DE69618604T2

DE69618604T2 - Mobiles telekommunikationsgerät und operationsverfahren

Info

Publication number: DE69618604T2
Application number: DE69618604T
Authority: DE
Inventors: Keith Jarett; Masud Kibria; S. Lee; Roderick Nelson; A. Raffel; E. Williams
Original assignee: Atmel Corp; AT&T Wireless Services Inc
Current assignee: Atmel Corp; AT&T Wireless Services Inc
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: JP3816525B2; WO1997009834A1; DE69618604D1; CA2231370A1; EP0848888B1; EP0848888A4; JPH11512573A; EP0848888A1; US5732360A; CA2231370C; MX9801819A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mobilkommunikationseinrichtung, die drahtlos mit einer Vielzahl von Basisstationen einer ersten Art in einem ersten Kommunikationsprotokoll kommunizieren kann, und zum drahtlosen Kommunizieren mit wenigstens einer Basisstation einer zweiten Art in einem zweiten Kommunikationsprotokoll, wobei die Mobiltelekommunikationseinrichtung automatisch von dem ersten Kommunikationsprotokoll auf das zweite Kommunikationsprotokoll umschalten kann.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Öffentliche drahtlos Kommunikationsnetze wie zellulare Netze sind in dem technischen Gebiet altbekannt. Zellulare Netze erlauben eine öffentliche Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Mobilkommunikationseinrichtungen. Analoge zellulare Kommunikationsnetze sind typischerweise in einem Frequenzbereich von 824-849 Megahertz betrieben worden. Seit kurzem hat in den Vereinigten Staaten die Bundeskommunikationskommission eine zusätzliche Bandbreite in dem 1,9 Gigahertz Frequenz zugewiesen, um eine Kommunikation über einen begrenzteren Bereich als zellulare Kommunikationsnetze zu ermöglichen. Dieses Kommunikationsprotokoll wird als Personal Communication Service (Personalkommunikationsdienst, "PCS) bezeichnet. Eine Kommunikation über das PCS-Netz findet bei einem anderen Kommunikationsprotokoll, einschließlich einer anderen Frequenz, als über eine zellulares Netz statt.
Schließlich stellt der IS-136 Standard für die nordamerikanische digitale zellulare Kommunikation (North American Digital Cellular Communication) öffentliche, private und Wohngebiet-Basisstationen bereit. Wie nachstehend diskutiert sollen die privaten und Wohngebiets-Basisstationen kollektiv einfach als "nicht-öffentliche" Basisstationen bezeichnet werden. Der Entwurfsstandard plant somit, dass eine Mobilstation, die Möglichkeit zum Kommunizieren mit einem öffentlichen Kommunikationsnetz aufweist und die gleiche Mobiltelekommunikationseinrichtung über das nicht-öffentliche Netz mit den nicht- öffentlichen Basisstationen kommunizieren kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mobiltelekommunikationseinrichtung und ein Verfahren zum Kommunizieren zwischen einem ersten drahtlosen Kommunikationsnetz, das mit einem ersten Protokoll arbeitet, und zum automatischen Umschalten, um drahtlos mit einem zweiten Kommunikationsnetz in einem zweiten Protokoll zu kommunizieren. Wie offenbart kann die Mobiltelekommunikationseinrichtung der vorliegenden Erfindung den IS-136 Standard implementieren oder sie kann auch zwischen dem herkömmlichen zellularen Netz und PCS-Netzen oder irgendeiner anderen Kombination von zwei drahtlosen netzen arbeiten.
