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Die Erfindung betrifft ein Funksystem mit mehreren festen
Funkstationen, die innerhalb eines Reichweitenbereichs des
Funksystems voneinander beabstandet positioniert sind, und
mit wenigstens einer mobilen Funkstation, die zu einem
Zeitpunkt mit einer einzigen festen Funkstation in
Signalfunkverbindung steht, wobei das System ferner
wenigstens einen Frequenzkanal aufweist, der als
Steuerkanal dient und zwischen den mehreren festen Funkstationen
zur Übertragung der Steuersignalabgabe im Time-sharing-
Betrieb benutzt wird.
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Bei manchen mobilen Funksystemen wird ein Frequenzkanal auf
einer Zeitbasis von mehreren festen Funkstationen gemeinsam
benutzt, d.h. Basisstationen, die abwechselnd sequentiell
auf diesem Steuerkanal senden. Ein solches System wird
benutzt, wenn die Anzahl der verfügbaren Funkkanäle
begrenzt ist und kein starker Funkbetrieb herrscht. Bei
einem mobilen Funksystem dieses Typs reagiert jede mobile
Funkstation, z.B. ein mobiles Telefon, nur auf die
Steuersignalabgabe der speziellen Basisstation, bei der sie
aktuell registriert ist, und sendet normalerweise nur
während des Empfangs des Steuersignals dieser Basisstation
Signale zurück zum System (zur Vermittlung). Reicht
allerdings der Pegel des Signals der aktuellen Basisstation
nicht mehr aus, dann wählt die mobile Funkstation auf der
Basis der Stärke des Steuersignals, das sie von den anderen
Basisstationen empfängt, eine neue Basisstation aus und
registriert sich bei der ausgewählten Basisstation. Deshalb
kann viel Zeit vergehen, ehe mittels der
Signalstärkemessungen eine geeignete neue Basisstation gefunden ist, wenn
die aktuelle Basisstation aufgegeben werden muß.
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Das Problem wird noch dadurch erschwert, daß das System
Steuerkanäle im Time-sharing-Betrieb verwendet, da
höchstwahrscheinlich nach der Auswahl eines bestimmten
Time-sharing-Steuerkanals durch eine mobile Station für
eine Signalstärkemessung eine Signalabgabeunterbrechung auf
dem ausgewählten Kanal auftritt und damit kein Steuersignal
zu messen ist. Wartet andererseits eine mobile Funkstation
auf dem Kanal, bis die Signalabgabeunterbrechung beendet
ist, dann wird viel Zeit auf Steuerkanälen ohne
Steuersignal vertan, so daß die Zeit verlängert wird, die
zum Suchen einer neuen Basisstation erforderlich ist. Diese
Problem wird noch schlimmer, wenn die Zahl der
Basisstationen und Steuerkanäle noch weiter ansteigt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbesserung bei
einem Funksystem dieses Typs vorzusehen.
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Die Verbesserung ist mittels eines Funksystems des in der
Einleitung beschriebenen Typs erreicht, bei dem die
wenigstens eine mobile Funkstation die Signalstärke der
Signalabgabe mißt, die von den anderen festen Funkstationen auf
dem gleichen und/oder einem anderen Steuerkanal zwischen
den Signalgabeperioden ihrer aktuellen festen Funkstation
gesendet wird, und wobei am Ende der Signalgabeperiode von
jeder festen Funkstation Informationen über die Länge der
Zeitperiode gesenden werden, die der mobilen Station zur
Verfügung steht, um die Signalstärke der Steuersignalgabe
der anderen festen Funkstationen vor einer nachfolgenden
Signalgabeperiode derselben festen Funkstation zu messen.
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Erfindungsgemäß benutzt die mobile Funkstation die
Signalabgabeunterbrechungen ihrer aktuellen Basisstation, die
auf dem Time-sharing-Steuerkanal unweigerlich auftreten, um
die Feldstärken benachbarter Basisstationen zu messen und
die Meßergebnisse zu speichern. Muß die mobile Funkstation
die Basisstation wechseln, dann kann sie diese vorher
gespeicherten Meßergebnisse bei der Auswahl einer neuen
Basisstation verwenden, und damit kann die Prozedur zum
Ändern der Basisstation (eine Übergabeprozedur) schneller
durchgeführt werden.
