DE69526208T2

DE69526208T2 - Verfahren zur kanalzuteilung in einem funksystem

Info

Publication number: DE69526208T2
Application number: DE69526208T
Authority: DE
Inventors: Mika Lehmusto; Reino Talarmo
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Airbus Defence and Space Oy
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2015-01-14
Also published as: AU1417795A; JPH09507624A; CN1138938A; WO1995019687A1; CN1086098C; FI940196A0; EP0740891A1; FI940196A; EP0740891B1; DE69526208D1; US5778318A; ATE215768T1; AU681744B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Zuteilung von Kanälen in einem Funksystem mit Basisstationen und Teilnehmerstationen, die mit den Basisstationen über Steuer- und Verkehrskanäle kommunizieren.
Ein typisches Merkmal von Bündelfunktelefonsystemen ist, dass die Anzahl von derartigen Funksystemen zugeteilten Funkkanälen sehr oft hinsichtlich des Bedarfs zu gering war. Eine Basisstation weist typischerweise lediglich ein bis vier verfügbare Funkkanäle auf. Eine von ihnen ist typischerweise für die Verwendung als Steuerkanal zugeteilt und die anderen sind Verkehrskanäle. Falls die Verkehrsdichte innerhalb des Bereiches der Basisstation hoch ist, kann leicht beobachtet werden, dass die Kapazität der Steuerkanäle der Basisstation zu Hauptverkehrsstunden zu gering ist. Dies wird dahingehend ersichtlich, dass es nicht genug Steuer- und Verkehrskanäle für Teilnehmer gibt, welche diese nachfragen, was bedeutet, dass eine Verkehrsstauung auftritt. Die Verkehrsstauung tritt insbesondere auf dem Aufwärtsstreckekanal des Steuerkanals der Basisstation auf, d. h. auf dem Kanal, über den Teilnehmerstationen den Aufbau einer Verbindung mit der Basisstation versuchen. Auf diesem Steuerkanal wählen die Funktelefone den Übertragungszeitpunkt in einer Art von Zufallszugriffsprinzip aus. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Zufallszugriffsverfahren kann aufgrund von Kollisionen zwischen Signalisierungsnachrichten lediglich ein vorbestimmtes Verhältnis der Gesamtkapazität, möglicherweise lediglich 30%, erfolgreich in der Aufwärtsrichtung verwendet werden. Dies zeigt, dass die Aufwärtsrichtung des Steuerkanals oftmals einen Flaschenhals auf dem Steuerkanal bildet.
Es ist außerdem weithin bekannt, dass in Funksystemen Störungen auftreten. Störungen treten beispielsweise auf, wenn auf derselben Frequenz oder auf zu nahe beieinander befindlichen Frequenzen arbeitende Funkübertragungseinrichtungen einander stören. In zellularen Funknetzwerken können beispielsweise mehrere Basisstationen denselben Funkkanal verwenden; üblicherweise sind derartige Basisstationen so voneinander entfernt, dass eine individuelle Funkstation in der Lage ist, lediglich mit einer Basisstation auf derselben Frequenz zu kommunizieren. Unter Ausnahmebedingungen der Funkwellenausbreitung kann jedoch ein Signal von einer individuellen Funkstation die Empfangseinrichtung der falschen Basisstation erreichen und somit den normalen Funkverkehr der Basisstation stören. Dies ist für den Steuerkanalbetrieb besonders verheerend, da der Betrieb der normalen Verkehrskanäle des Funksystems auf dem Steuerkanalbetrieb basiert. Ein individuelles Funktelefon, d. h. eine Teilnehmerstation, kann entsprechend ein Signal von einer Basisstation empfangen, die normalerweise nicht erreichbar ist. Das Stören des gewünschten Verkehrs durch ein auf der falschen Frequenz übertragenes Funksignal kann durch die Verwendung von Identitäten nicht verhindert werden" was lediglich das Reagieren auf die falschen Impulse verhindert.
Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung bezieht sich die Verwendung des Wortes "Kanal" auf eine einzelne individuelle Frequenz oder auf einen einzelnen Zeitschlitz einer einzelnen individuellen Frequenz, d. h. auf eine einzelne Übertragungsrichtung.
Weiterhin treten Fehler in Funksystemen auf, da Funkvorrichtungen entgegen dem in dem Netzwerk verwendeten Protokoll arbeiten können, beispielsweise bei einem Versagen, wenn Funk fortwährend auf einem Steuerkanal oder in einem Steuerkanalzeitschlitz mehr oder weniger kontinuierlich übertragen wird. Eine ähnliche Störungssituation kann auch aus einem Übersprechen zwischen vollständig verschiedenen Funksystemen resultieren. In einigen Situationen kann der Betrieb eines Funksystems absichtlich gestört sein, indem insbesondere auf dem Steuerkanal störende Funksignalisierungen ausgesendet werden.
Der Steuerkanalbetrieb eines mobilen oder fixierten Funksystems kann zumindest auf die nachstehend aufgeführten Arten absichtlich gestört werden:
Über ein breites Band des gesamten verfügbaren Frequenzbandes derartig, dass die Störung die Empfangseinrichtung des Steuerkanals der Basisstation beeinflusst, d. h. der Empfangsfrequenzbereich der Basisstation wird teilweise oder vollständig gestört.
Über ein breites Band des gesamten verfügbaren Frequenzbandes derartig, dass die Störung die Empfangseinrichtungen von mobilen oder fest befestigten Funkteilnehmern beeinflusst, d. h. der Übertragungsfrequenzbereich der Basisstation wird teilweise oder vollständig gestört.
Über ein schmales Band derartig, dass die Störung die Empfangseinrichtung des Steuerkanals der Basisstation beeinflusst, d. h. die Empfangsfrequenz der Basisstation wird gestört.
Über ein schmales Band derartig, dass die Störung die Empfangseinrichtungen von mobilen oder fest befestigten Funkteilnehmern beeinflusst, d. h. die Übertragungsfrequenz der Basisstation wird gestört.
Es ist bekannt, dass den Betrieb des Steuerkanals störende Signalisierungen vermieden werden können, indem lediglich die Frequenz des Steuerkanals oder in einigen Fällen der Steuerkanalzeitschlitz verändert wird. Die Betriebsfrequenz des Steuerkanals kann entweder durch die Verwendung eines allen Teilnehmerstationen bekannten Algorithmus oder durch das Anzeigen der neuen Steuerkanalfrequenz gegenüber allen zuhörenden Funkvorrichtungen im Voraus vor der Frequenzveränderung gewechselt werden. Die gleichzeitige Verwendung von mehreren Steuerfrequenzen in dem System ist ebenfalls möglich, obwohl die Verwendung von mehreren Frequenzen in einem System mit geringer Kapazität nicht immer ökonomisch wünschenswert ist.
Ein Nachteil der bekannten Steuerkanalzuteilungsabläufe ist, dass sie unflexibel sind. In dem System ist es notwendig, einen spezifischen Kanal als Steuerkanal zu verwenden, wenngleich die Kapazität dieses Kanals nicht ausreichend ist. Gleichzeitig kann einer der Verkehrskanäle eine Kapazität aufweisen, die derzeit zur Verkehrskanalverwendung nicht benötigt wird.
Ein Problem bei durch Steuerkanalstörung oder -stau verursachten Steuerkanalwechseln ist, dass, wenn ein einzelner Steuerkanal zu einem neuen einzelnen Steuerkanal gewechselt wird, der Störer des Steuerkanals diesem Steuerkanalwechsel dann folgen kann und mit der Übertragung von Störungssignalisierungen auf dem neuen Steuerkanal beginnt. Ein weiteres Problem bei den bekannten Lösungen ist, dass die Kapazitäten von Funksystemen und insbesondere Bündelfunksystemen sehr begrenzt sein können, d. h. die Systeme weisen für die Zuteilung eines leeren Kanals zur Steuerkanalverwendung keine Kapazität auf. Wenn der Steuerkanal auf einen bereits verwendeten neuen Kanal gewechselt wird, beispielsweise einen Verkehrskanal, muss demzufolge jeglicher ursprünglich über diesen Verkehrskanal übertragene Verkehr beendet werden, und ein fortdauernder Anruf auf dem Kanal wird unterbrochen, und die an dem Anruf beteiligten Teilnehmer müssen eine neue Verbindungsaufbauanfrage stellen. Dies belastet selbstverständlich unnötig das System, insbesondere seinen Steuerkanal und die Verbindungsaufbauabläufe.
