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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen von
Funkkanälen für ein Funksystem, das mehrere feste Funkstationen, die im
Abstand voneinander in einem geographischen Gebiet angeordnet
sind, das von dem Funksystem abgedeckt wird, entfernte
Funkstationen und ein Steuerungszentrum aufweist, um Funkkanäle
dynamisch den festen Funkstationen von einem vorgegebenen Pool von
Funkkanälen zuzuordnen, und zwar unabhängig für jeden Anruf, so
daß die festen Funkstationen Funkverbindungen über die
zugeordneten Funkkanäle zu den entfernten Stationen ausbilden.
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Bei einem Mobilfunksystem vom Vielfachzugriff-Typ teilen sich
eine große Zahl von Teilnehmern dieselbe Gruppe oder denselben
Pool von Funkkanälen. Beim Gesprächsaufbau prüft das System die
Benutzerberechtigung eines einzelnen Teilnehmers und ordnet
Funkkanal-Resourcen dem Teilnehmer zu, indem es automatisch
einen freien Funkkanal aus dem Pool auswählt. Die dynamische
Zuordnung oder Steuerung der Funkkanäle zielt auf eine
Vergrößerung der Nutzungseffizienz von Funkkanälen, zum Beispiel
innerhalb von Gebieten, in denen die Verkehrsintensität relativ
gering ist, in denen Deckungsprobleme auftreten oder in denen
der Verkehr sich zu unterschiedlichen Tageszeiten von einem
Gebiet zu einem anderen bewegt. Die Mobilfunkzentrale ordnet
dabei Funkkanäle den Basisstationen innerhalb ihres Gebiets auf
der Grundlage der Anrufanfragen zu, so daß dieselben Frequenzen
nicht gleichzeitig bei benachbarten Basisstationen benutzt
werden, die sich gegenseitig stören könnten.
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Im Ersatz- oder Auffangbetrieb einer Basisstation besteht ein
Leitungsfehler in der Übertragungsleitung zwischen der
Basisstation
und der Mobilfunkzentrale. In dem Ersatz- oder
Auffangbetrieb wird die Basisstation jedoch nicht von der zugehörigen
Mobilfunkzentrale gesteuert, sondern die Konfiguration der
Basisstation ist üblicherweise so, daß die Basisstation in der
Lage ist, Anrufe zwischen den Mobilfunkgeräten zu schalten, die
sich innerhalb ihres Funk-Deckungsgebiets befinden. Folglich
kann sie in unabhängiger Weise denselben Funkkanal benutzen,
der einer benachbarten Basisstation zugeordnet ist. Solche
gleichzeitigen Anrufe oder gleichen Funkkanäle stören einander.
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Gemäß einer herkömmlichen Anordnung nutzen Basisstationen im
Ersatz- oder Auffangbetrieb spezielle Bereitschafts-Funkkanäle,
die das System im Normalbetrieb nicht nutzt, um dieses Problem
zu lösen. Dies erfordert jedoch mehr Kanäle im System und ist
unökonomisch hinsichtlich der Nutzung der Kanäle.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen,
das die oben genannten Probleme und Nachteile vermeidet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Zuordnen von Funkkanälen für ein Funksystem angegeben, das mehrere
feste Funkstationen, die im Abstand voneinander in einem
geographischen Gebiet angeordnet sind, das von dem Funksystem
abgedeckt wird, entfernte Funkstationen und ein Steuerungszentrum
aufweist, um Funkkanäle dynamisch den festen Funkstationen von
einem vorgegebenen Pool von Funkkanälen zuzuordnen, und zwar
unabhängig für jeden Anruf, so daß die festen Funkstationen
Funkverbindungen über die zugeordneten Funkkanäle zu den
entfernten Stationen ausbilden, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß dann, wenn ein Leitungsfehler in der Übertragungsleitung
zwischen irgendeiner der festen Stationen und dem
Steuerungszentrum auftritt, die folgenden Schritte durchgeführt werden:
die spezielle feste Station stellt den Leitungsfehler in der
Übertragungsleitung zwischen der festen Station und dem
Steuerungszentrum fest und beginnt, nur spezielle Ersatz- oder
Auffang-Funkkanäle zu verwenden, die ihr vorher aus dem Pool von
Funkkanälen zugewiesen worden sind, so daß sie in der Lage ist,
unabhängig von dem Steuerungszentrum zu operieren; und
das Steuerungszentrum stellt den Leitungsfehler in der
Übertragungsleitung zwischen dem Steuerungszentrum und der speziellen
festen Station fest und entfernt die speziellen Ersatz- oder
Auffang-Funkkanäle, die vorher der speziellen festen Station
zugeordnet worden sind, aus dem Pool von Funkkanälen, die für
die benachbarten festen Stationen der speziellen festen Station
verfügbar sind.
