DE69327441T2

DE69327441T2 - Gesprächsweiterreichung in einem schnurlosen Telefonsystem

Info

Publication number: DE69327441T2
Application number: DE69327441T
Authority: DE
Inventors: Charles Yeomans Farwell; Richard Dale Miller; Richard Alan Windhausen
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2013-10-14
Also published as: EP0594354A3; SG43701A1; US5396541A; CA2105266A1; JPH06209491A; EP0594354A2; JP2795304B2; CA2105266C; DE69327441D1; EP0594354B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung eines Transfers einer drahtlosen Mobileinheit.
Wenn sich ein mobiles Endgerät von einer ersten in eine zweite Zelle bewegt, ist es in einer Umgebung der zellularen Kommunikation notwendig, die HF-Kommunikationsstrecke des mobilen Endgeräts mit der ersten Zelle in die zweite Zelle zu transferieren. Diese Operation wird gewöhnlich als Weiterreichung bezeichnet. Die meisten zur Zeit verwendeten zellularen Fernsprechsysteme teilen das verfügbare Frequenzband in Kanäle mit einer Bandbreite von typischerweise 30 kHz auf. Das zellulare System-Versorgungsgebiet ist geographisch in Zellen verschiedener Größe aufgeteilt. Jede Zelle wird durch eine Basisstation gesteuert. Die verfügbaren Frequenzkanäle werden in Mengen aufgeteilt, wobei jede Menge in der Regel eine gleiche Anzahl von Kanälen enthält. Die Frequenzmengen werden Zellen so zugewiesen, daß die Möglichkeit von Kanalstörungen minimiert wird. Wenn in einem solchen System der Zellenempfänger, der die Verbindung bearbeitet, bemerkt, daß die Empfangssignalstärke aus der Mobileinheit unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, fordert die Zelle eine Systemsteuerung auf, zu bestimmen, ob etwaige benachbarte Zellen das Signal der Mobileinheit mit besserer Signalstärke als die aktuelle Zelle empfangen. Als Reaktion auf die Anfrage der aktuellen Zelle sendet die Systemsteuerung Nachrichten zu den benachbarten Zellen mit einer Weiterreichungsanforderung, die den durch die Mobileinheit verwendeten Kanal angibt. Die der aktuellen Zelle benachbarten Zellen verwenden spezielle Suchempfänger, die nach dem Signal aus der Mobileinheit auf dem angegebenen Kanal suchen. Falls eine der benachbarten Zellen der Systemsteuerung einen ausreichenden Signalpegel meldet, leitet die Systemsteuerung dann eine Weiterreichung aus der aktuellen Zelle in die benachbarte Zelle ein.
Bei derzeitigen zellularen Fernsprechkommunikationssystemen ist das zugeteilte Funkfrequenzspektrum 60 MHz. Mit einer solchen Bandbreite können sehr viele Kanäle einzelnen Zellenbasisstationen fest zugeordnet werden. In dem Industrie-, Wissenschafts- und medizinischen Band (ISM-Band) hat die Federal Communications Commission (FCC) jedoch nur 26 MHz zugeteilt. Weiterhin kann eine Implementierung von Diensten für personenbezogene Kommunikationsdienste (PCS-Systeme) eine große Zahl von Basisstationen an demselben geographischen Standort, z. B. einem Gebäude, anordnen. Wenn außerdem zur Bereitstellung von PCS-Systemen ein Frequenzsprung- Übertragungsverfahren mit Spreizspektrum verwendet wird, kann das durch die herkömmlichen zellularen Systeme zur Bestimmung der Signalstärke der Mobileinheit verwendete Verfahren nicht verwendet werden, da es durch die Frequenzsprünge von Kanal zu Kanal schwierig wird, eine Synchronisierung mit der Mobileinheit zu erzielen.
Das Problem besteht dann darin, ein Verfahren und Vorrichtungen zu bestimmen, die die Bestimmung ermöglichen, an welche Zelle eine Mobileinheit weitergereicht werden sollte, das bzw. die in der Spreizspektrumumgebung arbeitet bzw. arbeiten und keine Verwendung von wiederverwendbaren festzugeordneten Kanälen erfordert bzw. erfordern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Vorrichtungen nach Anspruch 4 bereitgestellt.
Wenn eine Basisstation einer Zelle erkennt, daß sich die Signalstärke aus der Mobileinheit einem Schwellenwert nähert, weist die Basiseinheit die Mobileinheit an, ein Synchronisierungsmuster auf einem oder mehreren einer Menge von Frequenzsprungkanälen zu senden, die für die Spreizspektrumübertragung verwendet werden. Zusätzlich teilt die Basisstation der Systemsteuerung diesen Umstand mit, und die Systemsteuerung fordert an, daß benachbarte Basisstationen die durch die Mobileinheit gesendete Menge von Frequenzsprungkanälen überwacht. Zur Synchronisierung mit der Menge von Frequenzsprungkanälen, die durch die Mobileinheit verwendet wird, verwenden die Basisstationen das Synchronisierungsmuster in den gewählten Kanälen, um sich mit der Mobileinheit zu synchronisieren. Die Systemsteuerung wählt dann die Basisstation, die die größte Signalstärke empfängt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines personenbezogenen Kommunikationsdienstsystems, das eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung enthält;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Basisstation;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Mobileinheit;