Die Druckschrift WO 93/10600 offenbart ein Mobilkommunikationssystem mit einem Steuerkanal und Sprachkanälen, wobei zumindest einer der Sprachkanäle zur Steuerung befähigt ist, aber es wird nicht gezeigt, wie bei einer Störung die Systemeffizienz verbessert wird. Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Probleme aus dem Stand der Technik zu beseitigen.
Ferner soll eine Erhöhung der Signalisierungskapazität in einer Situation erlaubt werden, wo der Steuerkanal der Basisstation überlaufen ist, aber ein anderer Kanal zusätzliche Kapazität aufweist.
Ferner soll ein Betreiben des Steuerkanals ermöglicht werden, wenn eine Störung auf dem Steuerkanal auftrat oder der Steuerkanal gestört wurde und das System den Steuerkanal wechselte, wonach der Steuerkanal erneut gestört wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren zielt auf eine Verteilung des Steuerkanalbetriebes während der Störung auf eine Weise ab, dass ein oder mehr gestörte Funkkanäle nicht eine effiziente Verwendung des Systems verhindern.
Weiterhin soll der Wechsel eines gestörten Funkkanals und der Steuerkanalbetrieb derartig durchgeführt werden, dass jegliche fortdauernden Anrufe so wenig wie möglich gestört werden.
Dieses neue Verfahren für die Zuteilung von Kanälen in einem Funksystem wird mittels einem in den Ansprüchen definierten Verfahren erzielt.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Teilnehmerstation in einem Funksystem gemäß Anspruch 13.
Ferner betrifft die Erfindung eine Basisstation gemäß Anspruch 15.
Die Erfindung basiert auf der Idee, dass der Steuerkanal einer überlaufenen Basisstation oder einer durch Störung betroffenen Basisstation in einem Funksystem zeitweise auf mehrere Kanäle derartig verteilt wird, dass ein oder mehrere überlaufene, eine Störung enthaltende oder durch Störung betroffene Funkkanäle eine effiziente Verwendung des Funksystems nicht hindern.
Ein Vorteil dieser Art eines Verfahrens für die Zuteilung von Kanälen in einem Funksystem von einer Teilnehmerstation in einem Funksystem und einem Funksystem ist, dass es die mit den bekannten Systemen verbundenen Probleme löst.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine derartige Erhöhung der Signalisierungskapazität, dass ein Funktelefon mit der Übertragung einer Signalisierung auf einem vorbestimmten Verkehrskanal für eine bestimmte Zeitdauer unter der Steuerung des Funksystems beginnen kann.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Kapazität des Steuerkanals der Basisstation unter Verwendung der zeitweise nicht verwendeten Kapazität eines Verkehrskanals oder irgendeiner anderen zur Verwendung gebrachten Kapazität erhöht werden. Die Ausdehnung des Steuerkanals muss die Gesamtanzahl von Kanälen nicht erhöhen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt außerdem Teilnehmerstationen die Verwendung von Ressourcen des Funksystems während einer hohen Verkehrsdichte in einer ausgewogenen Weise, ohne irgendeinen der Steuerkanäle exzessiv zu belasten. Die Funkkapazität des Systems wird somit effizienter verwendet. Gleichzeitig gleicht das erfindungsgemäße Verfahren die Belastungsspitzen des Systems aus.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Verfahren einen Steuerkanalbetrieb in dem Funksystem in einer Situation erlaubt, wenn es eine Störung auf dem ursprünglichen Steuerkanal gab oder der Steuerkanal durch Störung betroffen war und das System den Steuerkanal gewechselt hat, wonach der Steuerkanal noch immer gestört wurde.
Außerdem weist die Erfindung den Vorteil auf, dass sie eine Verwirklichung des Steuerkanalwechsels und des Steuerkanalbetriebs in einer Weise erlaubt, dass ein fortdauernder Anruf so wenig wie möglich gestört wird.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Funksystem, das auf die Erfindung angewendet werden kann;
Fig. 2 eine Kanalzuteilung in Funksystemen;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Steuerkanalzuteilungsnachricht;
Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches eine erfindungsgemäße Basisstation darstellt;
Fig. 5 ein Blockdiagramm, welches eine erfindungsgemäße Teilnehmerstation darstellt;
die Fig. 6a und 6b Flussdiagramme, welche den Betrieb der erfindungsgemäßen Basisstation darstellen;
Fig. 7 eine erfindungsgemäße Verkehrsunterbrechungsnachricht;
Fig. 8 ein Flussdiagramm, welches den Betrieb einer erfindungsgemäßen Teilnehmerstation darstellt, wenn sie auf einem Steuerkanal arbeitet; und
Fig. 9 ein Flussdiagramm, welches den Betrieb einer erfindungsgemäßen Teilnehmerstation darstellt, wenn sie auf einem Verkehrskanal arbeitet.
Die Erfindung betrifft eine Steuerkanalsignalisierungsanordnung, welche eine zuverlässige Signalisierung bereitstellt, wenn der Steuerkanal von einer absichtlichen oder unabsichtlichen Störung betroffen ist, oder wenn der Steuerkanal überlastet ist. Die Erfindung betrifft außerdem die Eliminierung oder Reduzierung der Effekte einer Schmalbandstörung oder einer lediglich einen Abschnitt des Betriebsbereiches betreffenden Störung. Diese Art von Ablauf ist adäquat für den Schutz von modernen Funksystemen, da den gesamten Frequenzbereich störende Übertragungen sehr stark sein müssen, weswegen es technisch sehr leicht ist, eine störende Übertragungseinrichtung oder den gesamten Frequenzbereich betreffende störende Übertragungseinrichtungen rasch zu lokalisieren. Der Betrieb einer lokalisierten Störungsquelle kann selbstverständlich rasch eliminiert werden.
Erfindungsgemäß bezeichnet der Begriff Steuerkanal eine Funkfrequenz oder in TDMA-Systemen (Time Division Multiple Access) eine Funkfrequenz und einen Zeitschlitz, die zur Steuerung des Systembetriebs, für den Aufbau von Anrufen zwischen Basisstation und Teilnehmerstationen, für die Übertragung von Daten und Kurznachrichten und für durch die Teilnehmerstationen durchgeführte Basisstationswechsel ("roaming") verwendet werden.
Fig. 1 zeigt ein Funksystem, auf das die Erfindung angewendet werden kann. Ein typisches Funksystem, auf das die Erfindung angewendet werden kann, umfasst zumindest eine Basisstation 101 und eine oder mehrere mobile oder feste Funkstationen 102, 103, welche Teilnehmerstationen sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Funkstationen 102, 103 kommunizieren miteinander über die Basisstation. Da es oftmals Leitungsverbindungen von der Basisstation zu festen Teilnehmerstationen bei dem Austausch eines mobilen Funksystems oder anderer Telekommunikationsnetzwerke gibt, können die Funkstationen mit einer Telekommunikationseinrichtung kommunizieren, die innerhalb des Abdeckungsbereiches einer Basisstation angeordnet ist, welche nicht ihre zugeteilte Basisstation ist.
