einem fortschrittlicheren
Standard übereinstimmten,
und Dienste bereitstellen, die für
die mobile Station geeigneter sind.
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Es
ist offensichtlich, dass eine herkömmliche Netzwerkauswahl die
Verfügbarkeit
unterschiedlicher Dienstangebote beim Entscheidungsverfahren nicht
in Betracht zieht. Infolge dessen kann es sein, dass ein unpassendes
Kommunikations-Netzwerk
von der mobilen Station ausgewählt
wird. Eine mobile Station kann beispielsweise ein Kommunikationsnetzwerk
auswählen,
das einen brauchbaren Sprachdienst (einen leitungsvermittelten Datendienst),
jedoch keinen Hochgeschwindigkeits-Paketdatendienst bereitstellt, ungeachtet
der Verfügbarkeit
eines anderen passenden Netzwerks in der selben geographischen Region,
das in der Lage ist, sowohl den Sprach- als auch den Hochgeschwindigkeits-Paketdatendienst
bereitzustellen. Solch ein herkömmlicher
Betrieb ist nicht wünschenswert,
insbesondere für
anwendungsspezifische mobile Stationen (z.B. tragbare kabellose
Email-Geräte).
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Als
bestimmtes, erläuterndes
Beispiel enthält
ein herkömmliches
Netzwerks-Auswahlkriterium, das von CDMA-Dienstanbietern festgelegt ist, eine
Einstellung, ein Basisstations-Sende-Empfängersystem, auf einem persönlichen
Kommunikations-Dienst-Band („Personal
Communication Service",
PCS) (z.B. einem 1900 MHz-Band) vorrangig vor dem auf einem Zellennetzwerk-Standardband
(z.B. einem 800 MHz-Band) auszuwählen
und über
dieses zu kommunizieren. Das bevorzugte PCS-Band kann jedoch einen
3G-Dienst anbieten oder auch nicht. Tatsächlich kann das PCS-Netzwerk
einen 2G-Dienst bereitstellen, und das zelluläre Standardband kann einen
3G-Dienst bereitstellen. In solch einem Fall wird eine herkömmliche
mobile Station den Datendienst (z.B. einen Hochgeschwindigkeits-Paketdatendienst)
dem Endbenutzer nicht bereitstellen, obwohl er in der Region verfügbar ist.
Weiters könnte
es andere vorteilhafte Merkmale in einem 3G-Netzwerk geben, wie
etwa einen Schnellrufkanal („quick
paging channel")
in einem 1XRTT-Netzwerk. Die Verwendung des Schnellrufkanals kann
das Batterieleben der mobilen Station in der Bereitschaft erheblich
erhöhen.
In bestimmten 2G/3G-Abgrenzungen kann jedoch, wenn die mobile Station
herkömmliche
Netzwerkauswahl-Verfahren benutzt, die den Protokoll-Entwicklungsstand
des Sende-Empfängersystems
nicht in Betracht ziehen, die mobile Station in einem „bevorzugteren" 2G-Netzwerk enden, und
den Vorteil des Schnellrufkanals verlieren. Umgekehrt kann das auch
im Sinne von Band-Bevorzugungen gelten, da dies vom Band abhängt, das dem
Dienstanbieter zur Verfügung
steht.
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Die
PCT-Veröffentlichung
WO 01/22764 A mit dem Titel „Handover
Between Wireless Telecommunication Networks/Systems" beschreibt ein Handover-(Übergabe-)Verfahren,
wobei die mobile Station eine Netzwerkbevorzugung zu dem Netzwerk übermittelt.
In dieser Veröffentlichung
steuert das Netzwerk das Ver fahren und benötigt mehrere Modifikationen;
Diese verschiedenen Netzwerke würden
mit den Netzwerkauswahl-Merkmalen aktualisiert werden müssen, sodass
die mobile Station wie gewünscht
arbeiten könnte.
In der US 2003/0013443 A1 mit dem Titel „Handover In A Shared Radio
Access Network Environment Using Subscriber-Dependent Neighbor Cell
Lists", wird von
dem Netzwerk an einer Zellenliste eine Filterfunktion durchgeführt, um
einige Zellen von einer Auswahl auszuschließen. Wiederum implementiert
das Netzwerk diese Technik, ohne auf wichtige Überlegungen betreffend der
mobilen Station Rücksicht
zu nehmen. Die EPO-Veröffentlichung
EP-A-1 263 254 mit dem Titel „Mobile
Communication Terminal" und
die US 2002/090975 A1 mit dem Titel „Paging In A Mobile Telecommunication
Network" betreffen
Themen, welche mit der vorliegenden Anmeldung in Beziehung stehen,
keine davon beschreibt jedoch geeignete Techniken, um einen bevorzugten Kommunikationsdienst
für fortschrittliche
mobile Geräte
aufrecht zu erhalten.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf für
Verfahren und Vorrichtungen mobiler Stationen, um ein Kommunikationsnetzwerk
auszuwählen,
welche die Mängel
des Standes der Technik überwinden.
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Zusammenfassung
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Es
werden Verfahren und Vorrichtungen für die Auswahl eines Basisstations-Sende-Empfängersystems
basierend auf dem Dienst-Kommunikationstyp beschrieben. In einem
erläuterndem
Beispiel werden ein oder mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme
durch einen Scann-Vorgang für
eine Kommunikation mit der mobilen Station identifiziert. Bei einem
ersten Basisstations-Sender-Empfängersystem
wird identifiziert, dass es einen Kommunikationsdienst der dritten
Generation oder höher
bietet, wohingegen bei einem zweiten Basisstations-Sender-Empfängersystem
identifiziert wird, dass es den Kommunikationsdienst der dritten
Generation oder höher
nicht bietet (z.B. könnte
es einen Kommunikationsdienst der zweiten Generation (2G) bieten).
Das erste System wird gegenüber
dem zweiten System bevorzugt für
eine Kommunikation ausgewählt, zumindest teilweise
basierend auf der Identifikation, dass das zweite System versagt,
den 3G-Kommunikationsdienst oder höher zu bieten. Beispielsweise
kann das erste System bevorzugt gegenüber. dem zweiten System ausgewählt werden,
wenn das erste System eine Signalqualität aufweist, die größer ist,
als ein unterer. Schwellenwert, auch wenn die Signalqualität schlechter
ist als die des zweiten Systems.
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In
vorteilhafter Weise wird, sogar wenn ein umgebendes 2G-System eine
bessere Signalqualität
aufweist, einem passenden 3G- oder höherem System der Vorzug gegeben,
um sicherzustellen, dass der mobilen Station ein bevorzugter Datendienst
verfügbar
gemacht wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschrieben, wobei:
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1 ein
Blockdiagramm ist, welches einschlägige Komponenten eines kabellosen
Codemultiplex (CDMA) Kommunikationsnetzwerks und eine mobile Station,
die innerhalb dieses Netzwerks kommuniziert, darstellt;
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2 ein
detaillierteres Diagramm der mobilen Station ist, die mit einem
aus einer Vielzahl von Basisstations-Sende-Empfängersystemen
kommunizieren kann, die Dienste bereitstellen, wie etwa einen Kommunikationsdienst
der zweiten Generation (2G), oder einen Kommunikationsdienst der
dritten Generation (3G) oder besser;
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3 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Verfahren für das Auswählen eines Basisstations-Sende-Empfängersystems
für eine
Kommunikation basierend auf dem Dienstkommunikationstyp beschreibt;
und
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4 ein
Flussdiagramm ist, welches ein zusätzliches Verfahren für das Auswählen eines
Basisstations-Sende-Empfängersystems
für eine
Kommunikation basierend auf dem Dienstkommunikationstyp beschreibt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In
den hierin beschriebenen Techniken werden ein oder mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme
durch einen Scann-Vorgang für
eine Kommunikation mit der mobilen Station ausgewählt. Bei
einem ersten Basisstations-Sender-Empfängersystem
wird identifiziert, dass es einen Kommunikationsdienst der dritten Generation
oder höher
bietet, wohingegen bei einem zweiten Basisstations-Sender-Empfängersystem
identifiziert wird, dass es den Kommunikationsdienst der dritten
Generation oder höher
nicht bietet (z.B. könnte
es einen 2G-Kommunikationsdienst
bieten). Das erste System wird gegenüber dem zweiten System bevorzugt für eine Kommunikation
ausgewählt,
zumindest teilweise basierend auf der Identifikation, dass das zweite
System versagt, den 3G-Kommunikationsdienst oder höher zu bieten.