Die Schwierigkeit mit dem Entwurf einer Mobiltelekommunikationseinrichtung, die von einem Kommunikationsnetz auf ein anderes Kommunikationsnetz umschalten kann, besteht darin, dass die Mobiltelekommunikationseinrichtung in der Lage sein muss, automatisch zu wissen, wann sie umschalten soll. Natürlich besteht eine Lösung darin, obwohl sie nicht wünschenswert ist, dass der Benutzer die Mobiltelekommunikationseinrichtung aktiviert, um von einem drahtlosen Netz auf ein anderes drahtloses Netz umzuschalten. Dieser manuelle Eingriff ist jedoch ganz klar unerwünscht. Ein anderes Verfahren besteht darin, dass die Mobiltelekommunikationseinrichtung konstant eine Kommunikation mit beiden drahtlosen Netzen initiiert. Falls und wenn die Mobiltelekommunikationseinrichtung in der Lage ist, eine Kommunikation mit einem zweiten drahtlosen Netz herzustellen, dann würde eine Umschaltung auftreten. Dies ist ganz klar unerwünscht, weil in Leistung verschwendet. Mobile Telekommunikationseinrichtungen sind als Folge ihrer mobilen Art auf ihre tragbare Leistungskapazität beschränkt.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass die nicht-öffentliche Basisstation und ihr zugehöriger Abdeckungsbereich mitten unter verschiedenen unterschiedlichen Zellen eines öffentlichen Netzes angeordnet sein können, so dass der Pfad, der zu der nicht-öffentlichen Basisstation führt, nicht immer durch die gleichen Zellen eines öffentlichen Netzes gehen.
Die WO 95/23488 beschreibt ein drahtloses Personalkommunikationssystem mit mehreren Moden, welches zusätzliche Dienste für eine gewählte Gruppe von Kunden bereitstellt, und zwar unter Verwendung von Handgeräten, die automatisch zwischen einem Standardmodus und einem verbesserten Modus, wenn sie in dem Bereich von Picozellen sind, umschalten.
Somit besteht eine Notwendigkeit für eine Lösung des voranstehend erwähnten Problems.
Die Erfindung stellt eine Mobilkommunikationseinrichtung, ein Verfahren zum Ändern einer drahtlosen Kommunikation und ein Verfahren zum Umschalten einer tragbaren Kommunikationseinrichtung bereit, wie in den beiliegenden Ansprüchen aufgeführt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer entfernten drahtlosen Kommunikationseinheit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Signalflusspfads, wenn die in Fig. 1 gezeigte drahtlose Kommunikationseinheit im analogen Modus arbeitet;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Signalflusspfads, wenn die in Fig. 1 gezeigte drahtlose Kommunikationseinheit in einem digitalen Modus arbeitet;
Fig. 4 ein ausführliches Blockschaltbild von einem der RF-Einheitsabschnitte der in Fig. 1 gezeigten Kommunikationseinheit;
Fig. 5 ein ausführliches Blockschaltbild des analogen Frontend-Abschnitts der in Fig. 1 gezeigten Kommunikationseinheit;
Fig. 6 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Software zeigt, die in dem Modem DSP/PSP Dekoder der in Fig. 1 gezeigten Kommunikationseinheit verwendet wird, wenn der Modem DSP/PSP Dekoder in dem Empfangsmodus und mit zwei Betriebsmoden: einem Synchronisations-Sammlungsmodus und einem Dauerzustandsmodus, arbeitet;
Fig. 7 ein Funktionsblockschaltbild des Modem DSP/PSP Dekoders mit seiner Software, die in dem Synchronisations-Sammlungsmodus arbeitet;
Fig. 8 ein Funktionsblockschaltbild des Modems DSP/PSP Dekoders mit seiner Software, die in dem Dauerzustandmodus arbeitet;
Fig. 9 ein ausführliches Blockschaltbild der Zeitgaben-Zurückgewinnungs-funktion während des in Fig. 8 gezeigten Dauerzustandmodus;
Fig. 10 ein ausführliches Blockschaltbild der DQPSK-Empfängerfunktion während des in Fig. 8 gezeigten Dauerzustandmodus;
Fig. 11 ein Zeitdiagramm des Protokolls der Kommunikation zwischen ähnlichen Einheiten in Fig. 1, bei einem Betrieb in einem digitalen Modus;
Fig. 12 eine Topographieansicht der entfernten drahtlosen Kommunikationseinheit der vorliegenden Erfindung, die in einem "öffentlichen" Modus kommuniziert und die dann, wenn sie sich einer "nicht-öffentlichen" PBS-Basiseinheit nähert, auf eine Kommunikation mit der PBS-Einheit umschaltet; und
Fig. 13 ein ausführliches Softwarefunktionsdiagramm des Controller-Abschnitts der drahtlosen Kommunikationseinheit der Fig. 1, wobei das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer mobilen Kommunikationseinheit der vorliegenden Erfindung gezeigt., In der bevorzugten Ausführungsform kann die Einheit 10 drahtlos mit einem "öffentlichen" Träger, einen "privaten" Träger und einem "Wohngebiets"- Träger kommunizieren, und zwar in Übereinstimmung mit dem IS 136-Standard. Für den Zweck der nachfolgenden Diskussion werden der "private" Modus und der "Wohngebiet"-Modus zusammengenommen als der "nicht-öffentliche" Modus bezeichnet. Jedoch sollte erkannt werden, dass die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht auf einfach die Implementierung des IS- 136 begrenzt ist.