Fig. 2 zeigt die Datenübertragungsblockstruktur von Kanälen in dem Funksystem auf einem Verkehrskanal. Die Figur zeigt die Unterteilung einer Funkfrequenz in Zeitschlitze und somit in Funkkanäle. Jede Funkfrequenz kann gemäß Fig. 2 einen oder mehr Zeitschlitze 201 aufweisen. Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, das erfindungsgemäße Verfahren und System in dem FDMA- System zu implementieren, wo die Funkfrequenz nicht in Zeitschlitze unterteilt wurde. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 umfasst ein Datenübertragungsblock 202 fünf Zeitschlitze auf. Eine vorbestimmte Anzahl (N) von Datenübertragungsblöcken bildet einen Multidatenübertragungsblock 203 aus. Neben den normalen Datenübertragungsblöcken kann der Multidatenübertragungsblock einen speziellen Signalisierungsdatenübertragungsblock 204 aufweisen, dessen Länge dem von normalen Datenübertragungsblöcken gleich sein kann, wie es in der Figur gezeigt ist, oder sie kann kleiner oder größer in Abhängigkeit von dem angenommenen Signalisierungsbedarf sein. Der Datenübertragungsblock 204, d. h. die Datenübertragungsblockanzahl N, bildet, einen Multidatenübertragungsblock. Der Datenübertragungsblock 204 ist permanent zur Steuerkanalverwendung zugeteilt, was durch die Buchstaben C in seinen Zeitschlitzen angedeutet ist. Das Datenpaket Nummer 2 enthält den Zeitschlitz 205 in der Aufwärtsstreckerichtung, d. h. die Basisstation überträgt diesen Zeitschlitz. Der diesem Zeitschlitz entsprechende Zeitschlitz ist der Zeitschlitz 206 in der Aufwärtsstreckerichtung, d. h. die Teilnehmerstation überträgt den Zeitschlitz. Erfindungsgemäß wird dieses Zeitschlitzpaar 205, 206 zur Steuerkanalverwendung zugeteilt, gleichwohl es vormals sich in Verkehrskanalverwendung befand. Zusätzlich verwendet die Basisstation den Zeitschlitz 210 als Steuerkanal in der Abwärtsstreckerichtung. Ferner wurden die Zeitschlitze 211 und 212 durch die Basisstation den Teilnehmerstationen in der Aufwärtsstreckerichtung zufällig zur Steuerkanalverwendung zugeteilt.
Bei den bekannten Lösungen wurden die allgemeinen Steuerkanalfunktionen beispielsweise in einem Signalisierungszeitschlitz 205, 206, C zentralisiert, der den Funkstationen gemäß dem ausgewählten Verfahren für wahlfreien Zugriff (engl.: "random access") verfügbar ist. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 wurde das durch die Basisstation übertragene Datenpaket 202 und die durch die Funkstationen übertragenen Datenpakete 207 in Bezug zueinander in den Zeitbereich verschoben, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 2 zeigt ein Zeitsegment T. Wenn die Datenpaketstruktur und die Übertragungszeiten der Basisstation und der Teilnehmerstation mit dem Zeitsegment verglichen werden, ist ersichtlich, dass die Teilnehmerstation stets nach der Basisstation überträgt. Eine individuelle Funkstation ist somit in der Lage, beispielsweise das Signalisierungsdatenpaket 205 zu empfangen, und nachfolgend zu einem Zeitpunkt 206 darauf zu antworten. Dies erlaubt die Verwendung einer einfachen Funkvorrichtung, die nicht gleichzeitig zu übertragen und zu empfangen braucht. Somit kann eine Halbduplexfunkvorrichtung verwendet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Duplexfunkvorrichtung zu verwenden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet und erlaubt das System Teilnehmern die Verwendung von allen oder vorbestimmten Funkkanälen oder Zeitschlitzen zum Steuerkanalbetrieb, speziell als neuen Steuerkanal, insbesondere nachdem eine Störungssituation erfasst wurde. Während der Störungssituation kann der Steuerkanalbetrieb vollständig oder teilweise verteilt bleiben. Dasselbe trifft auf eine Situation zu, wenn der Steuerkanalbetrieb überlastet ist.
Steuerkanalbetriebsweisen können in zwei verschiedene Bedürfnisse aufgeteilt werden. Einerseits versucht das System mit einer spezifischen Funkstation beispielsweise für den Aufbau eines eingehenden Anrufs Kontakt aufzunehmen. Andererseits möchte eine individuelle Funkstation Ressourcen von dem System beispielsweise für den Aufbau eines abgehenden Anrufs anfordern. Aus dem Blickwinkel des Systems sollte bei dem ersten Fall das System wissen, auf welchem Steuerkanal die zu kontaktierende Funkstation signalisiert. Bei dem zweiten Fall ist es für das System nahezu unbedeutend, über welchen Steuerkanal eine individuelle Funkstation versucht, Systemressourcen zu erhalten.
Die Betriebsweisen von erfindungsgemäßem Verfahren, Basisstation und Teilnehmerstation können in zwei leicht unterschiedliche Betriebsarten der Betriebsweise unterteilt werden, abhängig von der Steuerkanalbetriebsweise, die durch die Störung betroffen ist. Die erfindungsgemäße Betriebsweise wird zunächst bei einer Situation beschrieben, wenn der Empfang des Steuerkanals der Basisstation durch die Störung beeinflusst wird. In dieser Situation erfasst die Basisstation üblicherweise die Störung leicht, und kann ihre eigene Übertragungsfrequenz auf normale Weise zum Angeben eines neuen Zweiwegesteuerkanals oder Steuerzeitschlitzes verwenden. Bei dem effizienteren Störungsausweichungsverfahren, d. h. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird der Steuerkanalbetrieb derartig verteilt, dass die Funkstationen zur Verwendung von zumindest der gemeinsamen Steuerkanalzeitschlitze 204 der TDMA-Systeme als zufällig ausgewählte Zeitschlitze verwendet werden können. Die Basisstation kann zudem die Steuerkanalkapazität durch Angeben von einigen oder allen nicht verwendeten Funkkanälen und deren Abschnitte als Steuerkanal erhöhen. Mit anderen Worten werden freie Verkehrskanäle zur Steuerkanalverwendung zugeteilt. Wenn Kanäle zur Steuerkanalverwendung zugeteilt werden, ist ein Abtasten der Kanäle möglich, um zu sehen, ob die zuzuteilenden neuen Kanäle störungsfrei sind. Falls dies nicht möglich ist, da alle Kanäle in Verwendung sind, oder um eine homogene Verteilung zu erhalten, kann die Basisstation einen Teil der verfügbaren Verkehrskanalkapazität zur Steuerkanalverwendung "stehlen", d. h. zeitweise umverteilen.
Erfindungsgemäß kann die Basisstation einen oder mehrere Zeitschlitze oder Zeitschlitzabschnitte unter Verkehrsverwendung zur Steuerkanalverwendung umverteilen. Bei der Übertragungsrichtung von der Basisstation zur Teilnehmerstation verändert die Basisstation den Nachrichtennamen des Zeitschlitzes in einen gewünschten Steuerkanalnachrichtennamen, beispielsweise in einen Steuerkanalzuteilungsnachrichtennamen und verwendet diesen Abschnitt des Zeitschlitzes, den es zum Weiterleiten der vorstehend angeführten Nachricht benötigt. Einen Verkehr wie etwa Sprache empfangende Teilnehmerstation auf dem betroffenen Kanal erfasst aus dem Nachrichtennamen, dass dieser Sprachzeitschlitz nicht für sie gedacht ist. Die betroffene Teilnehmerstation sowie auf Steuerkanalsignalisierung auf dem betroffenen Verkehrskanal wartende Teilnehmerstationen erfassen auf der Grundlage des Nachrichtennamens, dass sie den Inhalt der Nachricht zu interpretieren und die erforderlichen Maßnahmen durchzuführen haben.