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Gemäß der Erfindung stört eine feste Funkstation, d.h. eine
Basisstation, nicht den Rest des Funksystems, wenn es unabhängig
operiert. Weiterhin können dieselben Funkkanäle gemäß der
Erfindung sowohl im Normalbetrieb als auch im Ersatz- oder
Auffangbetrieb benutzt werden. Dementsprechend ist die
Nutzungsrate der Funkkanäle größer, und die entfernten Funkstationen
müssen sich bei einer Basisstation, die sich im Ersatz- oder
Auffangbetrieb befindet, nicht separat registrieren lassen, was
die Effizienz in einem solchen Ersatz- oder Auffangbetrieb
erhöht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im folgenden wird die Erfindung detaillierter beschrieben, und
zwar unter Bezugnahme auf erläuternde Ausführungsformen und die
beiliegenden Zeichnungen, wobei
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Fig. 1 ein Funksystem darstellt, in welchem die Erfindung
anwendbar ist; und
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Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zwischen einer
Mobilfunkzentrale und einer Basisstation zeigt.
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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Mobilfunksystem vom
Vielfachzugriff-Typ (Zellenfunk oder Fernnetz) ist das geographische
Gebiet, das durch das System abgedeckt ist, derart in kleinere
Funkgebiete, d.h. Funkzellen C1, C2 und C3, unterteilt, daß
benachbarte Zellen aneinander angrenzen oder vorzugsweise
einander
überlappen. Jede Zelle C1, C2 und C3 weist zumindest eine
feste Mehrkanal-Transceiver-Einrichtung BS1, BS2 und BS3 auf,
die hier als Basisstationen bezeichnet werden. Alle diese
Basisstationen BS1, BS2 und BS3 sind fest, beispielsweise durch
Kabel, mit einer Mobilfunkzentrale MX verbunden, die folglich
mehrere Basisstationen BS steuert.
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Vorgegebene Funkfrequenzen, d.h. Funkkanäle, sind dem
Funksystem für Sprech- oder Daten-Funkverbindungen zugewiesen. Die
Basisstationen BS bilden Funkverbindungen über die Funkkanäle
zu den entfernten Funkstationen oder mobilen Funkstationen MS
aus, die sich innerhalb der Zellen bewegen. Die
Mobilfunkzentrale MX ordnet diese Funkkanäle unabhängig für jeden Anruf
(auf der Basis Anruf für Anruf) den Basisstationen zu, und zwar
nach dem sogenannten dynamischen Zuordnungsprinzip, so daß
dieselben Frequenzen nicht gleichzeitig bei benachbarten
Basisstationen genutzt werden, die einander stören könnten.
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Fig. 2 zeigt eine Übertragungsleitungs-Anordnung zwischen der
Mobilfunkzentrale MX und der Basisstation BS. Die
Mobilfunkzentrale MX enthält Basissstation-Schnittstelleneinheiten BSIU,
die jeweils als Bindeglied zwischen einem
Anruf-Steuerungscomputer CCC und einer Basisstation-Funkkanaleinheit ChU
operieren. Jede Basisstation BS hat mehrere Funkkanaleinheiten ChU,
die jeweils einen Funk-Transceiver aufweisen. Für jeden Anruf
kann die Mobilfunkzentrale MX die Funkkanaleinheit ChU
anweisen, auf einem vorgegebenen gewünschten Funkkanal zu operieren,
um die oben genannte dynamische Zuordnung durchzuführen.
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Die Schnittstelleneinheit BSIU hat vier primäre Funktionen: den
Zugang zu den Funkkanälen zu steuern; Nachrichten zwischen den
Funkeinheiten, d.h. Kanaleinheiten ChU, und dem
Anruf-Steuerungscomputer CCC umzuwandeln und weiterzuleiten; Sprechwege
von der Funkzentrale zu dem Funkkanal zu schalten; und den
Betrieb der Basisstation BS zu steuern und zu überwachen. Eine
Schnittstelleneinheit BSIU steuert einen Kanal, der entweder
ein Verkehrskanal oder ein Steuerkanal (Rufkanal) sein kann,
den das System zur Steuerung der Signalabgabe benutzt, etwa zur
Gesprächsaufbau-Signalabgabe. Im Steuerkanal-Modus kann die
Schnittstelleneinheit BSIU als fest geschalteter Steuerkanal,
als nicht fest geschalteter Steuerkanal oder als Timesharing-
Steuerkanal operieren. In der früheren Patentanmeldung des
Anmelders FI 905 994 wird ein System beschrieben, in dem mehrere
Basisstationen BS1, BS2 und BS3 einen gemeinsamen Frequenzkanal
als Steuerkanal haben und die Basisstationen BS1, BS2 und BS3
den Frequenzkanal auf einer Timesharing-Basis sequentiell für
die Übertragung ihrer Steuerungsnachrichten nutzen.