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm der durch eine Basiseinheit als Reaktion auf einen Befehl zur Einleitung der Weiterreichung durchgeführten Operationen;
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der durch eine Systemsteuerung und die Vermittlung als Reaktion auf eine Weiterreichungsanforderung durchgeführten Operationen;
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm der durch eine Mobileinheit als Reaktion auf eine Weiterreichungsnachricht durchgeführten Operationen; und
Fig. 7 zeigt die Informationen, die in jedem Sprungkanal übertragen werden.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt ein drahtloses Kommunikationssystem, das für die Bereitstellung von PCS-artigen Diensten für mehre Mobileinheiten wie zum Beispiel die Mobileinheit 105 ausgelegt ist. Die Basisstationen 102- 104 sind jeweils in der Lage, Funkstrecken mit Mobileinheiten aufrechtzuerhalten, und jede Basisstation ist über die Strecke 109 mit der Systemsteuerung und der Vermittlung 101 verbunden. Vorteilhafterweise kann es sich bei diesen Strecken um Primärratenschnittstellenstrecken (PRI-Strecken) handeln, die für die ISDN-Kommunikation definiert sind. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 liefert die Steuerungs- und Vermittlungseinrichtungen zur Verbindung von Basisstationen untereinander über die Strecken 108-110 oder zur Verbindung einer Basisstation mit der Vermittlungsstelle 115 über die Strecke 116 und die entsprechende digitale Strecke für die Basisstation. Eine Strecke wie zum Beispiel 108 kann vorteilhafterweise bis zu 23 verschiedene Verbindungen abwickeln. Die Strecke 116 kann eine Vielzahl von PRI- Strecken sein. Die Vermittlungsstelle 115 ist eine Vermittlungsstelle wie zum Beispiel das 5 ESS von AT & T. Die Vermittlungsstelle 115 ist außerdem mit dem öffentlichen Fernsprechsystem verbunden.
Die drahtlose Kommunikation zwischen einer Basisstation und einer Mobileinheit, wie zum Beispiel der Basisstation 103 und der Mobileinheit 105, erfolgt über eine drahtlose Kommunikationsstrecke, wie zum Beispiel die HF-Strecke 113. Durch die Basisstation 103 aus der Mobilstation 105 über die drahtlose Strecke 113 empfangene Audioinformationen werden dann über die Strecke 109 zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101 gesendet. Diese drahtlose Kommunikation wird mit Spreizspektrumtechnologie mit Frequenzsprung implementiert. Die spezifischen Anforderungen für die Frequenzsprünge sind in einem Berichts- und Vorschriftsdokument in General Docket Nummer 89-354 angegeben, wobei dieses Berichts- und Vorschriftsdokument durch die Federal Communications Commission am 14.6.1990 angenommen und am 9.7.1990 freigegeben wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden in dem Frequenzband von 902-928 MHz 173 Kanäle erzeugt, wobei 8 Kanäle für die Zeichengabe und 165 Kanäle für die Sprachkommunikation verwendet werden. Jede aktive Fernsprechverbindung sendet Sprachinformationen in einer Pseudozufallsmenge von 50 Kanälen. Während einer aktiven Verbindung werden Sprachinformationen gesendet, indem die Menge wiederholt sequentiell durchlaufen wird (was gewöhnlich als Frequenzsprungverfahren bezeichnet wird), wobei in jedem Kanal eine zweiseitige Sprachübertragung 5 Millisekunden lang auftritt. Diese Art von Übertragung wird ausführlicher in dem US-Patent Nr. 5353341 beschrieben.
Man betrachte nun das folgende Beispiel mit Einzelheiten, wie eine Mobileinheit von einer Basisstation zu einer zweiten Basisstation weitergereicht wird. Die Mobileinheit 105 kommuniziert auf einer Verbindung über die Strecke 114 mit der Basisstation 104. Die zum Aufbau einer solchen Verbindung durchgeführten Operationen werden in dem US-Patent Nr. 5396541 erläutert.
Die Mobileinheit 105 bewegt sich und hat ihre Position von der in Fig. 1 gezeigten zu einer Position geändert, in der sie sich nun näher bei der Basisstation 103 als bei den Basisstationen 104 oder 102 befindet. Die Basistation 104 mißt die aus der Mobileinheit 105 empfangene Signalstärke über die Strecke 114. Wenn diese Signalstärke unter einen bestimmten Schwellenwert abfällt, sendet die Basisstation 104 einen Weiterreichungsanforderungsbefehl zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 sendet Befehle zur Einleitung der Weiterreichung zu den Basisstationen 102 bis 104. In den Befehlen zur Einleitung der Weiterreichung, die zu den Basisstationen 102 und 103 gesendet werden, ist die Kanal-Sprungfolge der Mobileinheit 105 enthalten (die vorteilhafterweise durch einen Pseudozufallskeim definiert wird). Die Basisstation 104 