In einem weiteren erläutenden
Beispiel der vorliegenden Techniken identifiziert die mobile Station
ein Basisstations-Sende-Empfängersystem,
das dabei versagt, einen vorbestimmten digitalen Kommunikationsdienst
(z.B. einen 3G-Dienst oder höher)
bereitzustellen. Die mobile Station erzeugt eine Liste von einem
oder mehreren Übergabekandidaten-Kennungen und sendet
diese zu einem bedienenden Basisstations-Sende-Empfängersystem, welches eine Kennung
für das
System basierend auf seinem Versagen, den vorbestimmten digitalen
Kommunikationsdienst zu bieten, ausschließt. In vorteilhafter Weise
wird, sogar wenn ein umgebendes 2G-System eine bessere Signalqualität aufweist,
einem passenden 3G- oder höherem
System der Vorzug gegeben, um sicherzustellen, dass der mobilen Station
ein bevorzugter Datendienst verfügbar
gemacht wird.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 100, welches
eine mobile Station 102 beinhaltet, die über ein
kabelloses Kommunikationsnetzwerk 104 kommuniziert. Die
mobile Station 102 beinhaltet vorzugsweise eine visuelles
Display 112, eine Tastatur 114 und vielleicht
eine oder mehrere zusätzliche
Benutzerschnittstellen (UI) 116, wovon jede an eine Steuereinheit 106 gekoppelt
ist. Die Steuereinheit 106 ist au ßerdem an eine Funkfrequenz(RF)-Sende-/Empfangsschaltung 108 und
eine Antenne 110 gekoppelt.
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Typischerweise
ist die Steuereinheit 106 als ein Hauptprozessor (CPU)
ausgelegt, der die Systemsoftware in einer Speicherkomponente (nicht
gezeigt) betreibt. Die Steuereinheit überwacht normalerweise den Gesamtbetrieb
der mobilen Station 102, wohingegen signalverarbeitende
Vorgänge,
die mit Kommunikationsfunktionen verbunden sind, typischerweise
in der RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 ausgeführt werden.
Die Steuereinheit 106 ist an das Gerätedisplay 112 gekoppelt,
um empfangene Informationen, gespeicherte Informationen, Benutzereingaben
und ähnliches
anzuzeigen. Die Tastatur 114, die eine Telefontastatur
oder eine komplett alphanumerische Tastatur sein kann, ist normalerweise
bereitgestellt, um Daten zur Speicherung in der mobilen Station 102,
Informationen zur Übertragung
zum Netzwerk 104, eine Telefonnummer für einen Telefonanruf, auf der
mobilen Station 102 auszuführende Befehle und möglicherweise
andere oder unterschiedliche Benutzereingaben einzugeben.
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Die
mobile Station 102 sendet Kommunikationssignale an das
und empfängt
Kommunikationssignale vom Netzwerk 104 über eine kabellose Verbindung über die
Antenne 110. Die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 führt Funktionen,
die denen eines Funknetzwerks (RN) 128 ähnlich sind, aus, einschließlich z.B.
Modulation/Demodulation und möglicherweise
Kodierung/Dekodierung und Verschlüsselung/Entschlüsselung.
Es ist auch beabsichtigt, dass die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 gewisse
Funktionen zusätzlich
zu denen ausführen
kann, die vom RN 128 ausgeführt werden. Es wird für Fachleute
ersichtlich sein, dass die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 an
ein spezielles kabelloses Netzwerk oder Netzwerke angepasst sein
wird, in dem/denen die mobile Station 102 arbeiten soll.
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Die
mobile Station 102 beinhaltet eine Batterieschnittstelle 122 zum
Aufnehmen einer oder mehrerer wiederaufladbarer Batterien 124.
Die Batterie 124 stellt Strom für den elektrischen Schaltkreis
in der mobilen Station 102 bereit, und die Batterieschnittstelle 122 sorgt
für eine
mechanische und elek trische Verbindung für die Batterie 124.
Die Batterieschnittstelle 122 ist an einen Regler 126 gekoppelt,
der die Stromzufuhr zum Gerät
regelt. Wenn die mobile Station 102 voll in Betrieb ist,
wird typischerweise ein RF-Sender der RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 nur
dann angesprochen oder eingeschaltet, wenn er an das Netzwerk sendet,
und wird anderenfalls ausgeschaltet, um Ressourcen zu schonen. Entsprechend
wird ein RF-Empfänger
der RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 typischerweise periodisch
ausgeschaltet, um Strom zu sparen, bis er benötigt wird, um Signale oder
Informationen (wenn überhaupt)
während
festgelegter Zeiträume
zu empfangen.
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Die
mobile Station 102 arbeitet unter Verwendung eines Speichermoduls 120,
wie etwa ein Teilnehmer-Identitätsmodul
(SIM), oder ein entfernbares Benutzeridentitätsmodul (R-UIM) welches an
einer Schnittstelle 118 mit der mobilen Station 102 verbunden
oder in diese eingesetzt ist. Als Alternative zu einem SIM oder
einem R-UIM kann die mobile Station 102 basierend auf Konfigurationsdaten
arbeiten, die von einem Dienstanbieter. in das Speichermodul 120,
das ein nichtflüchtiger
Speicher ist, programmiert wurden. Die mobile Station 102 kann
aus einer einzelnen Einheit bestehen, wie einem Datenkommunikationsgerät, einem
Mobiltelefon, einem Mehrfunktions-Kommunikationsgerät mit Daten- und Sprachkommunikationsfähigkeiten,
einem Persönlichen
Digitalen Assistenten (Personal Digital Assistant, PDA), der für kabellose
Kommunikation geeignet ist, oder einem Computer, der ein internes
Modem enthält.
Alternativ dazu kann die mobile Station 102 eine Einheit
mit mehreren Modulen sein, die mehrere separate Komponenten aufweist,
einschließlich, aber
keinesfalls darauf beschränkt,
eines Computers oder eines anderen Gerätes, die mit einem kabellosen Modem
verbunden sind. Insbesondere können
zum Beispiel bei dem Blockdiagramm der mobilen Station von 1 die
RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 und
die Antenne 110 als eine Funkmodemeinheit umgesetzt sein,
die in einen Port eines Laptops eingesetzt werden kann. In diesem
Fall beinhaltet der Laptop das Display 112, die Tastatur 114 und
eine oder mehrere zusätzliche
UIs 116, und die Steuereinheit 106, die durch
die CPU des Computers verkörpert
ist. Es wird auch erwogen, dass ein Computer oder ein anderes Gerät, das normalerweise
nicht zu kabelloser Kommunikation fähig ist, angepasst werden kann,
um an die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 und die Antenne 110 eines
aus einer Einheit bestehenden Geräts, wie eines der oben beschriebenen,
angeschlossen zu werden und eine effektive Kontrolle über dieses
zu übernehmen.
Eine solche mobile Station 102 kann eine speziellere Umsetzung
aufweisen, wie später
hinsichtlich der mobilen Station 202 von 2 beschrieben
wird.
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Die
mobile Station 102 kommuniziert in einem und über ein
kabelloses Kommunikationsnetzwerk 104. Bei der Ausführungsform
von 1 ist das kabellose Netzwerk 104 ein
auf Code Division Multiple Access (CDMA) Technologien basierendes
Netzwerk der dritten Generation (3G). Im Speziellen ist das kabellose
Netzwerk 104 ein CDMA2000-Netzwerk, welches fixe Netzwerkkomponenten
enthält,
die wie in 1 gezeigt angekoppelt sind.
Das kabellose Netzwerk 104 des CDMA2000-Typs enthält ein Funknetzwerk
(RN) 128, eine Mobilfunkvermittlungsstelle (MSC) 130,
ein Signaling System 7 (SS7) Netzwerk 140, ein Heimstandortregister/Authentifizierungsstelle
(„Home
Location Register/Authentication Center", HLR/AC) 138, einen Paketdaten-Dienstknoten („Packet
Data Serving Node",
PDSN) 132, ein IP-Netzwerk 134,
und einen Fernauthentifizierungs-Einwahl-Benutzerdienst-(„Remote Authentication Dial-In
User Service", RADIUS)
Server 136. Das SS7-Netzwerk 140 ist kommunikativ
an ein Netzwerk 142 (wie etwa ein öffentliches, geschaltetes Telephonnetzwerk
oder PSTN) gekoppelt, wobei das IP-Netzwerk kommunikativ an ein
Netzwerk 144 (wie etwa das Internet) gekoppelt ist.