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Die Schnittstelleneinheit BSIU kann in einem Steuerungs- oder
einem Verkehrs-Modus operieren. In beiden Betriebsmodi empfängt
sie Nachrichten von dem Anruf-Steuerungscomputer CCC, steuert
eine 4-Draht Sprech- und Signalabgabe-Verbindung zwischen der
Funkzentrale MX und der Basisstation BS und sendet
Überwachungsdaten betreffend der Zustände des Senders, der
Basisstation und der Übertragungsleitungen zu dem
Anruf-Steuerungscomputer CCC.
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Wenn die Schnittstelleneinheit BSIU mit einem Verkehrskanal
verbunden ist, ist sie entweder in einem unbelegten Zustand
oder in einem Sprech-Zustand. In dem unbelegten Zustand wartet
die Schnittstelleneinheit BSIU auf eine Reservierungsnachricht
von dem Anruf-Steuerungscomputer CCC und überwacht die
Übertragungsleitung zu der Basisstation BS. Wenn die
Schnittstelleneinheit BSIU für einen Anruf reserviert ist, setzt sie den
Sender der Basisstation BS in Gang und schaltet die Sprechwege
zwischen der Basisstation BS und der Funkzentrale MX ein, und
zwar entsprechend dem Typ des Anruf s. Während des Anruf 5 sendet
und empfängt die Schnittstelleneinheit BSIU
Anruf-Steuerungsnachrichten und überwacht die Aufrechterhaltung und gibt den
Anruffrei, und zwar in Abhängigkeit von den Trägerwellen
Daten, den Anruf-Steuerungsnachrichten von dem Funkweg und
Steuersignalen von dem Anruf-Steuerungscomputer CCC.
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Der Anruf-Steuerungscomputer CCC der Mobilfunkzentrale MX
ordnet freie Funkkanäle, Funkkanaleinheiten ChU und Basisstation-
Schnittstelleneinheiten BSIU jedem Anruf zu, bei dem eine oder
mehrere entfernte mobile Stationen MS beteiligt sind, die durch
die Funkzentrale MX gesteuert werden.
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Wenn alle Schnittstelleneinheiten BSIU und/oder Kanaleinheiten
ChU (Funkkanäle) einer Basisstation belegt sind, die für einen
speziellen Anruf erforderlich ist, weist das System den Anruf
an, zu warten, bis die benötigten Funkkanal-Resourcen
freigegeben sind.
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Wenn ein Leitungsfehler in der Übertragungsleitung zwischen
einer speziellen Basisstation BS und der Mobilfunkzentrale MX
auftritt, ist die Mobilfunkzentrale MX nicht mehr in der Lage,
den Betrieb der Basisstation BS zu steuern. Dies wird als
Ersatz- oder Auffangzustand der Basisstation BS bezeichnet. Jede
Basisstation BS ist jedoch derart konfiguriert, daß sie in der
Lage ist, unabhängig Anrufe zu schalten und lokal Verbindungen
zwischen entfernten Stationen MS aufzubauen, die sich innerhalb
ihrer Zelle C befinden.
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Gemäß der Erfindung werden jeder Basisstation BS spezielle
Funkkanäle von den normalerweise benutzten Funkkanälen (von dem
Pool der Funkkanäle) für einen möglichen Ersatz- oder
Auffangbetrieb zugewiesen. Jedesmal wenn die Funkkanaleinheiten der
Basisstation BS initialisiert werden, informiert der Anruf-
Steuerungscomputer CCC der Mobilfunkzentrale MX die
Basisstation BS über diese Ersatz- oder Auffang-Kanäle. Die
Basisstation BS speichert die Daten über die Ersatz- oder Auffang-
Funkkanäle in einem Speicher. Wenn die Basisstation feststellt,
daß ein Fehler in der Übertragungsleitung zwischen der
Basisstation und der Mobilfunkzentrale MX vorliegt, beginnt die
Basisstation BS, ausschließlich diese Ersatz- oder Auffang-Kanäle
zu benutzen.
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-Dementsprechend entfernt der Anruf-Steuerungscomputer CCC die
Ersatz- oder Auffang-Funkkanäle, die der speziellen
Basisstation zugewiesen sind, von dem Funkkanal-Pool benachbarter
Basisstationen, wenn er feststellt, daß ein Leitungsfehler in der
Übertragungsleitung zu der Basisstation BS vorliegt. Folglich
werden diese Funkkanäle weiterhin der entfernten Basisstation
zugeordnet sein, und der Betrieb der Basisstation im
Ersatz- oder Auffangbetrieb stört nicht den Rest des Funksystems. Wenn
der Ersatz- oder Auffangzustand endet (die Übertragungsleitung
zwischen der Basisstation BS und der Mobilfurikzentrale MX ist
wieder aufgebaut), dann gibt die Mobilfunkzentrale die
Ersatzoder Auffang-Funkkanäle frei und gibt sie wieder an die
Funkkanal-Pools der benachbarten Basisstationen für die normale
Nutzung zurück.
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Die beigefügten Figuren und die darauf bezogene Beschreibung
dienen ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden
Erfindung. In seinen Details kann das erfindungsgemäße Verfahren
innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche variiert
werden.