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Dies stellt insbesondere dann einen Vorteil dar, wenn die
Basisstation in Zusammenhang mit einem Verbindungsaufbau
gewechselt werden muß. Die Signalabgabe jeder Basisstation
enthält Daten über die Länge der Periode, während der die
mobile Funkstation die Signalabgabe der anderen
Basisstationen messen kann, ehe eine Signalabgabeperiode dieser
speziellen Basisstation beginnt. Dies stellt besonders dann
einen Vorteil dar, wenn die Länge der Signalabgabeperiode,
die der Basisstation auf dem Steuersignal zugeordnet ist,
dynamisch variabel ist, so daß in unterschiedlichen
Situationen eine optimale Verbindungsaufbauzeit erreicht wird.
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Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen anhand einer
veranschaulichenden Ausführungsform unter Bezug auf die
beigefügte Figur erläutert, die eine Möglichkeit eines
Funksystems zeigt, bei dem die Erfindung angewandt werden
kann.
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Fig. 1 zeigt ein mobiles Funksystem, bei dem das von dem
System abgedeckte geographische Gebiet in kleinere
Funkbereiche oder Funkzellen C1, C2 und C3 bevorzugt so
unterteilt ist, daß sich die Umfangsabschnitte angrenzender
Zellen überlappen. Den Zellen sind Frequenzkanäle für
Sprech- oder Datenverbindungen zugeordnet, so daß zumindest
benachbarte Zellen unterschiedliche Frequenzen verwenden.
Jede Zelle C1, C2 und C3 weist zumindest eine feste
Mehrkanal-Sende-Empfänger-Ausrüstung BS1, BS2 und BS3 auf,
die hier als Basisstation bezeichnet ist. Alle
Basisstationen BS1, BS2 und BS3 sind mit einem Systemregler
CP gekoppelt, der den Betrieb des gesamten Systems steuert.
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Die Basisstationen BS1, BS2 und BS3 in dem System besitzen
zur Steuersignalabgabe, wie z.B. zur Signalabgabe zum
Verbindungsaufbau, einen gemeinsamen Frequenzkanal als
Steuerkanal, und sie benutzen diesen Frequenzkanal
sequentiell auf einer Time-sharing-Basis zur Übertragung
ihrer Steuernachrichten oder Signalpakete. Das System kann
mehrere Gruppen von Basisstationen mit jeweils eigenem
Steuerkanal aufweisen. Die Signalabgabesequenz auf dem
Steuerkanal startet von einer bestimmten Basisstation und
endet in einer Pause, ehe die Sequenz mit der Übertragung
des Signalpakets der gleichen Basisstation erneut gestartet
wird.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
entsprechen die auf dem Steuerkanal übertragenen
Signalpakete der MPT-Norm 1327, die vom British Department
of Trade and Industry herausgegeben wurde. Jedem
Signalpaket geht also eine Pause voraus, während der keine
der Basisstationen BS auf dem Steuerkanal sendet. Jedes
Signalpaket enthält einen Rahmen, der mit den Feldern LET,
PREAMBLE und SYNC beginnt, wie dies in der MPT-Norm 1327,
Kapitel 3.3.3.1 spezifiziert ist. Am Ende des Pakets sendet
die Basisstation BS eine Paketbeendigungsnachricht BT.
Jedes Signalpaket ist auch mit der Kennung der sendenden
Basisstation markiert.
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Ein oder mehrere Sende-Empfänger, d.h. mobile Funkstationen
(z.B. Mobiltelefone) MS1, MS2 und MS3 bewegen sich frei im
Bereich des mobilen Funksystems. Jede aktive mobile Station
MS muß bei einer Basisstation registriert werden, wenn sie
sich innerhalb des Systems bewegt. Auf diese Weise führt
das System ein Register über den ungefähren Ort der mobilen
Stationen MS für die Verbindungsaufbauprozeduren. Die
mobilen Stationen MS dürfen sich frei von der einen Zelle C
zu einer anderen bewegen, wenn sie sich nur beim Übergang
bei der Basisstation ES der neuen Zelle C registrieren. Die
mobile Station MS wird in der Zelle C als aktiv angesehen,
wenn sie die Zelle gemäß einer vorbestimmten Prozedur
ausgewählt hat, die Basisstation BS der Zelle ein Signalpaket
übertragen hat und die mobile Station MS die Kennung der
Basisstation empfangen hat. Diese Auswahlprozedur kann auf
der von den verschiedenen Basisstationen empfangenen
Signalstärke und der Qualität der Signalabgabe bezüglich der
mobilen Station MS basieren.