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Während des
Betriebs kommuniziert die mobile Station 102 mit dem RN 128,
welches solche Funktionen wie etwa den Anrufaufbau, die Anrufverarbeitung
und die Mobilitätsverwaltung
ausführt.
Das RN 128 enthält
eine Vielzahl von Basisstations-Sende-Empfängersystemen,
welche eine kabellose Netzabdeckung für einen bestimmten Abdeckungsbereich
bereitstellen, der im Allgemeinen als „Zelle" bezeichnet wird. Ein gegebenes Basis stations-Sende-Empfängersystem
des RN 128, wie etwa das in 1 gezeigte,
sendet Kommunikationssignale zu, und empfängt Kommunikationssignale von
mobilen Stationen innerhalb seiner Zelle. Das Basisstations-Sende-Empfängersystem
führt normaler
Weise unter der Steuerung durch seine Steuereinheit solche Funktionen
wie Modulation und möglicher
Weise Kodierung und/oder Verschlüsselung
der gemäß bestimmter, üblicher
weise vorbestimmter, Kommunikations-Protokolle und -Parameter, zu
der mobilen Station zu übermittelnden
Signals durch. In ähnlicher
Weise demoduliert, und möglicher
Weise dekodiert und entschlüsselt
das Basisstations-Sende-Empfängersystem
falls Notwendig alle Kommunikationssignale, die von der mobilen
Station 102 innerhalb seiner Zelle empfangen werden. Die
Kommunikations-Protokolle und -Parameter können zwischen verschiedenen
Netzwerken variieren. Beispielsweise kann ein Netzwerk ein unterschiedliches
Modulationsschema verwenden, und mit verschiedenen Frequenzen arbeiten,
als andere Netzwerke. Die zugrunde liegenden Dienste können sich
auch basierend auf ihrem bestimmten Protokoll-Entwicklungsstand
unterscheiden.
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Die
in dem Kommunikationssystem 100 von 1 gezeigte
kabellose Verbindung verkörpert
einen oder mehrere unterschiedliche Kanäle, typischerweise unterschiedliche
Funkfrequenz(RF)-Kanäle,
und dazugehörige
Protokolle, die zwischen dem kabellosen Netzwerk 104 und
der mobilen Station 102 verwendet werden. Ein RF-Kanal
ist eine begrenzte Ressource, die sparsam verwendet werden muss,
typischerweise aufgrund von Einschränkungen in der Gesamtbandbreite
und einer beschränkten
Batteriestärke
der mobilen Station 102. Fachleute werden erkennen, dass
ein kabelloses Netzwerk in der gegenwärtigen Praxis in Abhängigkeit
von der gewünschten
Gesamtausdehnung der Netzwerkabdeckung Hunderte von Zellen beinhalten
kann. Alle dazugehörigen
Komponenten können
durch mehrere Schalter oder Router (nicht gezeigt), die von mehreren
Netzwerk-Controllern gesteuert werden, verbunden sein.
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Für alle mobilen
Stationen 102, die bei einem Netzwerkbetreiber registriert
sind, werden sowohl permanente Daten (wie das Profil des Benutzers
der mobilen Station 102) als auch temporäre Daten
(wie den gegenwärtige
Standort der mobilen Station 102) in der HLR/AC 138 gespeichert.
Im Fall eines Sprachanrufs an die mobile Station 102 wird
die HLR/AC 138 abgefragt, um den gegenwärtigen Standort der mobilen
Station 102 zu bestimmen. Ein Besucherstandort-Register
(VLR) der MSC 130 ist verantwortlich für eine Gruppe von Standortbereichen
und speichert die Daten von den mobilen Stationen, die sich gegenwärtig in
ihrem Verantwortungsbereich befinden. Dies beinhaltet Teile der
permanenten Daten der mobilen Station, die von der HLR/AC 138 an
die VLR zum schnelleren Zugriff übertragen
wurden. Das VLR der MSC 130 kann jedoch auch lokale Daten,
wie temporäre
Identifizierungen, zuordnen und speichern. Die mobile Station 102 wir
auch bei einem Systemzugriff von der HLR/AC 138 authentifiziert.
Um in einem CDMA2000-basierenden Netzwerk der mobilen Station 102 Paketdatendienste
bereitzustellen, kommuniziert das RN 128 mit dem PDSN 132.
Der PDSN 132 bietet einen Zugang zum Internet 144 (oder
zu Intranets, Server des kabellosen Anwendungsprotokolls („Wireless
Application Protocol",
WAP), etc.) über
das IP-Netzwerk 134. Der PDSN 132 bietet auch
eine Foreign-Agent(FA)-Funktionalität in mobilen IP-Neztwerken, sowie
einen Pakettransport für
einen virtuellen privaten Netzwerkbetrieb. Der PSDN 132 weist
einen Bereich von IP-Adressen auf und führt die IP-Adressverwaltung,
die Sitzungs-Aufrechterhaltung und optional die Cachespeicherung
durch. Der RADIUS-Server 136 ist verantwortlich für die Durchführung von
Funktionen, die sich auf die Authentifizierung, Authorisierung und die
Abrechnung (AAA) von Paketdatendiensten beziehen, und kann als ein
AAA-Server bezeichnet werden.
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Fachleute
werden erkennen, dass ein kabelloses Netzwerk 104 mit anderen
Systemen, möglicher Weise
einschließlich
anderer Netzwerke, die in 1 nicht
explizit gezeigt sind, verbunden sein kann. Ein Netzwerk wird normalerweise
allermindestens eine Art von Funkruf- und Systeminformation auf
einer fortlaufenden Basis übertragen,
selbst wenn keine aktuellen Paketdaten ausgetauscht werden. Obwohl
das Netzwerk aus vielen Teilen besteht, arbeiten diese Teile alle
zusammen, um bei der kabellosen Verbindung zu gewissen Verhaltensweisen
zu führen.
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2 ist
ein ausführliches
Blockdiagramm einer bevorzugten mobilen Station 202. Die
mobile Station 202 ist vorzugsweise ein Zweiwege-Kommunikationsgerät, das mindesten
Sprach- und höhere
Datenkommunikationsfähigkeiten
(z.B. 3G-Fähig), einschließlich der
Fähigkeit,
mit anderen Computersystemen zu kommunizieren, besitzt. In Abhängigkeit
von der von der mobilen Station 202 bereitgestellten Funktionalität kann man sie
als ein Datentransfergerät,
einen Zweiwege-Pager, ein Mobiltelefon mit Datentransferfähigkeiten,
eine kabellose Internetanwendung oder ein Datenkommunikationsgerät (mit oder
ohne Telefonfähigkeiten)
bezeichnen. Die mobile Station 202 kann mit jeder beliebigen
aus einer Vielzahl an Basisstations-Sende-Empfängersystemen 200 innerhalb
ihres geographischen Abdeckungsbereichs kommunizieren. Die mobile
Station 202 wählt
aus, oder hilft dabei, auszuwählen,
mit welchem der Basisstations-Sende-Empfängersysteme 200 es kommunizieren
wird (z.B. mit einem, das einen 3G-Dienst bereitstellt), wie später detaillierter
im Bezug auf die 3 und 4 beschrieben
wird.
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Die
mobile Station 202 wird normalerweise ein Kommunikationsuntersystem 211 beinhalten,
das einen Empfänger 212,
einen Sender 214 und dazugehörige Komponenten, wie eine
oder mehrere (vorzugsweise eingebaute oder interne) Antennenelemente 216 und 218,
Lokale Oszillatoren (LOs) 213 und ein Prozessormodul, wie
einen Digital-Signal-Prozessor (DSP) 220, beinhaltet. Das
Kommunikationsuntersystem 211 ist analog zu der RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 und
der Antenne 110, die in 1 gezeigt
sind. Es wird für Fachleute
im Kommunikationsbereich ersichtlich sein, dass die spezielle Gestaltung
des Kommunikationsuntersystems 211 von dem Kommunikationsnetzwerk,
in dem die mobile Station 202 betrieben werden soll, abhängt.