Die Basisstation kann außerdem Zeitschlitze zur Steuerkanalverwendung in der Übertragungsrichtung von Teilnehmerstationen zu der Basisstation zuteilen. Falls eine der Teilnehmerstationen momentan Verkehr wie Etwa Sprache überträgt, befiehlt die Basisstation zunächst der betroffenen Teilnehmerstation den Verkehr durch die Übertragung einer Verkehrsunterbrechungsnachricht zu unterbrechen, und vergibt sodann das Übertragungsrecht einem oder einigen der Teilnehmerstationen gemäß dem verwendeten Steuerkanalprotokoll. Auf den Empfang der Verkehrsunterbrechungsnachricht hin beendet die Teilnehmerstation die Übertragung. Auf dem Kanal verbleibende Teilnehmerstationen können den freigegebenen Zeitschlitz oder seinen Abschnitt beispielsweise zur Übertragung einer Nachricht für wahlfreien Zugriff verwenden. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verkehrsunterbrechungsnachricht. Bei der in Fig. 7 gezeigten Nachricht wird die Verkehrsunterbrechung und die wahlfreie Zugriffssteuerung vorzugsweise kombiniert, sodass die Steuerkanalkapazität effizient verwendet wird. Selbstverständlich ist die voneinander unabhängige Implementierung von Verkehrsunterbrechungen und wahlfreier Zugriffssteuerung bei der erfindungsgemäßen Anordnung ebenfalls möglich.
Bei bestimmten Beispielen ist für den wahlfreien Zugriff der Steuerkanal in der Lage, wahlfreie Zugriffsalgorithmendaten 355 an Zugriff anfordernde Funkvorrichtungen in Steuerkanalzuteilungsnachrichten zu übertragen. Mit der wahlfreien Zugriffssteuerung verbundene Daten können selbstverständlich in von Steuerkanalzuteilungsnachrichten verschiedenen wahlfreien Zugriffssteuernachrichten übertragen werden. Die durch die Basisstation übertragene Steuerkanalzuteilungsnachricht enthält Daten über erlaubte Funkkanäle und Zeitschlitze sowie Parameter zur Steuerung der Zugriffsversuche von verschiedenen Benutzern.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden die Daten der Steuerkanalzuteilungsnachrichten oder der wahlfreien Zugriffsteuerungsnachrichten mit Daten vervollständigt, die angeben, welche Funkkanäle und Zeitschlitze für die betroffenen Funkkanäle zum wahlfreien Zugriff verfügbar sind.
In einem normalen Fall wird die Kollisionswahrscheinlichkeit für jene, die einen wahlfreien Zugriff versuchen, durch Zuteilung eines ausreichend langen wahlfreien Zugriffsdatenpakets reduziert, innerhalb dessen jede Funkstation zufällig typischerweise einen Zeitschlitz für den Zugriffsversuch auswählt. Ein erfolgloser Zugriffsversuch kann bei dem nächsten Datenpaket oder während der Gültigkeitsperiode eines nach einer vorher bestimmten Wartezeit zugeteilten neuen Steuerkanals wiederholt werden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden die Benutzer außerdem zwischen den Funkkanälen verteilt, sodass die Länge des Zugriffsdatenpakets kleiner als üblich sein kann. Die Basisstation kann die Benutzer unter den Funkkanälen auf der Grundlage von beispielsweise der Teilnehmernummer, der Gruppennummer oder der wahlfreien Zugriffsgruppennummer oder einem Abschnitt einer derartigen Nummer unterteilen, die einer Teilnehmerstation zugewiesen sind. Bei bestimmten Protokollen für den wahlfreien Zugriff werden wahlfreie Zugriffsgruppen als Kurzbeschreibungen von beispielsweise Teilnehmernummern, Priorität, usw. bei der wahlfreien Zugriffssteuerung der Teilnehmerstationen verwendet. Die Steuerkanalbetriebsweise der Basisstation kann somit auf einige Funkfrequenzen verteilt werden, und dies kann unabhängig davon geschehen, ob diese Frequenzen Verkehrskanalfrequenzen oder Steuerkanalfrequenzen sind. Die Basisstation verteilt einfach einige Kapazität zur Steuerkanalverwendung um.
Die Basisstation teilt selbstverständlich wahlfreie Zugriffszeitschlitze wie beispielsweise wahlfreie Zugriffsdatenpakete in erster Linie von momentan nicht verwendeten Kanälen zu. Insbesondere bei Systemen, wo die Basisstation die Übertragung von jeglichem Funk mit einer Genauigkeit von bis zu einem Zeitschlitz steuert, werden zusätzlich Zeitschlitze selbst von sich bereits in Verwendung befindlichen Funkkanälen umverteilt, d. h. "gestohlen".
Die tatsächliche wahlfreie Zugriffssteuerung auf dem aufgebauten Steuerkanal gemäß vorstehender Beschreibung findet mittels durch das System auf dem betroffenen ursprünglichen Steuerkanal oder auf zur Steuerkanalverwendung umverteilten Verkehrskanälen übertragenen Steuerkanalzuteilungsnachrichten statt. Bekanntermaßen kann das Protokoll für den wahlfreien Zugriff eine Funktion enthalten, die einen wahlfreien Zugriffszeitschlitz entfernt, der bereits zugeteilt wurde, nachdem die Steuerkanalzuteilungsnachricht oder die wahlfreie Zugriffssteuernachricht übertragen wurde. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann eine Erlaubnis zur Übertragung von Signalisierungen wie etwa Sprache auf einem Verkehrskanal auch durch Übertragungsverkehrsunterbrechungsnachrichten widerrufen werden, was eine Zuteilung von wahlfreien Zugriffszeitschlitzen selbst auf Verkehrskanälen ermöglicht, die während der Verkehrsübertragung in Verwendung sind. Fig. 3 zeigt einen Steuerkanalzuteilungsnachrichtenabschnitt, der zum wahlfreien Zugriff und zur Verkehrssteuerung verwendet und von der Basisstation zu den Funkstationen übertragen wird.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Betriebsweise in einer Situation beschrieben, wo die Übertragung eines Steuerkanals einer Basisstation gestört wird.
In dieser Situation erfassen die Funkvorrichtungen des Teilnehmers die Störung, beispielsweise wenn ein Steuerkanal von adäquater Qualität gefunden werden kann. Die Basisstation erfasst die Situation beispielsweise, wenn es eine große Anzahl von erfolglosen Teilnehmerkontaktierungsversuchen gibt, oder wenn keine wahlfreien Zugriffsversuche durch die Teilnehmer erfolgen oder eine wesentlich kleinere Anzahl derartiger Versuche vorliegen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung beginnt die Basisstation einige oder alle der nicht verwendeten Verkehrskanäle als Steuerkanäle zu verwenden. Zusätzlich oder insbesondere, wenn alle Kanäle verwendet werden, erlaubt die Basisstation allen Teilnehmern die Verwendung von gemeinsamen Funkkanal-spezifischen Steuerkanalzeitschlitzen. Zur Erhöhung der Kapazität oder für den Erhalt einer homogenen Verteilung kann die Basisstation einen Teil der in Verwendung befindlichen Verkehrskapazität zur Steuerkanalverwendung umverteilen.