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Die mobile Station MS kann Signalabgabenachrichten nur dann
senden, wenn die Basisstation BS der Zelle C, in der die
mobile Station aktiv ist, gleichzeitig auf dem Steuerkanal
Signale gibt. Die mobile Station MS kann auch Signalpakete
von anderen Basisstationen empfangen, aber sie kann dadurch
nicht auf die Nachrichten reagieren bzw. antworten, die sie
empfangen hat. Empfängt die mobile Station sequentiell
Signalpakete von verschiedenen Basisstationen, dann können
die Signalstärke (Feldstärke) und das Bitfehlerverhältnis
von einem Signalpaket zum anderen variieren, so daß es der
mobilen Station möglich wird, diese Parameter zwischen
aufeinanderfolgenden Signalgabeperioden der Basisstation BS
zu messen, bei der die mobile Station MS aktuell
registriert ist.
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Zu diesem Zweck sind am Ende jedes Signalpakets, das von
der Basisstation BS auf dem Steuerkanal übertragen wird,
Daten bezüglich der Länge des Zeitraums vorgesehen, der für
die Messungen der Signalstärke der anderen Basisstationen
vor einem neuen Signalpaket der gleichen Station verfügbar
ist. Zwischen den Signalpaketen der aktuellen Station kann
die mobile Station MS auch andere Time-sharing-Steuerkanäle
messen, falls solche vorhanden sind.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beginnt
die Basisstation BS die Signalgabeunterbrechung auf dem
Time-sharing-Steuerkanal durch die Übertragung einer
speziellen Paketbeendigungsnachricht BT, um das Ende des
Signalpakets an dieser speziellen Basisstation BS
anzukündigen und den mobilen Funkstationen die Erlaubnis zu geben,
die Signalstärke der benachbarten Basisstationen für eine
gegebene Anzahl von Zeitschlitzen in dem
Time-Sharing-Steuerkanal zu mesen. Zu diesem Zweck weist die
Paketbeendigungsnachricht ein N-Bit-Datenfeld (z.B. ein
8-Bit-Datenfeld) auf, das die Anzahl der Zeitschlitze angibt, die von
den mobilen Funkstationen zum Messen der Signalstärke der
benachbarten Basisstationen benutzt werden können.
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Die mobile Station speichert die Ergebnisse aus den
Signalstärkemessungen in einem Speicher, indem die mit den
Paketen erhaltenen Basisstationskennungen als Indizes benutzt
werden. Jede mobile Station MS ist also in der Lage, eine
Liste zu den benachbarten Basisstationen und ihre
gemessenen Signalstärken zu führen, womit sie dann rasch ohne
Messungen die Basisstation bei einer
Verbindungsaufbausituation ändern kann.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei einem
Funksystem, bei dem die Länge jedes verschiedenen Signalpakets
jeder Basisstation BS auf dem Steuerkanal dynamisch auf der
Grundlage der Anzahl der an der Basisstation ein- und
ausgehenden Nachrichten zwischen Minimal- und Maximalwerten
variiert werden kann, die an die fragliche Basisstation BS
gegeben werden. Die Gesamtdauer der Paketsequenz kann
dadurch ebenfalls variieren. Ein solches Funksystem ist in
einer gleichzeitig anhängigen PCT-Patentanmeldung
offenbart, die eine Priorität aus der finnischen Patentanmeldung
905994 beansprucht und, die am 25. Juni 1992 als WO-A-
92/10885 veröffentlicht wurde.
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Was die mobile Station angeht, so finden die oben erwähnten
Steuerkanalsignalabgaben natürlich nur dann statt, wenn die
mobile Station keine Verbindung besitzt und dem Steuerkanal
zuhört.
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Die Figur und die da zugehörige Beschreibung sind nur zur
Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gedacht. Das
Funksystem gemäß der Erfindung kann in Einzelheiten
innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche variieren.