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Die
mobile Station 202 kann nach Abschluss der erforderlichen
Netzwerkregistrierungs- oder Aktivierungsvorgänge Kommunikationssignale über das
Netzwerk senden oder empfangen. Signale, die von der Antenne 216 über das
Netzwerk empfangen werden, werden in den Empfänger 212 eingespeist,
der solche allgemeinen Empfängerfunktionen,
wie Signalverstärkung,
Frequenz-Abwärtswandlung,
Filtern, Kanalauswahl und ähnliches
so wie, wie in 2 als Beispiel gezeigt wird,
Analog-zu-digital(A/D)-Wandlung
ausführen
kann. Die A/D-Wandlung eines empfangenen Signals ermöglicht es,
dass komplexere Kommunikationsfunktionen, wie Demodulation und Dekodierung,
in dem DSP 220 ausgeführt
werden können.
Auf ähnliche
Weise werden zu übertragende
Signale von dem DSP 220 verarbeitet, einschließlich, beispielsweise,
Modulation und Kodierung. Die DSP-verarbeiteten Signale werden in einen
Sender 214 zur Digital-zu-analog(D/A)-Wandlung,
Frequenz-Aufwärtswandlung,
Filtern, Verstärkung
und Übertragung über das
Kommunikationsnetzwerk über
die Antenne 218 eingespeist. Der DSP 220 verarbeitet
nicht nur Kommunikationssignale, sondern sorgt auch für Empfänger- und
Sendersteuerung. Die auf Kommunikationssignale im Empfänger 212 und
im Sender 214 angewendeten Verstärkungen können zum Beispiel durch automatische
Verstärkungssteuerungsalgorithmen, die
in dem DSP 220 implementiert sind, anpassend geregelt werden.
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Der
Netzwerkzugriff ist verbunden mit einem Teilnehmer oder Benutzer
der mobilen Station 202, und daher erfordert die mobile
Station 202 ein Speichermodul 262, wie etwa ein
Teilnehmer-Identitätsmodul
oder „SIM"-Karte, oder ein
entfernbares Benutzeridentitäts-Modul
(R-UIM), das in eine Schnittstelle 264 einer mobilen Station 202 eingesetzt
oder damit verbunden wird, um in dem Netzwerk zu arbeiten. Alternativ
kann das Speichermodul 262 ein nichtflüchtiger Speicher sein, der
von einem Dienstanbieter mit Konfigurationsdaten programmiert wird,
sodass die mobile Station 202 in dem Netzwerk arbeiten
kann. Da die mobile Station 202 ein mobiles, batteriebetriebenes
Gerät ist,
beinhaltet sie auch eine Batterieschnittstelle 254 zum
Einlegen von einer oder mehreren wiederaufladbaren Batterien 256.
Solch eine Batterie 256 stellt elektrischen Strom für die meisten,
wenn nicht alle, elektrischen Schaltkreise in der mobilen Station 202 bereit,
und die Batterieschnittstelle 254 stellt eine mechanische
und elektrische Anbindung für
sie bereit. Die Batterieschnittstelle 254 ist an einen
Regler (nicht in 2 gezeigt) gekoppelt, der Strom
V+ an die gesamten Schaltkreise bereitstellt.
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Die
mobile Station 202 beinhaltet einen Mikroprozessor 238 (der
eine Anwendung der Steuereinheit 106 von 1 ist),
der den Gesamtbetrieb der mobilen Station 202 steuert.
Diese Steuerung enthält
die Netzwerkauswahl-Techniken der vorliegenden Erfindung. Kommunikationsfunktionen,
die mindestens Daten- und Sprachkommunikation
beinhalten, werden durch das Kommunikationsuntersystem 211 ausgeführt. Der
Mikroprozessor 238 steht auch in Wechselbeziehung mit zusätzlichen
Geräteuntersystemen,
wie einem Display 222, einem Flash-Speicher 224,
einem Arbeitsspeicher (RAM) 226, zusätzlichen Eingangs-/Ausgangs (I/O)-Untersystemen 228,
einem seriellen Port 230, einer Tastatur 232,
einem Lautsprecher 234, einem Mikrofon 236, einem
Kurzstrecken-Kommunikationsuntersystem 240 und beliebigen
anderen Geräteuntersystemen, die
allgemein mit 242 bezeichnet sind. Einige der in 2 gezeigten
Untersysteme führen
kommunikationsbezogene Funktionen aus, während andere Untersysteme „ortsbezogene" Funktionen oder
Funktionen im Gerät
bereitstellen können.
Es ist zu erwähnen,
dass einige Untersysteme, wie zum Beispiel die Tastatur 232 und das
Display 222, sowohl für
kommunikationsbezogene Funktionen, wie das Eingeben einer Textnachricht
zur Übertragung über ein
Kommunikationsnetzwerk, als auch für auf das Gerät ortsbezogene
Funktionen, wie einen Rechner oder eine Aufgabenliste, verwendet
werden können.
Die von dem Mikroprozessor 238 verwendete Betriebssystemsoftware
wird vorzugsweise in einem bleibenden Speicher, wie einem Flash-Speicher 224, gespeichert,
der alternativ ein Nur-Lese-Speicher
(ROM) oder ein ähnliches
Speicherelement (nicht gezeigt) sein kann. Fachleute werden erkennen,
dass das Betriebssystem, spezifische Geräteanwendungen oder Teile davon
zeitweilig in einen flüchtigen
Speicher, wie den RAM 226, geladen werden können.
-
Der
Mikroprozessor 238 ermöglicht,
zusätzlich
zu seinen Betriebssystemfunktionen, vorzugsweise die Ausführung von
Softwareanwendungen auf der mobilen Station 202. Ein vorbestimmter
Satz von Anwendungen, die grundlegende Geräteoperationen steuern, wobei
sie zumindest Daten- und Sprachkommunikationsanwendungen (wie ein
Netzwerk-Wiederherstellungsschema) beinhalten, wird normalerweise
auf der mobilen Station 202 während ihrer Herstellung installiert.
Eine bevorzugte Anwendung, die auf die mobile Station 202 geladen
werden kann, kann eine Personal Information Manager (PIM)-Anwendung
sein, die die Fähigkeit
besitzt, benutzerbezogene Datenelemente, wie, aber nicht darauf
beschränkt,
E-Mails, Kalenderereignisse, Sprachnachrichten, Termine und Aufgabenelemente,
zu organisieren und zu handhaben. Natürlich stehen eine oder mehrere
Speicherablagen auf der mobilen Station 202 und der SIM-Karte 256 zur
Verfügung,
um die Speicherung der PIM-Datenelemente und anderer Informationen
zu erleichtern.
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Die
PIM-Anwendung hat vorzugsweise die Fähigkeit, Datenelemente über das
kabellose Netzwerk zu senden und zu empfangen. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
werden PIM-Datenelemente
nahtlos über das
kabellose Netzwerk mit den entsprechenden Datenelementen des Benutzers
der mobilen Station, die auf einem Host-Computersystem gespeichert
und/oder mit diesem verbunden sind, integriert, synchronisiert und aktualisiert,
wodurch ein gespiegelter Hostcomputer auf der mobilen Station 202 mit
Bezug auf diese Datenelemente geschaffen wird. Das ist besonders
von Vorteil, wenn das Host-Computersystem das Bürocomputersystem des Benutzers
ist. Zusätzliche
Anwendungen können
auch über
das Netzwerk, ein zusätzliches I/O-Untersystem 228,
einen seriellen Port 230, ein Kurzstrecken-Kommunikationsuntersystem 240 oder
jedes andere geeignete Untersystem 242 auf die mobile Station 202 geladen
werden, und von einem Benutzer im RAM 226 oder vorzugsweise
einem nicht flüchtigen
Speicher (nicht gezeigt) für
die Ausführung
durch den Mikroprozessor 238 installiert werden. Diese
Flexibilität
bei der Anwendungsinstallation erhöht die Funktionalität der mobilen
Station 202 und kann erweiterte Funktionen im Gerät oder kommunikationsbezogene
Funktionen, oder beides, bereitstellen. Anwendungen für Sichere
Kommunikation können
zum Beispiel Funktionen des elektronischen Geschäftsverkehrs und andere solche
finanziellen Transaktionen, die unter Nutzung der mobilen Station 202 ausgeführt werden
sollen, ermöglichen.
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Bei
einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal, wie
eine Textnachricht, eine E-Mail-Nachricht oder ein Download einer
Webseite durch das Kommunikationsuntersystem 211 verarbeitet und
in den Mikroprozessor 238 eingespeist. Der Mikroprozessor 238 wird
vorzugsweise das Signal für
die Ausgabe an das Display 222 oder, alternativ dazu, an
das zusätzliche
I/O-Gerät 228 weiterbearbeiten.