reagiert auf den Befehl zur Einleitung der Weiterreichung, indem sie über die Strecke 114 eine Weiterreichungsstartnachricht sendet. Die Mobileinheit 105 reagiert auf die Weiterreichungsstartnachricht, indem sie beginnt, in dem ersten Kanal der Sprungkanalfolge (der als Sprungkanal 0 bezeichnet wird) ein Synchronisierungsmuster zu senden. Bei dem vorliegenden Beispiel wurde angenommen, daß das Synchronisierungsmuster nur in dem Sprungkanal 0 gesendet wird; es kann aber auch in mehreren Kanälen gesendet werden. Dieses Synchronisierungsmuster wird gewöhnlich als Punktemuster bezeichnet. Die Basisstationen 102 und 103 verwenden durch Kenntnis der Sprungfolge der Mobileinheit 105 das Synchronisierungsmuster in dem Sprungkanal 0, um sich mit der Mobileinheit 105 zu synchronisieren. (Die Basisstation 104 ist bereits mit der Mobileinheit 105 synchronisiert.) Die Basisstationen 102 bis 104 überwachen dann die Signalstärke aus der Mobileinheit 105 für eine vorbestimmte Zeitdauer und übertragen diese Signalstärkeninformationen zurück zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101.
Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 bestimmt, welche der Basisstationen das stärkste Signal empfängt. Wenn die Basisstation 104 das stärkste Signal empfängt, erfolgt keine Weiterreichung, und die Systemsteuerung und Vermittlung 101 sendet einen Befehl zum Starten der normalen Operation zu der Basisstation 104. Die Basisstation 104 reagiert auf diesen Befehl, indem sie einen Befehl zum Stoppen der Weiterreichung zu der Mobileinheit 105 sendet und die normalen Operationen mit der Mobileinheit 105 wiederaufnimmt.
Für das vorliegende Beispiel nehme man an, daß die Basisstation 103 über das stärkste Signal verfügt. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 sendet dann einen Weiterreichungsendbefehl zu der Basisstation 103, der ihr befiehlt, die Kommunikation mit der Mobileinheit 105 über die Strecke 113 zu übernehmen, und sendet den Weiterreichungssendebefehl zu der Basisstation 104. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 beendet dann das Senden von ankommenden Audioinformationen für die Mobileinheit 105 zu der Basisstation 104 und sendet gleichzeitig diese ankommenden Audioinformationen zu der Basisstation 103. Gleichzeitig führt die Systemsteuerung und Vermittlung 101 interne Vermittlungsoperationen durch, damit die ankommenden und abgehenden Audioinformationen für die Verbindung nun zu und von der Basisstation 103 für die Mobileinheit 105 transferiert werden. Als Reaktion auf die Weiterreichungsendenachricht sendet die Basisstation 103 der Mobileinheit 105 eine Weiterreichungsstoppnachricht, die bewirkt, daß die Mobileinheit 105 das Senden des Synchronisierungsmusters in dem Sprungkanal 0 beendet, und die Basisstation 103 beginnt dann normale Kommunikationsoperationen mit der Mobileinheit 105. Alle Weiterreichungsnachrichten, die zu der Mobileinheit 105 gesendet werden, werden in Opcode-Feldern der Sprungkanäle gesendet. Als Reaktion auf die Endoff- Nachricht schaltet die Basisstation 104 die Funkeinheit, die mit der Mobileinheit 105 in Betrieb war, frei.
Fig. 2 zeigt ausführlicher die Basisstation 104. Die Basissteuerung 201 steuert die Operationen der Funkeinheiten 202-204. Die Funkeinheit 202 ist ausführlich gezeigt, und die Funkeinheiten 203-204 weisen einen ähnlichen Entwurf auf. Die Funkeinheit 202 enthält den Takt 216 zur Bereitstellung von Synchronisierung für den Zeitdemultiplexierer (TDD) 211 und den Protokollumsetzer 215. Die Funkeinheit 202 enthält außerdem einen Hochfrequenz-Sender/Empfänger (HF-Sender/Empfänger) 213, eine Antenne 217 und einen Frequenzsynthesizer 212. Der Sender/Empfänger 213 umfaßt sowohl einen HF-Sender als auch einen HF-Empfänger. Der Sender/Empfänger 213 demoduliert Sprachsignale und Steuersignale, die durch eine Mobileinheit gesendet werden, und koppelt die Sprachsignale über den Protokollumsetzer 215 über den Bus 210 an die Basissteuerung 201 an. Die Basissteuerung 201 liefert die gesamte Steuerung für die Funkeinheit 202 über den Bus 210. Aus dem Sender/Empfänger 213 empfangene Steuersignale werden durch den Protokollumsetzer 215 hindurch über den Bus 210 zu der Basissteuerung 201 übertragen. Der Protokollumsetzer 215 reagiert außerdem auf digitalcodierte Sprachsignale, die über den Bus 210 aus der Basissteuerung 201 empfangen werden, indem sie diese digitalen Sprachsignale in das für die Übertragung zu einer Mobileinheit verwendete Format umsetzt. Der Signalstärkenmonitor 214 reagiert auf ein Signal aus dem HF-Sender/Empfänger 213, um zu einem digitalen Wert zu kommen, der die durch den HF- Sender/Empfänger 213 empfangene Signalstärke darstellt, und sendet diesen digitalen Wert über den Bus 210 zu der Basissteuerung 201.