Die Steuerkanalbetriebsweise, insbesondere die Existenz des verteilten Steuerkanals, wird den Funkvorrichtungen auf dieselbe vorstehend beschriebene Weise mittels Steuerkanalzuteilungsnachrichten angegeben, die durch das System erforderlichenfalls, vorzugsweise regelmäßig, unter Verwendung von zumindest den Funkkanälen und Zeitschlitzen übertragen werden, auf denen Steuerkanalbetriebsweisen erlaubt sind. Diese Steuerkanalzuteilungsnachricht gibt an, auf welchen Kanälen, d. h. auf welcher Frequenz oder Frequenzen und in welchen Zeitschlitzen, das System versucht, Funkstationen insbesondere zum Verkehrsaufbau zu kontaktieren. Damit das System nicht Kontaktierungsnachrichten auf allen zur Steuerkanalverwendung zugeteilten Frequenzen übertragen muss, enthält die Steuerkanalzuteilungsnachricht Informationen, auf deren Grundlage die Funkstationen mit der Verwendung einer vorbestimmten Funkfrequenz/-kanals oder vorbestimmten Funkfrequenzen/-kanälen beispielsweise gemäß der Benutzergruppenaufteilung oder der Teilnehmernummer beginnen. Eine Kombination der vorstehend beschriebenen Situationen ist ebenso möglich und wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6a und 6b näher beschrieben.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Steuerkanalzuteilungsnachricht. Das Feld 350 ist ein Identitätsfeld für die Steuerkanalzuteilungsnachricht. Das Feld 351 ist ein Kanäle definierendes Feld, d. h. Funkkanäle oder logische Kanäle oder Funkkanäle, die als neue zeitweilige Steuerkanäle verwendet werden. Das Feld 352 gibt die Zeitschlitze des neuen Steuerkanals an. Das Feld 353 gibt die Gültigkeitsperiode des neuen Steuerkanals an, d. h. die Zeitperiode, während der die Teilnehmerstationen in der Lage sind, mit der Basisstation auf diesem Kanal zu kommunizieren. Diese Zeitperiode kann sehr kurz sein, d. h. Sekundenbruchteile, oder sie kann genauso gut länger sein. Die Gültigkeitsperiode kann auch beispielsweise derartig iterativ sein, dass die verschiedenen Kanälen erteilten Zeitperioden sich nicht wesentlich überlappen, wodurch eine individuelle Teilnehmerstation außerdem in der Lage ist, die Steuerkanalbetriebsweise von einigen verschiedenen Kanälen zu verwenden. Das Feld 354 gibt eine Benutzergruppe an, d. h. es identifiziert Teilnehmer, die mit der Kommunikation auf in der Nachricht definierten Kanälen beginnen, d. h. auf bestimmten Frequenzen und/oder in bestimmten Zeitschlitzen. Das Feld 355 enthält andere mögliche Parameter.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer typischen erfindungsgemäßen Basisstation. Die Basisstation umfasst eine Anzahl von Sende-/Empfangseinrichtungen 410, 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417 mit einem Sendeabschnitt Tx und einem Empfangsabschnitt Rx. Jede der Sende- /Empfangseinrichtungen wird auf ein spezifisches Kanalpaar derartig abgestimmt, dass die Übertragungseinrichtung Tx auf eine spezifische Abwärtsstreckenfrequenz und die Empfangseinrichtung Rx auf eine spezifische Aufwärtsstreckenfrequenz entsprechend der Abwärtsstreckenfrequenz abgestimmt ist. Es kann ein regulärer Duplexabstand zwischen den Abwärtsstrecken- und den Aufwärtsstreckenfrequenzen vorliegen, oder die Abstände können auf eine andere Weise bestimmt werden, beispielsweise derartig, dass die Basisstation die Kanäle oder Funkfrequenzen und den zu verwendenden Duplexabstand definiert, indem sie gemäß den Anforderungen dynamisch zugeteilt werden. Selbstverständlich können die Funksendeeinrichtungen entweder analog oder digital betrieben werden. Die Sende- /Empfangseinrichtungen werden mit einer Basisstationsteuereinrichtung 420 mittels einer Buseinrichtung 421 oder dergleichen verbunden. Eine Störungserfassungseinrichtung 430 ist mit der Steuereinrichtung 420 verbunden. Eine Einrichtung 423 für den Aufbau und die Übertragung einer Steuerkanalzuteilungsnachricht und einer Einrichtung 425 für den Aufbau und die Übertragung einer Verkehrsunterbrechungsnachricht sind ebenfalls mit der Steuereinrichtung verbunden. Die erfindungsgemäße Basisstation arbeitet derartig, dass, wenn die Störungserfassungseinrichtung 430 eine Störung wie etwa einen Verkehrsstau beispielsweise auf einem der Steuerkanäle der Basisstation beispielsweise auf einem durch die Sende-/Empfangseinrichtung 410 unterstützten Kanal erfasst, informiert sie die Steuereinrichtung 420 über diese Störung. Die Störungserfassungseinrichtung 430 kann außerdem eine Funktion zur Messung der Last auf dem Steuerkanal und zur Erfassung einer Überlast aufweisen. In einer Störungs- oder Überlastsituation startet die Steuereinrichtung 420 in Reaktion auf die Störungserfassungseinrichtung 430 die Einreichung 423 für den Aufbau einer Steuerkanalzuteilungsnachricht gewünschter Art auf der Grundlage von durch die Steuerungseinrichtung gegebenen Anweisungen und Befehlen. Mittels der Nachricht kann die Steuerungseinrichtung versuchen, den Betrieb des vormaligen Steuerkanals derartig zu verteilen, dass beispielsweise die Sende- /Empfangseinrichtung 412 und 416 den Betrieb des neuen zeitweiligen Steuerkanals aufrechterhält. Nachdem die Steuerkanalzuteilungsnachricht aufgebaut wurde, wird sie über die Buseinrichtung 421 zu derjenigen der Sende- /Empfangseinrichtungen weitergeleitet, welche die aufgebaute Steuerkanalzuteilungsnachricht zu einem gewünschten Zeitpunkt auf gewünschten Kanälen wie etwa beispielsweise auf dem alten Steuerkanal, der durch die Sende-/Empfangseinrichtung 410 unterstützt wurde, überträgt. Falls die Basisstation keine freie Sende- /Empfangseinrichtungskapazität, d. h. Kanalkapazität, aufweist, wenn eine Störung in dem System auftritt, dann befiehlt weiterhin die Steuereinrichtung 420 der Einrichtung 425 für den Aufbau und die Übertragung einer Verkehrsunterbrechungsnachricht eine Verkehrsunterbrechungsnachricht aufzubauen und zu übertragen. Die Einrichtung 425 führt die vorstehend beschriebene Maßnahme durch und überträgt die aufgebaute Nachricht gemäß Vorstehendem an eine der Sende- /Empfangseinheiten für eine Weiterleitung der Nachricht an die Teilnehmerstationen.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Teilnehmerstation. Die Figur zeigt eine typische Teilnehmerstation, d. h. der Konfiguration eines durch den Teilnehmer verwendeten Funktelefons. Die Funktion der Sende-/Empfangseinrichtung (Tx/Rx) 501 ist eine Anpassung an den in jedem einzelnen Fall verwendeten Funkkanal. Der Funkkanal kann der Verkehrs- oder Steuerkanal in der Basisstation des Funksystems sein. Die Sende- /Empfangseinrichtung 501 umfasst eine angeschlossene Antenne.
Die Funktion der Steuereinrichtung 503 ist die Steuerung des Betriebs der Teilnehmerstation. Die Steuereinrichtung 503 ist mit der Sende-/Empfangseinrichtung (TX/RX) mittels einer Buseinrichtung 505 verbunden. Der durch die Sende-/Empfangseinrichtung verwendete Kanal wird durch die Steuereinrichtung 503 bestimmt, d. h. die Sende- /Empfangseinrichtung 501 wird auf den Kanal, d. h. auf die durch die Steuereinrichtung 503 bestimmte Funkfrequenz, abgestimmt. Die Sende-/Empfangseinrichtung 501 wird außerdem unter der Steuerung der Steuerungseinrichtung 503 angeschaltet. Die Steuerungseinrichtung 503 empfängt und sendet Signalisierungsnachrichten mittels der Sende- /Empfangseinrichtung 501.
Die Steuerungseinrichtung 503 umfasst eine angeschlossene Speichereinrichtung 504, die Permanentdaten und variable Daten enthält. Permanentdaten beinhalten beispielsweise die der Teilnehmerstation zugewiesene Teilnehmernummer, die Gruppenanzahl, denen die Teilnehmerstation angehört, und die zu dem System gehörenden Funkkanäle. Die variablen Daten beinhalten den augenblicklichen Zustand der Teilnehmerstation, wie etwa einen Ruhezustand, einen Anrufaufbauzustand, einen Sprachzustand usw., und beispielsweise Informationen, welche den Kanal angeben, auf den die Station abgestimmt wurde. Die Speichereinrichtung 504 der erfindungsgemäßen Teilnehmerstation ist zum Speichern von Daten auf Kanälen angeordnet, auf denen die Basisstation die Steuerkanalsignalisierung überträgt, wobei die Daten in den durch die Teilnehmerstation empfangenen Steuerkanalzuteilungsnachrichten enthalten sind. Die Speichereinrichtung ist außerdem zum Speichern der in der Verkehrsunterbrechungsnachricht (Fig. 7) enthaltenen Daten angeordnet, die durch die Teilnehmerstation empfangen wird.