Ein Benutzer der mobilen Station 202 kann auch Datenelemente,
wie zum Beispiel E-Mail-Nachrichten,
unter Verwendung der Tastatur 232 in Verbindung mit dem
Display 222 und möglicherweise
dem zusätzlichen
I/O-Gerät 228 zusammenstellen.
Die Tastatur 232 ist vorzugsweise eine vollständige alphanumerische
Tastatur und/oder eine Telefontastatur. Diese zusammengestellten
Elemente können über ein
Kommunikationsnetzwerk durch das Kommunikationsuntersystem 211 übertragen
werden.
-
Für Sprachkommunikation
ist der Gesamtbetrieb der mobilen Station 202 im Wesentlichen ähnlich,
außer
dass die empfangenen Signale über
einen Lautsprecher 234 ausgegeben und die Übertragungssignale durch
das Mikrofon 236 erzeugt werden. Alternativ können Sprach-
oder Audio-I/O-Untersysteme, wie ein Sprachnachrichtenaufzeichnungs-Untersystem,
auch auf der mobilen Station 202 eingerichtet sein. Obwohl die
Ausgabe von Sprach- oder Audiosignalen vorzugsweise vorrangig über den
Lautsprecher 234 erfolgt, kann das Display 222 auch
genutzt werden, um die Angabe der Identität eines Anrufers, der Dauer
eines Sprachanrufs oder andere anrufbezogene Informationen, um nur
Beispiele zu nennen, bereitzustellen.
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Der
serielle Port 230 in 2 ist normalerweise
in einem Kommunikationsgerät
des Personal Digital Assistent (PDA)-Typs eingebaut, für das die Synchronisation mit
einem Arbeitsplatzcomputer des Benutzers eine wünschenswerte, wenn auch optionale,
Komponente darstellt. Der serielle Port 230 ermöglicht es
einem Benutzer, Einstellungen über
ein externes Gerät
oder eine Softwareanwendung festzulegen und erweitert die Fähigkeiten
der mobilen Station 202 durch das Bereitstellen von Informations-
oder Softwaredownloads auf die mobile Station 202, auf
anderen Wegen als über
ein kabelloses Kommunikations netzwerk. Der andere Downloadpfad kann
zum Beispiel verwendet werden, um einen Verschlüsselungsschlüssel auf
die mobile Station 202 durch eine direkte und somit zuverlässige und
vertrauliche Verbindung zu laden, um dadurch eine sichere Gerätekommunikation
bereitzustellen.
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Das
Kurzstrecken-Kommunikationsuntersystem 240 von 2 ist
eine zusätzliche
optionale Komponente, die eine Kommunikation zwischen der mobilen
Station 202 und unterschiedlichen Systemen oder Geräten, die
nicht notwendigerweise ähnliche
Geräte
sein müssen,
bereitstellt. Das Untersystem 240 kann zum Beispiel ein
Infrarotgerät
und damit verbundene Schaltkreise und Komponenten oder ein BluetoothTM-Kommunikationsmodul beinhalten, um eine
Kommunikation mit Systemen und Geräten mit ähnlichen Eigenschaften bereitzustellen.
BluetoothTM ist ein eingetragenes Warenzeichen
der Bluetooth SIG, Inc.
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3 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren für das Auswählen eines Basisstations-Sende-Empfängersystems
mit einer Bevorzugung von 3G-Diensten (z.B. Paketdaten-Dienste) über 2G-Dienste während eines
Ruhemodus der mobilen Station beschreibt. Obwohl das Verfahren der 3,
mit Bedacht auf die Klarheit der Darstellung, im Bezug auf ein einzelnes
Kandidatensystem beschreiben wird, kann es für eine Vielzahl von Kandidatensystemen
unter simultaner Betrachtung verwendet werden. Vor den mit Bezug
auf 3 beschriebenen Schritten scannt eine mobile Station
einen geographischen Abdeckungsbereich ab, um einen oder mehrere
verfügbare
Kandidaten-Basisstations-Sende-Empfängersysteme
zu identifizieren, mit denen sie kommunizieren könnte. Bei CDMA enthält jedes
Funknetzwerk (RN) mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme,
die durch die Phase eines Codes pseudozufälligen Rauschens (Pseudorandom
Noise, PN) identifiziert sind. Somit scannt die mobile Station nach
PNs auf einer Anzahl verschiedener Frequenzen, wie durch ihre Liste
bevorzugten Roamings (PRL) in ihrer R-UIM oder ihrem nichtflüchtigen
Speicher angewiesen.
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Von
einem Startblock 320 ausgehend erfasst die mobile Station
ein System gemäß ihrer
PRL und Roamingeinstellungen (Schritt 304). Die mobile
Station kann wechselweise auch ein System in Schritt 304 erfassen,
das nicht in der PRL ist, beispielsweise durch ein Übergeben
im Ruhemodus (idle handoff) und Kanalzerhackung (channel hashing).
Dieses anfänglich
erfasste System kann beispielsweise ein 2G-System oder ein 3G-System sein, und
es muss nicht einmal ein bevorzugtes System sein. Nach der Erfassung
des Systems beginnt die mobile Station, periodischen nach Systemen,
die für
ihre Primärdienste
(z.B. Paketdatendienste) geeigneter sein könnten, oder nach einem neuen
geographischen Standort zu scannen. Dieses periodische Scannen könnte das
Ergebnis eines periodischen Wiederauswahl-Prozesses sein, wenn die
mobile Station in einem, für
ihre PRL, weniger bevorzugten System ist, oder lediglich das Ergebnis
einer Suche nach Nachbarsystemen, während jeder Aufwachperiode
aus dem Schlafmodus (vom aktuellen Basisstations-Sende-Empfängersystem wird eine Liste
der benachbarten Basisstationen bereitgestellt).
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Während ihres
Scannens führt
die mobile Station eine Tabelle mit Systeminformationen für Kandidaten-
und Nachbar-Basisstations-Sende-Empfängersysteme.
Diese Tabelle wird auf Basis der betriebsmäßigen Überwachung, sowie der Daten
erzeugt, die tatsächlich
bereits von den meisten, wenn nicht von allen Systemen erhalten
wurden, einschließlich
der früher
erfassten Systeme. Die mobile Station misst auch verschiedene Maße der Signalqualität des aktuellen
Systems, sowie ihrer Kandidaten- und Nachbar-Basisstations-Sende-Empfängersysteme
in der Tabelle. In CDMA wird die Signalstärke typischer Weise basierend
auf einer Vielzahl gemessener Parameter ermittelt, wie etwa der
gesamten empfangenen Leistung des Spektrums, der Chipenergie des
Pilotkanals durch das Gesamtrauschen (Ec/Io), etc. Typischer Weise wird der Pilotkanal
Ec/Io als Maß der Signalqualität des Systems
verwendet.
-
Gemäß der vorliegenden
Anmeldung, und wie detaillierter beschrieben werden wird, hängt das
Kriterium dafür,
dass ein Kandidaten-Systems für Übergabezwecke
als „besser" beurteilt wird,
als das derzeitige System, davon ab, ob der Wechsel von 2G zu 3G
oder umgekehrt stattfindet, von der relativen Signalstärke des
Systems, von der Kenntnis der tatsächlichen Zugäng lichkeit
von Datendiensten in dem 3G-System, und so weiter. Daher identifiziert
die mobile Station, nachdem das anfängliche System bei Schritt 304 erfasst
wurde, ob ein Kandidatensystem eines ist, das einem Kommunikationsdienst
der zweiten Generation (2G) oder einem Kommunikationsdienst der
dritten Generation (3G) zugeordnet ist (Schritt 306). Wenn
das Kandidatensystem dem 2G-Dienst zugeordnet ist, folgt das Flussdiagramm
von Schritt 306 weg dem Zweig „2G". Wenn das Kandidatensystem dem 3G-Dienst
zugeordnet ist, folgt das Flussdiagramm von Schritt 306 weg
dem Zweig „3G".