Die Basissteuerung 201 steuert die Funkeinheit 202 so, daß sie nur an einem Kanal oder einer Sprungfolge von Kanälen wirkt. Die Basissteuerung 201 steuert eine Sprungfolge durch Erzeugung einer Pseudozufalls-Datenliste von Frequenzen durch Verwendung eines Keims in einem Pseudozufallsgenerator auf in der Technik wohlbekannte Weise. Die pseudozufällig erzeugte Datenliste wird über den Bus 210 durch die Basissteuerung 201 zu dem TDD 211 übertragen. Der TDD 211 steuert die in dem Frequenzsprungzyklus gewählte Frequenz durch Senden der in der durch die Basissteuerung 201 erzeugten Datenliste gespeicherten Werte zu geeigneten Zeitpunkten. Der TDD 212 frischt außerdem den Frequenzsynthesizer 212 auf, während der Synthesizer durch den Frequenzsprungzyklus schreitet. Damit der HF-Sender/Empfänger 213 auf einem der fest zugeordneten Kanäle senden und empfangen kann, überträgt die Basissteuerung 201 eine Frequenzdatenliste von 50 Einträgen zu dem TDD 211, die nur eine Frequenz, z. B. die Frequenz des fest zugeordneten Kanals, enthält. Danach steuert der TDD 211 den Frequenzsynthesizer 212 so, daß der Sender/Empfänger 213 auf dieser einen Frequenz wirkt. Mit dem Takt 216 wird eine Synchronisierung mit dem oben beschriebenen Punktemuster und auf der Grundlage von aus dem Sender/Empfänger 213 und dem TDD 211 empfangenen Eingaben das Big Sync erzielt.
Man betrachte das vorherige Beispiel, das mit Bezug auf Fig. 1 gegeben wurde im Hinblick auf das ausführliche Blockschaltbild der Funkeinheit 202 von Fig. 2. Man nehme weiterhin an, daß für das Beispiel diese Funkeinheit 202 zur Zeit über die Strecke 114 mit der Mobileinheit 105 in Kontakt steht. Die Funkeinheit 202 reagiert auf die Übertragungen aus der Mobileinheit 105, die durch den HF-Sender/Empfänger 213 empfangen werden, in dem sie die Signalstärke mit dem Signalstärkenmonitor 214 mißt. Die Basissteuerung 201 liest periodisch die Ausgabe aus dem Signalstärkenmonitor 214 über den Bus 210. Wenn die Signalstärke unter einen vorbestimmten Schwellenwert abfällt, sendet die Basissteuerung 201 über 109 diese Informationen zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101. Als Reaktion sendet die Systemsteuerung und Vermittlung 101 den Befehl zur Einleitung der Weiterreichung zu allen Basisstationen. Die Basissteuerung 201 reagiert auf den Befehl zur Einleitung der Weiterreichung, indem sie die Weiterreichungseinleitungsnachricht in dem Opcode-Feld eines der Sprungkanäle zu der Mobileinheit 105 sendet. Die Basissteuerung 201 sendet die Nachricht über den Protokollumsetzer 215 zu dem Sender/Empfänger 213. Der Protokollumsetzer 215 reagiert auf Signale aus dem Takt 216 und dem TDD 211, indem er die Nachricht während eines der Sprungkanäle zur Übertragung zum Sender/Empfänger 213 sendet. Wie bereits beschrieben, reagiert die Mobileinheit 105 auf die Weiterreichungseinleitungsnachricht, indem sie mit dem Senden des Synchronisierungsmusters (dem Punktemuster) in dem Sprungkanal 0 beginnt. Nach dem Senden der Weiterreichungseinleitungsnachricht wirkt die Funkeinheit 202 auf dieselbe Weise wie bei der Verarbeitung einer normalen Verbindung, mit der Ausnahme, daß keine Audioinformationen in dem Sprungkanal 0 vorliegen; die Basissteuerung 201 liest jedoch periodisch die durch den Signalstärkenmonitor 214 erzeugte Signalstärkenmessung und überträgt diese Signalstärkeninformationen zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101.
Man betrachte nun, wie die Basisstation 103 auf die aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 empfangene Weiterreichungseinleitungsanforderung antwortet. Die Basisstation 103 ist genauso wie die Basisstation 104 aufgebaut und besitzt Funkeinheiten, die mit den Funkeinheiten 202 bis 204 genauso sind. Der Besprechung halber werden die Funkeinheit und die Basissteuerung in der Basisstation 103 als Funkeinheit 202 bzw. Basissteuerung 201 bezeichnet. Die Basissteuerung 201 reagiert auf die aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 empfangene Weiterreichungseinleitungsanforderung, indem sie eine pseudozufällige Datenliste von Frequenzen aus dem Keim erzeugt, der aus der Basissteuerung 201 gesendet wird. Diese pseudozufällige Datenliste von Frequenzen ist identisch mit den zu diesem Zeitpunkt durch die Mobileinheit 105 verwendeten. Der Takt 216 ist jedoch nicht mit dem entsprechenden Takt in der Mobileinheit 105 synchronisiert. Die Liste von Frequenzen wird von der Basissteuerung 201 zu dem TDD 211 gesendet, der den Frequenzsprungzyklus des Senders/Empfängers 213 über den Frequenzsynthesizer 212 steuert. Die Basissteuerung 201 steuert den Takt 216 so, daß er auf das Synchronisierungsmuster in dem Sprungkanal 0 reagiert, um unter Verwendung in der Technik wohlbekannter Verfahren eine Synchronisierung mit der Mobileinheit 105 zu erzielen. Wenn die Funkeinheit 202 mit der Mobileinheit 105 synchronisiert wurde, liest die Basissteuerung 201 periodisch die Stärkenmessungen aus dem Signalstärkenmonitor 215 unter der Steuerung der Systemsteuerung und Vermittlung 101. Die Basissteuerung 201 meldet diese Stärkenmessung dann der Systemsteuerung und Vermittlung 101.