Die in Fig. 5 gezeigte Teilnehmerstation umfasst ferner eine Einrichtung 501 zum Abstimmen der Sende- /Empfangseinrichtung 501 der Teilnehmerstation zum Austausch einer Steuerkanalsignalisierung mit der Basisstation auf in der empfangenen Steuerkanalzuteilungsnachricht angegebenen Kanälen.
Die in Fig. 5 gezeigte Teilnehmerstation umfast zudem eine Einrichtung 501, welche in Reaktion auf die durch die Teilnehmerstation empfangene Verkehrsunterbrechungsnachricht (7) zeitweilig die Signalisierung der Teilnehmerstation auf dem durch die Verkehrsunterbrechungsnachricht angegebenen Kanal unterbricht. Eine Anordnung von den beiden vorstehend angeführten Einrichtungen (509 und 510) in der Steuereinrichtung 503 der Funkeinheit ist möglich, aber sie können ebenso anderweitig in der Funkeinheit angeordnet sein.
Die in Fig. 5 gezeigte Teilnehmerstation umfasst weiterhin eine Einrichtung 520, die auf die von der Basisstation an die Teilnehmerstation übertragene Steuerkanalzuteilungsnachricht anspricht. In Reaktion auf diese Nachricht speichert die Einrichtung 520 die in der Steuerkanalzuteilungsnachricht enthaltenen Daten in der Speichereinrichtung 504 und steuert die Steuereinrichtung 503, sodass sie der Teilnehmerstation befiehlt, auf den in der Steuerkanalzuteilungsnachricht der Sende- /Empfangseinrichtung 501 angegebenen Kanal zu einem durch diese Nachricht angegebenen Zeitpunkt umzuschalten.
Die Fig. 6A und 6B zeigen Flussdiagramme bezüglich des Betriebs der erfindungsgemäßen Basisstation. Bei Fig. 6A wird angenommen, dass zu Beginn des Betriebs der Basisstation keine Störung vorliegt, und das System sich in einem "normalen Steuerkanal"-Zustand 601 befindet. Wenn das System erfasst, dass der Empfang gestört wird 610, überträgt die Basisstation Steuerkanalzuteilungsnachrichten 607, welche den Funkkanälen angeben, welche Funkkanäle und Zeitschlitze 351, 352 zum Steuerkanalbetrieb verfügbar sind.
Gleichzeitig gibt die Basisstation an, auf welchen Funkkanälen und/oder Zeitschlitzen die Funkstationen 354 auf an sie adressierte Nachrichten wie etwa eingehende Anrufe warten sollen. Als Ergebnis dieser Betriebsweise tritt das System in einen "erweiterten Steuerkanal"- Zustand 608, 620 ein. Falls sich alle oder die meisten der Kanäle der Basisstation in Verwendung befinden, reserviert die Basisstation Kapazität in einem oder einigen der Verkehrskanäle zum wahlfreien Zugriff und anderen Steuerkanalbetriebsweisen. Erforderlichenfalls 621 teilt sie Zeitschlitze oder Zeitschlitzabschnitte 622 für ihre eigene Signalisierung zu und überträgt Steuerkanalzuteilungsnachrichten 623, die den Funkstationen angeben, welche Funkkanäle und Zeitschlitze verfügbar sind. Erforderlichenfalls 631 überträgt die Basisstation wahlfreie Zugriffssteuernachrichten 632, um wahlfreie Zugriffsversuche zu ermöglichen, indem einige der vormals erteilten Übertragungsperioden durch eine Verkehrsunterbrechungsnachricht 633 entzogen werden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können die wahlfreien Zugriffssteuernachrichten 632 und die Verkehrsunterbrechungsnachrichten gemäß Fig. 7 kombinierte Nachrichten oder vollständig getrennte Nachrichten oder Nachrichtenabschnitte sein.
Wenn sich das System in dem "erweiterten Steuerkanal"- Zustand 620 befindet, implementiert es an sich gerichtete Dienstanfragen 641 durch die Zuteilung von Übertragungsperioden 642 zur eigenen Verwendung und überträgt eine den Dienst implementierende Nachricht wie etwa eine Verbindungsaufbaunachricht. Falls die Dienstanfrage 641 beispielsweise über den Funkpfad in Gestalt einer wahlfreien Zugriffsnachricht empfangen wird und die Übertragungsrichtung von der Basisstation zur Funkstation gleichzeitig durch einen anderen Anruf verwendet wird, nimmt die Basisstation einen gesamten Verkehrszeitschlitz oder einen Abschnitt des Verkehrszeitschlitzes 642 von diesem Anruf zur Signalisierungsverwendung, indem der Name der Nachricht des Zeitschlitzes in den Namen der erforderlichen Steuerkanalsignalisierungsnachricht 643 geändert wird und überträgt diese Nachricht anstelle des Verkehrszeitschlitzes oder seines Abschnitts. Der Betrieb setzt sich in dem "erweiterten Steuerkanal"-Zustand 644 fort.
Falls einige der Verkehrskanäle freigegeben werden 651, nimmt die Basisstation erforderlichenfalls Übertragungsperioden 652 in Verwendung und informiert die Funkstationen über die neuen erlaubten Kanäle und Zeitschlitze mittels der Steuerkanalzuteilungsnachricht 653. Gleichzeitig kann der sich in Steuerkanalverwendung befindliche Verkehrskanal vollständig zur Verkehrsverwendung freigegeben werden. Der Betrieb wird im "erweiterten Steuerkanal"-Zustand 654 fortgeführt.
Falls die Störung auf dem Steuerkanal verschwindet 661, nimmt die Basisstation erforderlichenfalls Übertragungsperioden 662 in Verwendung und informiert die Funkstationen über den Steuerkanal oder die Steuerkanäle mittels der Zuteilungsnachricht 663, und die normale Betriebsweise 664, 601 wird wieder aufgenommen, d. h. der allgemeine Steuerkanalbetrieb auf den Verkehrskanälen endet.
Falls die Basisstation erfasst, dass ihre Übertragung gestört wird 602, überprüft sie, ob es frei verfügbare Funkkanäle und/oder Zeitschlitze gibt. Falls ein freier Kanal oder freie Kanäle gefunden werden, beginnt die Basisstation diese als Steuerkanäle zu verwenden und gibt die neuen Steuerkanäle mittels der Steuerkanalzuteilungsnachricht 607 an, und tritt in den "erweiterten Steuerkanal"-Zustand ein. Falls keine freien Kanäle verfügbar sind 605, kann die Basisstation mit der Verwendung von Übertragungsperioden 606 auf geeigneten Verkehrskanälen gemäß vorstehender Beschreibung beginnen, und gibt die neuen Steuerkanäle mittels der Steuerkanalzuteilungsnachricht 607 an, und tritt in den "erweiterten Steuerkanal"-Zustand ein.
Falls die Basisstation mehr Steuerkanalkapazität 609 benötigt, überträgt die Basisstation die Steuerkanalzuteilungsnachricht 607 und tritt in den "erweiterten Steuerkanal"-Zustand 608 ein. Wenn die erweiterte Kapazität nicht länger benötigt wird 671, nimmt entsprechend die Basisstation erforderlichenfalls Übertragungsperioden 672 in Verwendung und überträgt die Steuerkanalzuteilungsnachricht 673 und schaltet auf den normalen Steuerkanalbetrieb 674 um.