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Wenn
das Kandidatensystem bei Schritt 306 dem 2G-Dienst zugeordnet
ist, wird von Schritt 306 weg dem Zweig „2G" gefolgt, wo die
mobile Station identifiziert, ob das derzeitige System eines ist,
das 2G oder 3G zugeordnet ist (Schritt 308). Wenn das derzeitige
System 2G zugeordnet ist, wird von Schritt 308 dem Zweig „2G" gefolgt, wo die
mobile Station herkömmliche Übergabetechniken
in Betracht ziehen wird (Schritt 338 über einen Verbinder A1). Wenn
bei Schritt 338 herkömmliche Übergabetechniken
in Betracht gezogen werden, unterstützt das System eine Übergabe
zu dem Kandidatensystem, wenn dessen Signalqualität stärker ist,
als die Signalqualität
des derzeitigen Systems. Wenn umgekehrt die Signalqualität des Kandidatensystems
nicht besser ist, als die des derzeitigen Systems, dann wird eine Übergabe
zum Kandidatensystem nicht ausgelöst, und die Kommunikation wird
mit dem derzeitigen System aufrechterhalten. In der vorliegenden
Ausführungsform ist
die Signalqualität
des Kandidatensystems besser oder größer als die des derzeitigen
Systems, wenn die des Kandidatensystems zumindest 2 dB größer ist,
and die des derzeitigen Systems.
-
Wenn
das derzeitige System, wie in Schritt 308 identifiziert,
3G zugeordnet ist, wird jedoch dem Zweig „3G" von Schritt 308 aus gefolgt.
Hier identifiziert die mobile Station, ob das derzeitige System
tatsächlich 3G-Dienste
zulässt
(Schritt 312). Wenn das derzeitige System in Wirklichkeit
keine 3G-Dienste zulässt,
dann zieht die mobile Station herkömmliche Übergabetechniken in Betracht,
wie oben beschrieben (Schritt 338 über Verbinder A1). Wenn das
derzeitige System allerdings 3G-Dienste zulässt, wie in Schritt 312 getestet,
unterstützt
die mobile Station jedoch nur dann eine Übergabe zum Kandidaten-2G-System,
wenn die Signalqualität des
derzeitigen 3G-Systems geringer ist, als ein unterer Grenzwert („MIN_THRESH") und die Signalqualität des Kandidaten-2G-Systems größer ist
als die des derzeitigen 3G-Systems (Schritt 314). Wenn
andererseits in Schritt 314 die Signalqualität des derzeitigen
3G-Systems größer ist
oder gleich dem unteren Grenzwert, oder die Signalqualität des Kandidaten-2G-Systems
geringer ist als die des derzeitigen 3G-Systems, wird eine Übergabe
zu dem Kandidaten-2G-System nicht ausgelöst und die Kommunikation wird
mit dem derzeitigen 3G-System beibehalten. Basierend auf dem Obigen
wird die mobile Station die Kommunikation mit dem derzeitigen 3G-System
aufrechterhalten, sogar wenn die Signalstärke schlechter ist als die
Signalstärke
des Kandidaten-2G-Systems, solange das derzeitigen 3G-System größer ist
als oder gleich dem unteren Grenzwert.
-
Der
untere Grenzwert repräsentiert
eine verhältnismäßig niedrige,
jedoch trotzdem annehmbare und geeignete Signalqualität für die Kommunikation
in einem System, das der mobilen Station die gewünschten Dienste bietet. Der
untere Grenzwert kann beispielsweise auf –12 dB eingestellt werden,
wenn Ec/Io als Maß für die Signalqualität verwendet
wird. Es kann irgendein geeigneter Signal-Grenzwert verwendet werden,
jedoch vorzugsweise im Bereich zwischen –10 und –14 dB.
-
Wenn
das Kandidatensystem in Schritt 306 dem 3G-Dienst zugeordnet
wird, dann wird von Schritt 306 aus dem Zweig „3G" gefolgt. In diesem
Fall identifiziert die mobile Station, ob das derzeitige System
2G oder 3G zugeordnet ist (Schritt 322). Wenn das derzeitige
System 2G zugeordnet ist, wie bei Schritt 322 identifiziert, dann
wird von Schritt 322 aus dem Zweig „2G" über
einen Verbinder A2 zu Schritt 330 gefolgt. Bei Schritt 330 unterstützt die
mobile Station eine Übergabe
zu dem Kandidaten-3G-System, wenn die Signalqualität größer ist
als oder gleich einem unteren Grenzwert („MIN_THRESH" in Schritt 330).
Umgekehrt wird, wenn die Signalqualität des Kandidaten-3G-Systems
geringer ist als der untere Grenzwert, kei ne Übergabe zu dem Kandidaten-3G-System
ausgelöst,
und die Kommunikation wird mit dem derzeitigen System beibehalten.
In der vorliegenden Ausführungsform
liegt der untere Grenzwert bei –14
dB (d.h. derselbe Grenzwert, der in Schritt 314 benutzt
wird). Basierend auf dem Obigen wird die mobile Station eine Übergabe
zu dem Kandidaten-3G-System durchführen, auch wenn dessen Signalqualität schlechter
ist, als die des derzeitigen Systems, solange das Kandidaten-3G-System
größer ist
als oder gleich einem unteren Grenzwert.
-
In
Schritt 322 wird, wenn das derzeitige System dem 3G-Dienst zugeordnet
ist, von Schritt 322 aus dem Zweig „3G" gefolgt. Hier identifiziert die mobile
Station, ob das derzeitige System tatsächlich einen 3G-Dienst zulässt oder
nicht (Schritt 326). Wenn das derzeitige System keinen
3G-Dienst zulässt,
wie in Schritt 326 identifiziert, dann identifiziert die
mobile Station, ob das Kandidatensystem bei einem früheren Besuch
einen 3G-Dienst früher
zuließ (Schritt 328).
Wenn nicht, dann zieht die mobile Station herkömmliche Übergabetechniken in Betracht,
wie oben beschrieben (Schritt 338 über Verbinder A1). Wenn das
Kandidatensystem einen 3G-Dienst früher zuließ, wie in Schritt 328 identifiziert,
dann unterstützt
die mobile Station eine Übergabe zu
dem Kandidaten-3G-System, wenn dessen Signalqualität größer ist
als oder gleich einem unteren Grenzwert (Schritt 330).
Wenn umgekehrt in Schritt 330 die Signalqualität es Kandidaten-3G-Systems
geringer ist als der untere Grenzwert, wird keine Übergabe
zu dem Kandidaten-3G-System
ausgelöst
und die Kommunikation wird mit dem derzeitigen System aufrechterhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform
liegt der untere Grenzwert bei –14
dB (d.h. derselbe Grenzwert, der in Schritt 314 benutzt
wird). Basierend auf dem Obigen wird die mobile Station wiederum
eine Übergabe
zu dem Kandidaten-3G-System durchführen, auch wenn dessen Signalqualität schlechter
ist, als die des derzeitigen Systems, solange das Kandidaten-3G-System
größer ist
als oder gleich dem unteren Grenzwert.
-
Fall
in Schritt 326 das derzeitige System einen 3G-Dienst zulässt, dann
identifiziert die mobile Station, ob das Kandi datensystem bei einem
früheren
Besuch einen 3G-Dienst früher
zuließ (Schritt 332).
Wenn dem so ist, zieht die mobile Station herkömmliche Übergabetechniken in Betracht,
wie oben beschrieben (Schritt 338 über Verbinder A1). Wenn das
Kandidatensystem früher
nie einen 3G-Dienst zuließ,
wie in Schritt 322 identifiziert, unterstützt die
mobile Station eine Übergabe
zu dem Kandidaten-3G-System, wenn die Signalqualität des derzeitigen
3G-Systems geringer ist als der untere Grenzwert und die Signalqualität des Kandidatensystems
stärker
ist, als die des derzeitigen 3G-Systems (Schritt 334).
Wenn umgekehrt in Schritt 334 die Signalqualität des derzeitigen
3G-Systems größer ist
als oder gleich dem unteren Grenzwert, oder wenn die Signalqualität des Kandidaten-3G-Systems
geringer ist als die des derzeitigen 3G-Systems, wird keine Übergabe zu
dem Kandidaten-3G-System ausgelöst
und die Kommunikation wird mit dem derzeitigen 3G-System aufrechterhalten.
-
Wenn
in Schritt 306 das Kandidatensystem nicht in der von der
mobilen Station geführten
Tabelle der Systeme aufgelistet ist, dann ist es unbekannt, ob das
Kandidatensystem einem 2G- oder
3G-Dienst zugeordnet ist. In diesem Fall wir dem Zweig „unbekannt" von Schritt 306 weg
gefolgt. Der Dienststatus des Kandidatensystems (d.h. 2G oder 3G)
wird identifiziert, und die Tabelle der Systeminformation wird mit
dieser, sowie anderer geeigneter Information, die das Basisstations-Sende-Empfängersystem
betrifft, aktualisiert (Schritt 318). Die mobile Station
zieht herkömmliche Übergabetechniken
betreffend der derzeitigen und Kandidaten-Systeme in Betracht (Schritt 338 über einen
Verbinder A1).