Die Kommunikationseinheit 10 umfasst eine Antenne 12, die das RF-(Radiofrequenz) drahtlose Signal empfängt. Das RF-Signal wird dann entweder von einer ersten RF-Verarbeitungseinheit 14a oder einer zweiten RF-Verarbeitungseinheit 14b verarbeitet. Von entweder der ersten oder der zweiten RF- Verarbeitungseinheit 14 (a) oder (b), wird das Signal dann an einen Basisbandprozessor 20 durch einen Schalter (Vermittlungsstelle) 13 geführt. Der Schalter 13 kann ein MUX oder ein Paar von N und P-Typ MOS Transistoren oder irgendwelche anderen bekannten elektronischen Schalter sein. Der Basisbandprozessor 20 umfasst ein AFE (Analoges Front End) 22, das das RF-Signal empfängt. Das Signal von AFE-Einheit 22 wird dann von einem Modem DSP/PSP Dekoder 24 empfangen. Das Signal von dem Modem DSP/PSP Dekoder 24 wird von einem VSELP DSP 26 empfangen. Ein FPGA (Feld programmierbares Gatterfeld, Field Programmable Gate Array) 28 kommuniziert mit dem Modem DSP/PSP Dekoder 24 und dem VSELP DSP 26. Das FPGA 28 kommuniziert auch mit einem Audio- Kodierer 30. Zusätzlich ist das FPGA 28 mit einer Steuereinrichtung (Controller) 32 verbunden. Schließlich ist der Audio-Kodierer 30 mit einem herkömmlichen Lautsprecher und einem Mikrophon verbunden.
Wie voranstehend diskutiert, implementiert die Kommunikationseinheit 10 in der bevorzugten Ausführungsform den IS-136 Standard. Somit kann die Kommunikationseinheit 10 auch sowohl analoge drahtlose Signale sowie digitale durch kodierte drahtlose Signale verarbeiten. Im allgemeinen arbeiten die voranstehend identifizierten Komponenten in der folgenden Weise:
Die RF Verarbeitungseinheit 14 (a oder b) empfängt das analoge oder das digital kodierte RF- Signal und wandelt es in ein Basisbandsignal für eine weitere Verarbeitung durch den Basisbandprozessor 20 um. Beim Betrieb in dem digitalen Modus demoduliert die RF-Verarbeitungseinheit 14 auch das empfangene IF-Signal zum Erzeugen der analogen I, Q-Signale.
Die AFE-Einheit 22 implementiert analoge zu digitale und digitale zu analoge Umwandlungen mit zugehörigen Filterungsfunktionen für die I/Q Signale. Zusätzlich stellt sie einen Vierkanal-(einer wird nicht verwendet) D/A-Wandler für eine RF-Steuerung bereit. Sie weist auch einen A/D für RSSI (Empfangssignalstärkeanzeiger) Messung auf.