Im vorliegenden Beispiel wird die Weiterreichung der Mobileinheit 105 von der Basisstation 104 zu der Basisstation 103 erzielt. Die Funkeinheit 202 in der Basisstation 103 ist nun mit der Mobileinheit 105 synchronisiert und empfängt die Sprachinformationen für Überwachungszwecke aus der Mobileinheit 105. Nach der Bestimmung, welche Basistation die Weiterreichung annehmen sollte, sendet die Systemsteuerung und Vermittlung 101 eine Weiterreichungsendenachricht zu der Basisstation 104, die die Funkeinheit 202 der Basisstation 104 so steuert, daß sie die HF-Strecke 114 abschließt und zu der Basissteuerung 201 der Basisstation 103 den Weiterreichungsendebefehl sendet, der die Funkeinheit 202 der Basisstation 103 so steuert, daß die HF-Strecke 113 hergestellt wird. Intern führt die Systemsteuerung und Vermittlung 101 die notwendigen Operationen für den Transfer der Verbindung von der Strecke 108 zu der Strecke 109 durch.
Fig. 3 zeigt die Mobileinheit 105 ausführlicher. Zu den Bestandteilen der Mobileinheit 105 gehören die Steuereinheit 301, der Weck-Timer 302 und der Takt 309 zur Synchronisierung mit: (1) der Steuereinheit 301, (2) dem Zeitduplexer (TDD) 303 und (3) dem kombinierten Digital/Analog- und Analog/Digital-Umsetzer (D/A + A/D) 304. Außerdem enthält die Mobileinheit 105 den HF-Sender 306, die Antenne 307 und den Frequenzsynthesizer 308. Fernsprechschaltungen und der Tastenfeldteil 305 ermöglichen das Wählen von Nummernziffern und die Betätigung von Steuertasten zum Einleiten und Empfangen von Fernsprechverbindungen.
Der Sender/Empfänger 306 umfaßt sowohl einen HF-Sender als auch einen HF-Empfänger. Der Sender/Empfänger 306 demoduliert Sprachsignale, die durch eine Basisstation gesendet werden, und koppelt diese Signale über den D/A-Teil des Umsetzers 304 und die Gabel 310 an den Lautsprecher 312 an. Der Sender/Empfänger 306 empfängt seine analogen Eingangssprachsignale aus dem Mikrofon 311. Diese analogen Sprachsignale werden über die Gabel 310 und den A/D-Teil des Umsetzers 304 an den Sender/Empfänger angekoppelt. Der Umsetzer 304 setzt die analogen Signale in digitale Signale um, die dann zu dem HF-Sender/Empfänger 306 gesendet werden. Herkömmliche Verstärker 313 und 314 dienen dazu, die analogen Sprachsignale aus dem Mikrofon 311 zu verstärken und an den Lautsprecher 312 zu liefern.
Man betrachte nun das vorige Beispiel, das mit Bezug auf Fig. 1 gegeben wurde, im Hinblick auf Fig. 3.
Die Steuereinheit 301 der Mobileinheit 105 reagiert auf die Weiterreichungseinleitungsnachricht, die in dem Opcode-Feld eines der Sprungkanäle empfangen wird, indem sie den TDD 303 so steuert, daß er das Synchronisierungsmuster jedesmal dann zu der Einheit 304 sendet, wenn der Sprungkanal 0 erscheint. Die Einheit 304 verwendet das Synchronisierungsmuster anstelle der analogen Informationen, die normalerweise aus der Gabel 310 empfangen werden würden. Das Ergebnis ist, daß der HF-Sender/Empfänger 306 das Synchronisierungsmuster in dem Sprungkanal 0 sendet.
Die Steuerung 301 reagiert dann auf die aus der Basisstation 104 empfangene Weiterreichungsstoppnachricht, indem sie aufhört, das Synchronisierungsmuster in dem Stromkanal 0 zu senden. Die Sprungfolge ändert sich nicht, wenn die Mobileinheit 105 von der Basisstation 104 zu der Basisstation 103 weitergereicht wird, da die Basisstation 103 dieselbe Sprungfolge wie die Basisstation 104 verwendet.
Fig. 4 zeigt ausführlicher die durch eine Basisstation während der Weiterreichungsfolge durchgeführten Aktionen. Fig. 4 zeigt sowohl die Aktionen, die durch die Basisstation durchgeführt werden, die gerade mit der Mobileinheit kommuniziert (die als die aktive Basisstation bezeichnet wird) als auch die Aktionen, die durch die Basisstationen durchgeführt werden, die zur Zeit nicht mit der Mobileinheit kommunizieren (die als inaktive Basisstationen bezeichnet werden). Man betrachte Fig. 4 im Hinblick des vorigen Beispiels. Die Basisstation 104 ist die aktive Basisstation, da sie zur Zeit der Mobileinheit 105 kommuniziert, und die Basisstationen 102 und 103 sind die inaktiven Basisstationen. Inaktiv bedeutet den Umstand, daß die Basisstation nicht mit der Mobileinheit kommuniziert, die den Weiterreichungsvorgang durchläuft. Unter Verwendung anderer Funkeinheiten können diese Basisstationen ohne weiteres die Kommunikation mit anderen Mobileinheiten abwickeln. Wenn der Befehl zur