-
Somit
werden gemäß dem Verfahren
der 4 eine oder mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme
für eine
Kommunikation mit der mobilen Station durch ein Scann-Verfahren
identifiziert. Bei einem ersten Basisstations-Sender-Empfängersystem
wird identifiziert, dass es einen 3G Kommunikationsdienst oder höher bietet,
wohingegen bei einem zweiten Basisstations-Sender-Empfängersystem
identifiziert wird, dass es den 3G-Kommunikationsdienst oder höher nicht
bietet (z.B. könnte
es einen 2G-Kommunikationsdienst bieten). Das erste Sy stem wird
gegenüber
dem zweiten System bevorzugt für
eine Kommunikation ausgewählt,
zumindest teilweise basierend auf der Identifikation, dass das zweite
System versagt, den 3G-Kommunikationsdienst
oder höher
zu bieten. In vorteilhafter Weise wird, sogar wenn ein umgebendes
2G-System eine bessere Signalqualität aufweist, einem passenden
3G- oder höherem
System der Vorzug gegeben, um sicherzustellen, dass der mobilen
Station ein bevorzugter 3G-Dienst (z.B. ein Hochgeschwindigkeits-Paketdatendienst
oder Quick-Paging) verfügbar
gemacht wird.
-
4 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren für das Auswählen eines Basisstations-Sende-Empfängersystems
für eine
Kommunikation mit der mobilen Station während eines Zugriffs- oder
Verkehrsstatus der mobilen Station beschreibt. Das in Verbindung
mit 4 beschriebene Verfahren betrifft die Erzeugung
einer Identifizierungs-Liste von Kandidaten-Basisstations-Sende-Empfängersystemen,
die für
eine Übergabe
und eine Kommunikation mit der mobilen Station verfügbar sind.
Diese Übergabe-Kandidatenliste
von Basisstations-Sende-Empfängersystem-Kennungen
wird in einer Nachricht von der mobilen Station zu einem bedienenden
Basisstations-Sende-Empfängersystem übermittelt.
Die Liste kann in einer Nachricht übermittelt werden, wie etwa,
als Beispiele, einer Veranlassungsnachricht („Origination Message"), einer Funkruf-Antwortnachricht
(„Page
Response Message")
während
eines Anrufaufbaus (d.h. der Zugriffsstatus), und einer Pilotstärke-Messungsnachricht
(„Pilot
Strength Measurement Message",
PSMM) während
einer Übergabeanfrage (d.h.
der Verkehrsstatus). Nach der Übermittlung
wird die mobile Station zu einem Basisstations-Sende-Empfängersystem übergeben,
das letztlich von dem Netzwerk ausgewählt wird, und kommuniziert über dieses.
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Vor
den mit Bezug auf 4 beschriebenen Schritten scannt
die mobile Station einen geographischen Abdeckungsbereich, um einen
oder mehrere verfügbare
Kandidaten-Basisstations-Sende-Empfängersysteme (oder
verfügbare
Kandidaten „PNs") zu identifizieren,
mit denen sie kommunizieren kann. Beginnend bei Startblock 402 identifiziert
die mobile Station ein Kandidatensystem, um es für eine Einbeziehung in die Übergabe-Kandidatenliste
von Basisstations-Sende-Empfängersystem-Kennungen
in Betracht zu ziehen (Schritt 404). Die mobile Station
identifiziert, ob eine Signalqualität des Kandidatensystems größer ist
als oder gleich ist einem unteren Übergabe-Grenzwert („MIN_HANDOFF_THRESH") (Schritt 406).
Wenn das Kandidatensystem geringer ist als der untere Übergabe-Grenzwert, wird eine
Kennung für
das Kandidatensystem nicht in die Liste aufgenommen („NEIN"-Zweig von Schritt 406 weg).
Die Mobile Station identifiziert, ob es weitere Kandidatensysteme
zu untersuchen gibt (Schritt 416); Wenn dem so ist, beginnt
das Flussdiagramm wieder bei Schritt 404.
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Wenn
die Signalqualität
des Kandidatensystems im Schritt 406 größer ist als der oder gleich
ist dem unteren Übergabe-Grenzwert wird jedoch
die mobile Station damit fortfahren, die Aufnahme in die Liste zu
Prüfen.
Im Speziellen identifiziert die mobile Station, ob das Kandidatensystem
einem Kommunikationsdienst der zweiten Generation (2G) oder einem
Kommunikationsdienst der dritten Generation (3G) zugeordnet ist
(Schritt 408). Wenn das Kandidatensystem dem 2G-Dienst
zugeordnet ist, folgt das Flussdiagramm von dem Schritt 408 weg
dem Zweig „G2". wenn das Kandidatensystem
dem 3G-Dienst zugeordnet ist, folgt das Flussdiagramm von dem Schritt 408 weg
dem Zweig „G3".
-
Wenn
das Kandidatensystem dem 2G-Dienst zugeordnet ist (Zweig „2G" von Schritt 408 weg),
identifiziert die mobile Station, ob sie derzeit mit einem 2G-Dienst
oder einem 3G-Dienst arbeitet (Schritt 410). Wenn die mobile
Station derzeitig mit einem 2G-Dienst arbeitet (Zweig „2G" von Schritt 510 aus),
wird das Kandidatensystem der Liste von Übergabekandidaten hinzugefügt (Schritt 414).
Wenn die mobile Station derzeitig mit einem 3G-Dienst arbeitet (Zweig „3G" von Schritt 410 aus),
wird jedoch das Kandidatensystem nicht der Liste hinzugefügt. Die
mobile Station identifiziert, ob es zusätzliche Kandidatensysteme zu
untersuchen gibt (Schritt 416); Wenn dem so ist, beginnt
das Flussdiagramm wieder bei Schritt 404.
-
Wenn
das Kandidatensystem dem 3G-Dienst zugeordnet ist (Zweig „3G" von Schritt 408 aus),
identifiziert die mobile Station, ob der Datendienst früher für das Kandidatensystem
abgelehnt wurde (Schritt 412). Wenn das Kandidatensystem
den Datendienst nicht früher
abgelehnt hat („NEIN"-Zweig von Schritt 412),
wird das Kandidatensystem der Liste von Übergabekandidaten hinzugefügt (Schritt 414).
Wenn das Kandidatensystem den Datendienst früher abgelehnt hat („JA"-Zweig von Schritt 412),
wird das Kandidatensystem jedoch nicht der Liste hinzugefügt. Die
mobile Station identifiziert, ob es zusätzliche Kandidatensysteme zu
Untersuchen gibt (Schritt 416); Wenn dem so ist, beginnt
das Flussdiagramm wieder bei Schritt 404.
-
Wenn
es von Schritt 416 aus keine weiteren Kandidatensysteme
zu untersuchen gibt, übermittelt
die mobile Station eine Nachricht, welche die Liste enthält, zu dem
bedienenden Basisstations-Sende-Empfängersystem (Schritt 418).
Daraufhin entscheidet das Netzwerk, basierend auf den Kennungen
in der Liste, welches Basisstations-Sende-Empfängersystem für eine Kommunikation
mit der mobilen Station das geeignetste ist. Die mobile Station
wird dann dem ausgewählten
Basisstations-Sende-Empfängersystem übergeben,
und kommuniziert mit diesem. Wie oben beschrieben, kann die Liste
in Nachrichten übermittelt
werden, wie etwa, als Beispiele, einer Veranlassungsnachricht, einer
Funkruf-Antwortnachricht und einer Pilotstärke-Messungsnachricht (PSMM).
-
Somit
werden gemäß dem Verfahren
der 4 eine oder mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme
für eine
Kommunikation mit der mobilen Station durch ein Scann-Verfahren
identifiziert. Die mobile Station identifiziert ein Basisstations-Sende-Empfängersystem,
das einen vorbestimmten digitalen Kommunikationsdienst nicht bietet.
Die mobile Station erzeugt und sendet eine Liste von einer oder
mehreren Übergabekandidaten-Kennungen zu einem
bedienenden Basisstations-Sende-Empfängersystem,
welches eine Kennung für
das Basisstations-Sende-Empfängersystem
basierend auf seinem Versagen, den vorbestimmten digitalen Kommunikationsdienst
zu bieten, ausschließt.