Der Modem DSP/PSP Dekoder 24 in der bevorzugten Ausführungsform ist ein digitaler Signalprozessor, der ROM kodiert ist (TMS 320c51) und eine Analogmodusverarbeitung, Modemfunktionen in dem digitalen Modus, sowie FACCH (schneller Zugriffssteuerkanal, Fast Access Control Channel)/SACCH (Langsamer Zugriffssteuerkanal, Slow Access Control Channel) Fehlersteuerfunktionen implementiert. FACCH/SACCH werden von dem IS-136 Standard definiert und sind in dem technischen Gebiet altbekannt. Der Modem Prozessor DSP/PSP Dekoder 24 ist mit dem FPGA I/O Dekoder 28 über dessen seriellen Port gekoppelt. Durch den FPGA 28 kommuniziert der FPGA 28 dann mit der Steuereinrichtung 32. Der Modem DSP/PSP Dekoder 24 hält auch den Zeitaufteilungs-Multiplex- (TDM) Bus für eine Kommunikation mit dem VDSELP DSP Prozessor 26 und dem Audio-Kodierer 30, wenn er in dem analogen Modus arbeitet, aufrecht. Der Modem DSP/PSP Dekoder 24 kommuniziert mit dem RF-Prozessor 14 (a oder b) oder durch den AFE 22 und den Schalter 13.
Der VSELP DSP 26 ist ebenfalls ein ROM kodierter DSP (TMS 320c51), der die VSELP Kodierer- Funktionen implementiert, die einen Sprachkompressionsalgorithmus bilden. Zusätzlich führt er Fehlersteuerfunktionen aus, die zu dem Sprachrahmen gehören und eine Echokompensation. Schließlich kommuniziert er mit dem Modem DSP/PSP Dekoder 24 über den TDM-Port und wird während dem analogen Betriebsmodus heruntergefahren.
Der Audio-Kodierer 30 implementiert eine A zu D und D zu A Umwandlung der Sprache und eine zugehörige Filterung. Er ist direkt mit dem Lautsprecher und dem Mikrophon (nicht gezeigt) gekoppelt. Die Sprachabtastwerte werden mit dem Modem DSP 24/PSP Dekoder durch den TDM-Port und durch die TDM zu Pulskode-Modulations-(PCM, Pulse Code Modulation) Umwandlungsschaltung in dem FPGA I/O Dekoder 28 während des analogen Betriebsmodus ausgetauscht. Während des digitalen Betriebsmodus ist der Audio-Kodierer 30 zusätzlich mit dem VSELP DSP 26 durch den PCM Bus gekoppelt.
Der FPGA I/O Dekoder 28 besteht aus einem ersten FPGA1 28a, einen zweiten FPGA2 28b und einem PAL (Programmierbaren Feldlogik - nicht gezeigt, Programmable Array Logic), für eine I/O Adressendekodierung. Das erste FPGA 28a umfasst eine Zeitgabenerzeugungs-Schaltungsanordnung, einen Breitbanddaten-Demodulator, eine Synchronisationssteuerungsschnittstelle und eine Basisbandtestschnittstelle. Das zweite FPGA 28b umfasst eine Schnittstelle (UPIF) zur Kopplung mit der Steuereinrichtung 32. Zusätzlich kommuniziert es mit dem Audio-Kodierer 30 und dem VSELP DSP 26 durch den PCM-Port und weist eine TDM/PCM-Umwandlungs-Schaltungsanordnung auf. Schließlich weist das zweite FPGA2 28b einen Abtasttakt (Unterbrechungssteuerung) auf.
Die Steuereinrichtung (Controller) 32 ist ein Mikroprozessor und weist einen zugehörigen Speicher 31 auf. Alternativ kann die Steuereinrichtung 32 und der Speicher 31 in einem Mikrocontroller mit einem On-Board-Speicher integriert werden. Die Steuereinrichtung 32 steuert den Schalter 13 und die Transistoren 15a und 15b, die Energie an die ersten und zweiten RF-Einheiten (14a und 14b) jeweils liefern.
Bezugnehmend auf Fig. 2 ist dort der Signalfluss für die Kommunikationseinheit 10 beim Betrieb in dem analogen Modus gezeigt. Wie ersichtlich, beim Betrieb in dem analogen Modus wird der VSELP DSP 26 vollständig "abgeschaltet". Das analoge drahtlose Signal wird von der RF-Einheit 14 empfangen und an die AFE-Einheit 22 geliefert. Von der AFE-Einheit 22 wird das Signal an den Modem DSP/PSP Dekoder 24 geführt. Der Modem DSP/PSP Dekoder 24 /PSP-Dekoder kommuniziert durch seinen TDM- Port mit dem zweiten FPGA2 28b. Von dem PCM-Port des zweiten FPGA2 28b kommuniziert das zweite FPGA2 28b mit dem Kodierer 30.