Einleitung der Weiterreichung (der außerdem die Mobileinheit als weitergereicht definiert) aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 im Block 401 empfangen wird, bestimmt die Basiseinheit durch Ausführung des Entscheidungsblocks 402, ob sie gerade mit der Mobileinheit (aktive Basiseinheit) kommuniziert oder nicht. Wenn die Basisstation 104 den Entscheidungsblock 402 ausführt, ist in dem vorliegenden Beispiel die Antwort ja, und es wird der Block 414 ausgeführt, der die Weiterreichungsstartnachricht zu der Mobileinheit 105 sendet. Die Basissteuerung tritt außerdem in eine Betriebsart ein, in der sie Sprachinformationen nur in den Sprungkanälen 1 bis 49 sendet und empfängt. Durch wiederholte Ausführung des Blocks 415 überwacht die Basissteuerung der Basisstation 104 die Signalstärke aus der Mobileinheit 105 und mittelt sie.
Der Entscheidungsblock 416 prüft, ob ein weiterer Befehl aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 empfangen wurde. Wenn kein Befehl aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 empfangen wurde, wird der Block 415 erneut ausgeführt. Wenn jedoch ein Befehl empfangen wurde, bestimmt der Entscheidungsblock 418, ob es sich um einen Befehl zum Lesen der Signalstärke aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 handelt. Wenn es ein Befehl zum Lesen der Signalstärke ist, sendet die Basissteuerung einen Befehl zum Senden der Signalstärke zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101, indem sie den Block 419 ausführt. Der Befehl zum Senden der Signalstärke enthält die Signalstärke und die Kennummer der Mobileinheit. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 bestimmt die Zeitspanne, während der die Signalstärke gemittelt wird, durch die Zeit zwischen dem Befehl zur Einleitung der Weiterreichung und dem Befehl zum Lesen der Signalstärke.
Wieder mit Bezug auf den Entscheidungsblock 418 bestimmt der Entscheidungsblock 420, wenn kein Befehl zum Lesen der Signalstärke empfangen wurde, ob ein Weiterreichungsendebefehl empfangen wurde. Wenn ein Weiterreichungsendebefehl empfangen wurde, gibt die Basissteuerung in der Basisstation 104 die Funkeinheit frei, die mit der Mobileinheit 105 kommuniziert, indem sie den Block 421 ausführt. Wenn kein Weiterreichungsendebefehl empfangen wurde, bestimmt die Ausführung des Entscheidungsblocks 422, ob ein Befehl zum Starten der normalen Operation empfangen wurde. Wenn das Ergebnis der Prüfung durch den Entscheidungsblock 420 nein ist, wird die Steuerung an den Block 415 zurückgegeben. Wenn das Ergebnis der Bestimmung durch den Entscheidungsblock 420 jedoch ja ist, wird der Block 412 ausgeführt, der die Weiterreichungsstoppnachricht zu der Mobileinheit 105 sendet, um das Senden des Synchronisierungsmusters in dem Sprungkanal 0 zu stoppen. Als nächstes versetzt die Ausführung des Blocks 413 die Funkeinheit in den normalen Betrieb zurück, so daß Sprachinformationen in allen 50 Sprungkanälen übermittelt werden. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 sendet einen Befehl zum Starten des normalen Betriebs zu der aktiven Basisstation, wenn die Systemsteuerung und Vermittlung 101 aus den Signalstärkenmessungen bestimmt, daß die aktive Basisstation das stärkste Signal aus der Mobileinheit empfängt.
Wieder mit Bezug auf den Entscheidungsblock 402 sendet die Basissteuerung, wenn das Ergebnis der Entscheidung nein ist, was sich bei einer inaktiven Basisstation ergibt, die Sprungkanalfolge zu einer freien Funkeinheit in der Basisstation, indem sie den Block 403 ausführt. Der Rest der Besprechung der Blöcke 403 bis 413 wird vom Standpunkt der Basisstation 103 aus gegeben, die in diesem Beispiel die Weiterreichung der Mobileinheit 105 empfängt. Durch Ausführung des Blocks 404 führt die Basissteuerung die notwendigen Operationen zur Synchronisierung der Funkeinheit mit der Mobileinheit 105 durch und bewirkt, daß die Funkeinheit in die Überwachungsbetriebsart eintritt. Als nächstes wird der Block 405 ausgeführt, um die Signalstärke aus der Mobileinheit genauso zu messen, wie der Block 415 diese Operation durchgeführt hat. Der Entscheidungsblock 406 bestimmt, ob ein Befehl aus der Systemsteuerung und Vermittlung 101 vorliegt; wenn kein Befehl vorliegt, wird der Block 405 erneut ausgeführt. Wenn ein Befehl empfangen wurde, bestimmt der Entscheidungsblock 407, ob ein Weiterreichungsendebefehl empfangen wurde. Wenn der Weiterreichungsendebefehl empfangen wurde, sendet die Basisstation 103 die Weiterreichungsstoppnachricht zu der Mobileinheit 105, indem sie den Block 412 ausführt, und tritt dann in den normalen Kommunikationsbetrieb mit der Mobileinheit 105 ein, indem sie den Block 413 ausführt.