Wie ersichtlich ist, deckt die vorstehend beschriebene Betriebsweise die normale Steuerkanalbetriebsweise lediglich teilweise ab. Diese Betriebsweise kann ebenfalls mit Leichtigkeit auf den vorstehend ausgeführten Prinzipien über möglicherweise lediglich augenblicklich zur Steuerkanalverwendung freigegebene Verkehrskanäle implementiert werden.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Verkehrsunterbrechungsnachricht. Die Basisstation verwendet diese Nachricht zur Steuerung der Sendeeinrichtungen der Teilnehmerstationen während sowohl dem Verkehrs- als auch dem Steuerkanalbetrieb. Das Feld 701 ist die Identität einer Nachricht, die angibt, dass die Nachricht eine Verkehrsunterbrechungsnachricht ist. Das Feld 702 gibt an, ob der Aufwärtsstreckekanal als Verkehrskanal zugeteilt wurde oder ob er für wahlfreie Zugriffsversuche während des (der) nachfolgenden Aufwärtsstreckezeitschlitze(s) verwendet wird. Das Feld 703 gibt die ursprünglichen Benutzer eines Verkehrskanals an, d. h. wem der Verkehrskanal für die Zeitdauer des (der) nachfolgenden Aufwärtsstreckezeitschlitze(s) zugeteilt wurde, wenn die Aufwärtsstrecke nicht als Steuerkanal und/oder für wahlfreie Zugriffsversuche verwendet wird. Der "Eigentümer" des Verkehrskanals, d. h. die Teilnehmerstation, der der Kanal zur Verkehrsverwendung zugeteilt wurde, ist zur Übertragung gemäß dem in dem System verwendeten Verkehrskanalprotokoll in der Lage, wann immer der Inhalt von Feld 703 der Identität des Eigentümers des Verkehrskanals entspricht. Das Feld 704 ist ein Unterbrechungszeitbild, das die Zeitdauer angibt, für welche der ursprüngliche Verkehr auf dem Verkehrskanal zu unterbrechen ist. Bei dieser Anordnung gibt die Basisstation die Verkehrsunterbrechung für einen spezifischen Teilnehmer durch das Einstellen des Inhalts von Feld 702 entweder so an, dass angegeben wird, dass sich der Aufwärtsstreckekanal in wahlfreier Zugriffsverwendung befindet, oder so dass der Verkehrskanal an jemand anderen als seinem momentanen Eigentümer zugewiesen wird. Erfindungsgemäß kann der Verkehr auch auf andere Weisen unterbrochen werden, wobei ein typisches Merkmal stets ist, dass die Basisstation eine Unterbrechungsangabe überträgt, welche Teilnehmerstation während ihrer eigenen Übertragung oder zwischen ihren Übertragungen beispielsweise bei kurzen Übertragungsunterbrechungen zur Identifizierung in der Lage ist. Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung werden alle Situationen, in denen das Übertragungsrecht des Besitzers eines Verkehrskanals widerrufen wird, üblicherweise für eine kurze Zeitdauer, als "Verkehrsunterbrechungsnachricht"-Übertragung bezeichnet.
Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm der Betriebsweise einer erfindungsgemäßen Teilnehmerstation auf einem Steuerkanal. Der Betrieb beginnt aus einem "normalen Steuerkanal"-Zustand 801, bei dem die Teilnehmerstation eine Steuerkanalzuteilungsnachricht 802 empfängt und die darin enthaltenen Daten (Fig. 3) speichert und möglicherweise 804 einen geeigneten Steuerkanal 806 auswählt, falls die Steuerkanalzuteilungsnachricht eine Liste von Steuerkanälen aufwies, und tritt in den "erweiterten Steuerkanal"-Zustand 810 ein.
Insbesondere bei einer Störungssituation kann die Teilnehmerstation die Verbindung mit dem Steuerkanal 841 verlieren und mit der Suche für einen neuen Steuerkanal 842 beginnen und einen potentiellen Steuerkanal finden, wobei sie in einen "potentiellen Steuerkanal"-Zustand 843 eintritt. Falls der durch die Teilnehmerstation ausgewählte Kanal ein Steuerkanal oder ein Kanal ist, auf dem Steuerkanaldaten übertragen werden, empfängt die Teilnehmerstation die Steuerkanalzuteilungsnachricht 845 in diesem Zustand und speichert die darin enthaltenen Parameter 803, wonach der Betrieb auf die vorstehend angeführte Weise fortgesetzt wird.
Wenn sich die Teilnehmerstation in dem "erweiterten Steuerkanal"-Zustand 810 befindet, kann es für die Teilnehmerstation nötig werden, einen Dienst 811 der Basisstation zu erhalten, wodurch sie eine Dienstanfrage 812 wie etwa eine Anrufaufbauanfrage an die Basisstation gemäß dem wahlfreien Zugriffsprotokoll überträgt, das das System verwendet und verbleibt noch immer in dem "erweiterten Steuerkanal"-Zustand 813. Die Teilnehmerstation empfängt eine Antwort auf diese Dienstanfrage oder eine andere Implementierung des Dienstes wie etwa eine Kurznachricht 831. Dies beeinflusst den Zustand 832 der Teilnehmerstation nicht.
Die Teilnehmerstation kann ferner eine neue Steuerkanalzuteilungsnachricht 821 empfangen, wodurch sie überprüft 822, ob die Parameter der Nachricht einen normalen Steuerkanal definieren, und falls es sich um einen normalen Steuerkanal 828 handelt, kehrt sie in den normalen Steuerkanalbetriebsmodus 829 zurück. Gemäß vorstehender Beschreibung ist es für die Teilnehmerstation ebenfalls möglich 824, einen neuen erweiterten Steuerkanal 827 auszuwählen 826.
Wie ersichtlich ist, wurde die Betriebsweise der Teilnehmerstation hauptsächlich in erfindungsgemäßen Situationen beschrieben, ohne irgendwelche anderen Steuerkanalfunktionen zu beschreiben, die bei der erfindungsgemäßen Anordnung ebenfalls möglich sind, wenn das System eine erweiterte Steuerkanalbetriebsweise verwendet.
Fig. 9 zeigt die erfindungsgemäße Betriebsweise bezüglich einer Teilnehmerstation, wenn die Teilnehmerstation auf einem Verkehrskanal ist. Erfindungsgemäß ist es unbedeutend, wie die Teilnehmerstation auf den Verkehrskanal befohlen oder geschaltet wurde. Die Beschreibung der Betriebsweise startet an einem Zeitpunkt, wenn sich die Teilnehmerstation auf dem Verkehrskanal befindet, d. h. in einem "Verkehrskanal"-Zustand 901. In diesem Zustand ist die Teilnehmerstation in der Lage, eine Verkehrsbeendigungsnachricht "Verbindung beendet" 911 zu empfangen, wodurch sie die gespeicherten Daten durchsucht 912, um herauszufinden, ob ein normaler Steuerkanalbetrieb durchgeführt wird. Falls dies der Fall ist 915, wird ein normaler Steuerkanal verwendet 916. Die Teilnehmerstation kann die Steuerkanalzuteilungsnachricht 912 auf dem Verkehrskanal empfangen und die in der Nachricht enthaltenen Daten zur späteren Verwendung speichern 922 und in dem "Verkehrskanal"-Zustand 923 verbleiben. Die Basisstation kann außerdem einen Teil der Kapazität des Verkehrskanals zur Steuerkanalverwendung beispielsweise für wahlfreie Zugriffsversuche nehmen. Die Teilnehmerstation erfasst dies von der "Verkehrsunterbrechungs"-Nachricht 931 und unterbricht ihren Verkehr 932 für eine in der Nachricht definierte Zeitdauer oder für eine andere bekannte Periode, wobei sie in dem "Verkehrskanal"-Zustand 933 verbleibt. Es ist ersichtlich, dass die Figur lediglich die prinzipiellen Merkmale der Betriebsweise für den Verkehrskanal unter Verwendung von erfindungswesentlichen Zustandsdefinitionen zeigt; bei einer näheren Verkehrskanalbeschreibung würden derartige Zustände ersichtlicherweise in mehrere Unterzustände unterteilt.
Die Zeichnung und die dazugehörige Beschreibung sind lediglich zur Illustration der Erfindungsidee gedacht. In ihren Einzelheiten können das erfindungsgemäße Verfahren für die Zuteilung von Kanälen in einem Funksystem, die erfindungsgemäße Teilnehmerstation in einem Funksystem sowie das erfindungsgemäße Funksystem innerhalb des Bereichs der Ansprüche variieren. Die Erfindung wurde vorstehend hauptsächlich unter Bezugnahme auf Bündelfunktelefonsysteme beschrieben, sie kann aber auch bei anderen Arten von Funktelefonsystemen wie etwa bei bekannten Mobiltelefonsystemen verwendet werden.