Vorzugsweise ist der vorbestimmte digitale Kommuni kationsdienst
ein 3G-Kommunikationsdienst oder höher. In vorteilhafter Weise
wird, sogar wenn ein umgebendes 2G-System eine bessere Signalqualität aufweist,
einem passenden 3G- oder höherem
System der Vorzug gegeben, um sicherzustellen, dass der mobilen
Station ein bevorzugter 3G-Dienst verfügbar gemacht wird.
-
Es
wird nun eine Beschreibung gegeben, die erörtert, wie die mobile Station
den Typ von Kommunikationsdienst (z.B. 2G oder 3G) identifiziert,
der für
jedes Basisstations-Sende-Empfängersystem
vorgesehen ist, und ob irgendein 3G-Datendienst tatsächlich früher für dieses
Basisstations-Sende-Empfängersystem
abgelehnt worden ist. In den in Zusammenhang mit 3 und 4 beschriebenen
Verfahren speichert und führt
die mobile Station eine Liste von Informationen in ihrem Speicher,
die jedem Basisstations-Sende-Empfängersystem entspricht. Ein
repräsentatives
Beispiel einiger der geeigneten Informationen, die jedes Basisstations-Sende-Empfängersystem
betrifft, ist in Tabelle 1 unten dargestellt.
-
Tabelle
1. Liste der Basisstations-Systeminformation, die in der mobilen
Station gespeichert wird, einschließlich einer Anzeige des Diensttyps
(z.B. 2G oder 3G), der jeder Systemkennung zugeordnet ist.
-
Wie
in der obigen Tabelle 1 gezeigt ist, werden Informationen für eine Vielzahl
von N Basisstations-Sende- Empfängersystemen
gespeichert und geführt.
In dieser Ausführungsform
stellt das Basisstations-Sende-Empfängersystem die letzten zwanzig
(20) Basisstations-Sende-Empfängersysteme
dar, die von der mobilen Station angetroffen wurden. Das heißt, die
Liste wird von der mobilen Station mit der Zeit kontinuierlich aktualisiert,
um Informationen, die den vorhergehenden zehn angetroffenen Basisstations-Sende-Empfängersystemen
zugeordnet ist, zu speichern. Obwohl in dieser Ausführungsform
N=20 ist, kann N jede beliebige Anzahl sein. Wie in der Tabelle
angezeigt ist, enthält
die Information, die jeder Basisstations-Sende-Empfängersystem-Kennung zugeordnet
ist, eine bestimmte Systemkennung (SID), eine Frequenznummer und
einen Ablaufcode pseudozufälligen
Rauschens (PN).
-
Zusätzlich ordnet
die gespeichert Liste jedem Basisstations-Sende-Empfängersystem
auch einen bestimmten Kommunikationsdienst-Typ (z.B. 2G oder 3G)
zu. Wenn die mobile Station ein neues Basisstations-Sende-Empfängersystem
antrifft, das nicht in der Liste enthalten ist, hat das System einen „unbekannten" Kommunikationsdienst-Typ.
In diesem Fall kann die mobile Station in der Folge ermitteln, welcher
Kommunikationsdienst-Typ bereitgestellt wird, und die Tabelle mit
dem Kommunikationsdienst-Typ und anderer Information aktualisieren.
-
Die
mobile Station kann den Kommunikationsdienst-Typ (z.B. 2G oder 3G)
unter Verwendung jeder geeigneten Technik identifizieren oder ermitteln.
In der vorliegenden Ausführungsform
ermittelt die mobile Station basierend auf von dem Basisstations-Sende-Empfängersystem übermittelten
Parametern, welcher Kommunikationsdienst-Typ verfügbar ist.
Insbesondere sind einige Parameter, die auf einem Funkrufkanal ausgestrahlt
werden, für
den Kommunikationsdienst-Typ Indikativ. In CDMA2000 zum Beispiel
kann die mobile Station, wenn der auf dem Funkrufkanal ausgestrahlte
Protokoll-Entwicklungsstand („protocol
revision", P_REV) größer oder
gleich sechs (6) ist, annehmen, dass das Basisstations-Sende-Empfängersystem
3G-Dienste teilweise
oder vollständig
unterstützt.
Die Übermittlung
einer „erweiterten
Kanallisten-Nachricht" („extended
channel list message")
von dem Basisstations-Sende- Empfängersystem
dient auch als eine Anzeige dafür,
dass das Basisstations-Sende-Empfängersystem 3G-Dienste teilweise
oder vollständig
unterstützt.
Wieder kann hier jedoch jede geeignete Technik verwendet werden,
um den Kommunikationsdienst-Typ zu identifizieren.
-
Abschließende Bemerkungen.
In den hierin beschriebenen Techniken werden ein oder mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme
für eine
Kommunikation mit der mobilen Station durch einen Scann-Vorgang
identifiziert. Bei einem ersten Basisstations-Sender-Empfängersystem
wird identifiziert, dass es einen 3G-Kommunikationsdienst oder höher bietet,
wohingegen bei einem zweiten Basisstations-Sender-Empfängersystem
identifiziert wird, dass es den 3G-Kommunikationsdienst oder höher nicht
bietet (z.B. könnte
es einen 2G-Kommunikationsdienst bieten). Das erste System wird
gegenüber
dem zweiten System bevorzugt für eine
Kommunikation ausgewählt,
zumindest teilweise basierend auf der Identifikation, dass das zweite
System versagt, den 3G-Kommunikationsdienst oder höher zu bieten.
In vorteilhafter Weise wird, sogar wenn ein umgebendes 2G-System
eine bessere Signalqualität
aufweist, einem passenden 3G- oder höherem System der Vorzug gegeben,
um sicherzustellen, dass der mobilen Station ein bevorzugter Datendienst
(z.B. ein Hochgeschwindigkeits-Paketdatendienst oder ein Quick-Paging-Kanal) verfügbar gemacht
wird.
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In
einem weiteren erläutendem
Beispiel der vorliegenden Techniken werden ein oder mehrere Basisstations-Sende-Empfängersysteme
für eine
Kommunikation mit einer mobilen Station durch einen Scann-Vorgang
identifiziert. Die mobile Station identifiziert ein Basisstations-Sende-Empfängersystem,
welches versagt, einen vorbestimmten digitalen Kommunikationsdienst
zu bieten. Die mobile Station erzeugt eine Liste von einem oder
mehreren Übergabekandidaten-Kennungen,
und sendet diese zu einem bedienenden Basisstations-Sende-Empfängersystem,
welches eine Kennung für
das System basierend auf seinem Versagen, den vorbestimmten digitalen
Kommunikationsdienst zu bieten, ausschließt. Der vorbestimmte digitale
Kommunikationsdienst ist vorzugsweise ein 3G-Dienst oder hö her. In
vorteilhafter Weise wird, sogar wenn ein umgebendes 2G-System eine
bessere Signalqualität
aufweist, einem passenden 3G- oder höherem System der Vorzug gegeben,
um sicherzustellen, dass der mobilen Station ein bevorzugter Datendienst
(z.B. ein Paketdatendienst) verfügbar
gemacht wird.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Anmeldung sind nur als Beispiele vorgesehen. Fachleute
können Änderungen,
Modifikationen und Variationen an den bestimmten Ausführungsformen
bewirken, ohne vom Umfang der Anmeldung abzuweichen. Obwohl sich
beispielsweise die obige Beschreibung auf 3G als den bevorzugten
Kommunikationsdienst bezieht, werden mit der Zeit noch bessere Technologien
implementiert und mit einem anderen Namen (z.B. 3,5G, 4G, etc.)
benannt werden, und die Erfindung umfasst solche Technologien. Weiters
können
einige mobile Stationen betriebsfähig sein, um dieselbe oder
eine ähnliche
Einstellung oder Bevorzugung bezüglich
eines 2G-Systems
gegenüber
einem 3G-System zu bieten. Eine mobile Station nur für Sprache
kann zum Beispiel 2G gegenüber
3G bevorzugen, da der Betrieb des 2G-Dienstes einen geringeren Stromverbrauch
bieten kann, als der Betrieb des 3G-Dienstes. Es ist beabsichtigt,
dass die hierin in den dargelegten Ansprüchen beschriebene Erfindung
alle solche Änderungen in
der Technologie abdeckt und umfasst.