Wieder mit Bezug auf den Entscheidungsblock 407 wird, wenn das Ergebnis nein ist, der Befehl geprüft, um zu bestimmen, ob es der Befehl zur Freigabe der Funkeinheit ist. Die Systemsteuerung und Vermittlung 101 sendet den Befehl zur Freigabe der Funkeinheit zu einer Basisstation, wenn diese Basisstation nicht für den Empfang der Weiterreichung der Mobileinheit ausgewählt wurde. Im vorliegenden Beispiel wird der Befehl zur Freigabe der Funkeinheit nicht durch die Basisstation 103, sondern durch die Basisstation 102 empfangen. Wenn der Befehl zur Freigabe der Funkeinheit nicht empfangen wurde, bestimmt der Entscheidungsblock 409, ob ein Befehl zum Lesen der Signalstärke empfangen wurde. Wenn die Antwort ja ist, wird der Block 410 ausgeführt, um die Signalstärke zu der Systemsteuerung und Vermittlung 101 zu senden, wobei der Befehl zum Senden der Signalstärke verwendet wird. Andernfalls wird die Steuerung von dem Entscheidungsblock 409 zum Block 405 übertragen.
Fig. 5 zeigt die Operationen der Systemsteuerung und Vermittlung 101 als Reaktion auf einen Weiterreichungsanforderungsbefehl aus einer aktiven Basisstation (Block 501). Durch Ausführung des Blocks 502 sendet die Systemsteuerung und Vermittlung 101 einen Befehl zur Einleitung der Weiterreichung zu der aktiven Basisstation (im vorliegenden Beispiel der Basisstation 104). Der Befehl enthält die Kennummer für die Mobileinheit. Als nächstes sendet die Ausführung des Blocks 503 Befehle zur Einleitung der Weiterreichung zu den inaktiven Basisstationen. Der Befehl zur Einleitung der Weiterreichung zu einer inaktiven Basisstation enthält den Keim für die Sprungfolge und die Kennummer der Mobileinheit.
Der Block 505 erhält die Handy-Signalstärke, die von jeder der Basisstationen gemessen wird, durch Übertragung von Befehlen zum Lesen der Signalstärke und Empfang von Befehlen zum Senden der Signalstärke. Der Entscheidungsblock 506 bestimmt, ob die aktive Basisstation die größte Signalstärke empfängt. Wenn dies der Fall ist, wird keine Weiterreichungsoperation durchgeführt. Wenn das Ergebnis des Entscheidungsblocks 506 ja ist, wird der Block 510 ausgeführt, was zu der Übertragung des Befehls zum Starten des normalen Betriebs zu der aktiven Basisstation führt. Als letztes wird der Block 511 ausgeführt, der dazu führt, daß Funkfreigabebefehle zu den inaktiven Basisstationen gesendet werden.
Man beziehe sich wieder auf den Entscheidungsblock 506. Wenn die aktive Basisstation nicht die größte Signalstärke empfängt, dann wird der Block 507 ausgeführt, um die inaktive Basisstation auszuwählen, die die größte Signalstärke empfängt. Durch Ausführung des Blocks 508 sendet die Systemsteuerung und Vermittlung 101 Weiterreichungsendebefehle zu der ausgewählten inaktiven Station und der aktiven Station, wobei Befehle zur Freigabe der Funkeinheit zu den nicht ausgewählten inaktiven Basisstationen gesendet werden. Die Ausführung des Blocks 508 führt dazu, daß die Mobileinheit mit der ausgewählten inaktiven Einheit kommuniziert und die Kommunikationsstrecke zwischen der Mobileinheit und der aktiven Basisstation, die nun in bezug auf diese Mobileinheit inaktiv ist, abgebrochen wird.
Fig. 6 zeigt die Operationen einer Mobileinheit als Reaktion auf eine Weiterreichungsstartnachricht. Als Reaktion auf die Weiterreichungsstartnachricht beginnt die Mobileinheit mit dem Senden des Synchronisierungsmusters im Sprungkanal 0 und codiert weiter die Sprachinformationen in den übrigen 49 Sprungkanälen. Der Entscheidungsblock 603 bestimmt, wann der Weiterreichungsstoppbefehl empfangen wurde. Wenn der Weiterreichungsstoppbefehl empfangen wurde, stoppt der Block 604 die Übertragung des Synchronisierungsmusters und versetzt die Mobileinheit in den normalen Betrieb wieder, indem alle 50 Sprungkanäle für Sprachübermittlungen verwendet werden.
Fig. 7 zeigt die jedesmal in einem Sprungkanal übertragenen Informationen. Zunächst sendet die Basisstation, und der Handapparat empfängt 2,5 Millisekunden lang, und dann sendet die Mobileinheit, und die Basisstation empfängt 2,5 Millisekunden lang. Man beachte, daß es sich bei dem elastischen Bereich 704 um Zeit handelt, die für die Übertragungsverzögerung von Funkwellen gelassen wird. Die Felder 701 und 702 definieren den Identifizierungscode der Mobileinheit. Sprache wird im Feld 705 übertragen. Die verschiedenen Betriebs nachrichten, z. B. Weiterreichungsstartnachricht, werden im Feld 703 übertragen. Die übrigen Felder gleichen den gerade beschriebenen.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Transfers einer drahtlosen Mobileinheit (105) von einer ersten einer Vielzahl drahtloser Basisstationen (108) zu einer anderen (109) der Vielzahl drahtloser Basisstationen in einem drahtlosen System (101-114), wobei das drahtlose System eine Umschaltsteuerung (101) aufweist, mit den folgenden Schritten:

Erkennen (214) der Notwendigkeit eines Transfers der drahtlosen Mobileinheit durch die erste der drahtlosen Basisstationen und Senden einer Transferanforderungsnachricht zu der Umschaltsteuerung;

Senden (502, 503) von Transfereinleitungsnachrichten zu den drahtlosen Basisstationen durch die Umschaltsteuerung als Reaktion auf die Transferanforderungsnachricht;

gekennzeichnet durch

Signalisieren (414) zu der drahtlosen Mobileinheit, Synchronisierungsinformationen mit den Sprechinformationen der ersten der drahtlosen Basisstationen zu senden, als Reaktion auf eine der Transfereinleitungsnachrichten;

Synchronisieren (404) mit der drahtlosen Mobileinheit unter Verwendung der Synchronisierungsinformationen durch die übrigen der drahtlosen Basisstationen, als Reaktion auf die Transfereinleitungsnachrichten;

Messen (405, 415) der Signalstärke der drahtlosen Mobileinheit durch jede der drahtlosen Basisstationen und Senden der Signalstärkenmeßwerte zu der Umschaltsteuerung durch jede der drahtlosen Basisstationen; und

Auswählen (507, 508) der zweiten der drahtlosen Basisstationen zur Annahme des Transfers der drahtlosen Mobileinheit von der ersten der drahtlosen Basisstationen durch die Umschaltsteuerung als Reaktion auf die aus den drahtlosen Basisstationen empfangenen Signalstärkenmeßwerte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens die Schritte Senden (508) einer Transferendenachricht zu der zweiten der drahtlosen Basisstationen; und

Signalisieren (412) zu der drahtlosen Mobileinheit, das Senden der Synchronisierungsinformationen mit Sprechinformationen zu stoppen, durch die zweite der drahtlosen Basisstationen als Reaktion auf die Transferendenachricht umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Auswählens die Schritte Senden (508) von Transferstoppnachrichten zu der ersten und den übrigen der drahtlosen Basisstationen;

Abbrechen (421) der Verbindung mit der drahtlosen Mobileinheit und Stoppen der Signalstärkenmessung durch die erste der drahtlosen Basisstationen als Reaktion auf eine der Transferstoppnachrichten; und

Stoppen (413) der Signalstärkenmessungen durch die übrigen der drahtlosen Basisstationen als Reaktion auf die Transferstoppnachrichten umfaßt.

4. Vorrichtung zur Steuerung eines Transfers einer drahtlosen Mobileinheit (105) von einer ersten einer Vielzahl drahtloser Basisstationen (102-104), die eine Verbindung mit der drahtlosen Mobileinheit in einem drahtlosen System (101-114) übermittelt, wobei das drahtlose System eine Umschaltsteuerung (101) aufweist, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:

ein Mittel (214) in der ersten der drahtlosen Basisstationen zum Erkennen der Notwendigkeit eines Transfers der drahtlosen Mobileinheit und Senden einer Transferanforderungsnachricht zu der Umschaltsteuerung;

ein Mittel in der Umschaltsteuerung zum Senden (502, 503) von Transfereinleitungsnachrichten zu den drahtlosen Basisstationen als Reaktion auf die Transferanforderungsnachricht;

gekennzeichnet durch

ein Mittel in der ersten der drahtlosen Basisstationen zum Signalisieren (414) zu der drahtlosen Mobileinheit, Synchronisierungsinformationen mit den Sprechinformationen der Verbindung zu senden, als Reaktion auf eine der Transfereinleitungsnachrichten;

ein Mittel in den übrigen der drahtlosen Basisstationen zum Synchronisieren (404) mit der drahtlosen Mobileinheit unter Verwendung der Synchronisierungsinformationen, als Reaktion auf die Transfereinleitungsnachrichten;

ein Mittel in jeder der drahtlosen Basisstationen zum Messen (404, 415) der Signalstärke der drahtlosen Mobileinheit und Senden der Signalstärkenmeßwerte zu der Umschaltsteuerung; und

ein Mittel in der Umschaltsteuerung zum Auswählen (507, 508) einer zweiten der drahtlosen Basisstationen zur Annahme des Transfers der drahtlosen Mobileinheit von der ersten der drahtlosen Basisstationen als Reaktion auf die aus den drahtlosen Basisstationen empfangenen Signalstärkenmeßwerte.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Auswahlmittel ein Mittel zum Senden (508) einer Transferendenachricht zu der zweiten der drahtlosen Basisstationen; und ein Mittel in der zweiten der drahtlosen Basisstationen zum Signalisieren (412) zu der drahtlosen Mobileinheit, das Senden der Synchronisierungsinformationen mit den Sprechinformationen zu stoppen, als Reaktion auf die Transferendenachricht umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Auswahlmittel ein Mittel zum Senden (508) von Transferstoppnachrichten zu der ersten und den übrigen der drahtlosen Basisstationen;

ein Mittel in der ersten der drahtlosen Basisstationen zum Abbrechen (421) der Verbindung mit der drahtlosen Mobileinheit und Stoppen der Signalstärkenmessung als Reaktion auf eine der Transferstoppnachrichten; und

ein Mittel in den übrigen der drahtlosen Basisstationen zum Stoppen (413) der Signalstärkenmessungen als Reaktion auf die Transferstoppnachrichten umfaßt.