Claims

1. Verfahren für die Zuteilung von Steuerkanälen in einem Funksystem (Fig. 1) mit Basisstationen (101) und Teilnehmerstationen (102, 103), die mit einer Basisstation über Steuerkanäle (C) und Verkehrskanäle (1-5) kommunizieren, gekennzeichnet durch die Schritte

Zuteilen von Verkehrskanälen (206) zur Verwendung als Steuerkanal in Reaktion auf die Erfassung von Beeinträchtigungen (602, 610) auf den Steuerkanälen des Systems, damit der Steuerkanalbetrieb auf eine größere Anzahl von Kanälen in einer verteilten Weise so verteilt wird, dass der Steuerkanalbetrieb zeitweise zwischen den zugeteilten Kanälen verteilt wird;

Anzeigen (607, 623, 653) der zur Verwendung als Steuerkanal zugeteilten Kanäle an die Teilnehmerstationen (102, 103) durch Übertragung (607) von Steuerkanalzuteilungsnachrichten an die Teilnehmerstationen über die Basisstationen, wobei die Steuerkanalzuteilungsnachrichten Identitäten der auf verteilte Weise zugeteilten Kanäle enthalten;

Empfangen der Steuernachrichten durch die Teilnehmerstationen und Speichern (803) der Identitäten der auf verteilte Weise zugeteilten Kanäle in Speichereinrichtungen (504) der Teilnehmerstationen; und

Durchführen (608, 624, 634, 644, 654) des Steuerkanalbetriebes auf verteilte Weise auf den verteilt zugeteilten Steuerkanälen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanalzuteilungsnachrichten Informationen enthalten, die anzeigen, wann (352, 353) die auf verteilte Weise zugeteilten Steuerkanäle als Steuerkanal verwendet werden, und die Teilnehmerstationen auf die ursprünglichen oder zugeteilten Kanäle in Reaktion auf die in den Nachrichten enthaltenen Informationen umschalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zuzuteilenden Kanäle für eine Überprüfung abgetastet werden, ob sie Beeinträchtigungen enthalten, bevor die Kanäle auf verteilte Weise zugeteilt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

in Reaktion auf die Erfassung von Beeinträchtigungen (602, 610) auf den Steuerkanälen des Systems Verkehrsunterbrechungsnachrichten über die Basisstation übertragen werden, so dass gewünschten Teilnehmerstationen (102, 103) die zeitweilige Unterbrechung von Signalisierungsvorgängen auf vorbestimmten Kanälen befohlen wird;

die Teilnehmerstationen Signalisierungsvorgänge auf den Kanälen unterbrechen;

das System die Kanäle in Verwendung nimmt und sie den Teilnehmerstationen auf verteilte Weise zur Verwendung als Steuerkanal zuteilt, so dass der Steuerkanalbetrieb zwischen allen für die Verwendung als Steuerkanal freigegebenen Kanälen zeitweise verteilt wird, indem Steuerkanalzuteilungsnachrichten an die Teilnehmerstationen über die Basisstationen übertragen (607) werden, wobei die Steuerkanalzuteilungsnachrichten die Identitäten der auf verteilte Weise zugeteilten Kanäle enthalten;

die Teilnehmerstationen (102, 103) die Steuerkanalzuteilungsnachrichten empfangen (802) und die Identitäten der auf verteilte Weise zugeteilten Kanäle in ihren Speichereinrichtungen (504) speichern (803); und

die Teilnehmerstationen und die Basisstation (101) einen Steuerkanalbetrieb (608; 810) auf den in verteilter Weise zugeteilten Kanälen durchführen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanalzuteilungsnachrichten Identitäten der Kanäle enthalten, die auf verteilte Weise zugeteilt und als Kanal mit zeitweise wahlfreiem Zugriff verwendet werden, oder Identitäten (351) der Kanäle enthalten, die auf verteilte Weise zugeteilt wurden und auf denen die Teilnehmerstationen (102, 103) zeitweise der Übertragung der Basisstationen zuhören sollen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zeitweilige Steuerkanäle auf der Grundlage von sowohl der Basisstation (101) als auch der Teilnehmerstation (102, 103) bekannten Informationen in einer derartigen Weise willkürlich zugeteilt werden, dass sowohl das System als auch die Teilnehmerstation die Identität (351) eines jeder der Teilnehmerstationen zugeteilten zeitweiligen Kanals kennen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl der Basisstation (101) als auch der Teilnehmerstation bekannten Informationen die Teilnehmernummer der Teilnehmerstation oder ein Teil der Teilnehmernummer ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl der Basisstation (101) als auch der Teilnehmerstation bekannten Informationen die Identität oder ein Teil der Identität der Rufgruppe der Teilnehmerstationsgruppe ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl der Basisstation (101) als auch der Teilnehmerstation (102, 103) bekannten Informationen die Nummer oder ein Teil der Nummer der Gruppe mit wahlfreiem Zugriff der Teilnehmerstation ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zeitweilige Steuerkanäle in einer derartigen Weise willkürlich zugeteilt werden, dass eine Liste (351) von potentiellen zeitweiligen Steuerkanälen von der Basisstation (101) an die Teilnehmerstationen (102, 103) übertragen wird, und die Teilnehmerstationen einen oder mehrere zeitweilige Steuerkanäle von der Liste für ihre eigene Verwendung willkürlich auswählen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass falls mehr Kanäle in dem System freigegeben (651) werden, das System neue Steuerkanäle den Teilnehmerstationen zuteilt (652), denen Steuerkanäle durch Übertragung (653) einer die Teilnehmerstationen über die Identitäten der neuen Kanäle informierenden Steuerkanalzuteilungsnachricht vorher zugeteilt wurden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das System in den normalen Zustand (661, 671) durch Übertragung (663, 673) von Steuerkanalzuteilungsnachrichten an die Teilnehmerstationen zurückkehrt, die in Reaktion auf die Nachrichten mit der Durchführung eines Steuerkanalbetriebes (664, 674) auf den zugeteilten Kanälen beginnen.

13. Teilnehmerstation mit einer Speichereinrichtung (504);

einer Sende-/Empfangseinrichtung (501);

einer Steuereinrichtung (503) zur Steuerung des Betriebes der Teilnehmerstation;

dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (504) zur Speicherung (803) von in einer Steuerkanalzuteilungsnachricht enthaltenen Beeinträchtigungsvermeidungsinformationen angeordnet ist, die durch die Teilnehmerstation in Bezug auf Kanäle empfangen werden, auf denen die Basisstation (101, Fig. 4) einen verteilten Steuerkanalbetrieb (608, 624, 634, 644, 654) mit der Teilnehmerstation (102, 103) durchführt, womit die Teilnehmerstation auf einigen der Steuerkanäle der Basisstation (101) erfasste (430, 602, 610) Beeinträchtigungen vermeidet, und dass

die Teilnehmerstation zudem eine Einrichtung (509) umfasst, welche die Sende-/Empfangseinrichtung (501) der Teilnehmerstation zur Durchführung eines Steuerkanalbetriebes auf verteilte Weise veranlasst, so dass der Steuerkanalbetrieb zwischen den durch die Steuerkanalzuteilungsnachricht angezeigten zugeteilten Kanälen (351) zeitweise verteilt wird, womit auf einigen der Steuerkanäle der Basisstation (101) erfasste (430, 602, 610) Beeinträchtigungen vermieden werden.

14. Teilnehmerstation nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmerstation zudem eine Einrichtung (510) umfasst, welche den Signalisierungsvorgang der Teilnehmerstation in Reaktion auf die durch die Teilnehmerstation empfangene Verkehrsunterbrechungsnachricht zeitweise unterbricht.

15. Basisstation mit einer Sende-/Empfangseinheit (410-417, Tx/Rx);

einer Steuereinheit (420) zur Steuerung der Basisstation,

dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation ferner versehen ist mit:

einer Beeinträchtigungserfassungseinrichtung (430) für die Erfassung (602, 610) von Beeinträchtigungen auf Steuerkanälen der Basisstation; und

einer Zusammenstellungseinrichtung, die in Reaktion auf die Beeinträchtigungserfassungseinrichtung (430) eine den Teilnehmerstationen (102, 103) Identitäten von verteilten Steuerkanälen anzeigende Steuerkanalzuteilungsnachricht zusammenstellt, auf denen die Basisstation (101) einen verteilten Steuerkanalbetrieb (608, 624, 634, 644, 654) mit der Teilnehmerstation (102, 103) durchführt, und die diese Steuerkanalzuteilungsnachricht an die gewünschte Teilnehmerstation (102, 103) überträgt.

16. Basisstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation zudem eine Unterbrechungseinrichtung (425) umfasst, die in Reaktion auf die Beeinträchtigungserfassungseinrichtung (430) Verkehrsunterbrechungsnachrichten ausbildet, welche gewünschte Teilnehmerstationen die zeitweise Unterbrechung von Signalisierungsvorgängen auf vorbestimmten Kanälen befehlen, und die diese Verkehrsunterbrechungsnachrichten an die gewünschten Teilnehmerstationen (102, 103) überträgt.