Bezugnehmend auf Fig. 3 ist dort ein Blockschaltbild des Signalflusses gezeigt, wenn die Kommunikationseinheit 10 in dem digitalen Modus arbeitet. In diesem Modus wird der VSELP DSP 26 aktiv in die Verarbeitung des empfangenen digital kodierten Signals eingebunden.
Bezugnehmend auf Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm eines digital kodierten Signals gezeigt, wenn die Kommunikationseinheit 10 und dem digitalen Modus arbeitet, der insbesondere den IS-136 Standard implementiert. Die Kommunikation zwischen einer Basiseinheit und einer Mobileinheit wird in eine Vielzahl von Rahmen aufgeteilt, die mit F1, F2 etc. bezeichnet sind, wobei jeder Rahmen 20 ms dauert. In dem digitalen Betriebsmodus wird jeder 20 ms Rahmen weiter in eine Vielzahl von Zeitschlitzen aufgeteilt, wie mit T1, T2 und T3 gezeigt. Unter Verwendung der Möglichkeit einer Sprachkompression, sowie dies von dem VSELP Prozessor 26 ausgeführt wird, bei einer vollen Rate von 8 kbits/s, für den gleichen Rahmen bei der gleichen Frequenz, in dem digitalen Modus, kann die Basiseinheit einen Dienst bereitstellen, um mit drei unterschiedlichen Mobileinheiten zu kommunizieren. Wenn der VSELP DSP 26 ferner bei einer Halbratenkompression arbeitet, d.h. 4 kbits pro Sekunde, kann eine Kommunikation zwischen der Basiseinheit und einer Vielzahl von mobilen Einheiten unter Verwendung eines 40 ms- Rahmens auftreten, wobei jeder Rahmen in sechs unterschiedliche Zeitschlitze aufgeteilt wird oder sechs Benutzer bedient werden.
Jeder Zeitschlitz Tn kann die Übertragung von 162 QPSK-Symbolen oder 324 Bits bereitstellen. Die Basiseinheit und die mobile Einheit 10 kommunizieren über getrennte Frequenzkanäle, wodurch eine Vollduplexübertragung erreicht wird. Das Protokoll einer Übertragung von der Basiseinheit zu der Mobileinheit ist dargestellt und mit f bezeichnet (für Vorwärts). Das Protokoll für die Übertragung von der Mobileinhit zu der Basiseinheit ist mit r (für Rückwärts) gezeigt und bezeichnet. In dem Vorwärtsprotokoll diktiert der IS-136 Standard, dass das digital kodierte Signal mit 14 Symbolen eines Synchronisations- Signals beginnt, gefolgt von 148 Symbolen eines Datensignals, wobei sechs Symbole eines DVCC (eines Markensignals) in der Mitte des Datenfelds zwischen den Symbolen 85-91 angeordnet sind. Somit umfasst innerhalb jedes Vorwärtszeitschlitzes eine Übertragung von 162 Symbolen eine Synchronisation und Daten.
Bezugnehmend auf Fig. 4 ist ein ausführliches Blockschaltbilddiagramm der RF- Verarbeitungseinheit 14 gezeigt. Die RF-Verarbeitungseinheit 14 empfängt das Signal von der Antenne 12 durch einen Duplexer. Das empfangene Signal wird an eine RF + IF Stufe 72 geliefert. Die RF + IF Stufe 72 weist, wie in dem technischen Gebiet altbekannt, ein RF-Filter, einen Verstärker mit niedrigem Rauschen, der zum Filtern und Verstärken des empfangenen Signals dient, und einen RF zu IF-Wandler zum Umwandeln des empfangenen RF-Signals in eine Zwischenfrequenzsignal auf. Die Umwandlung wird auf ein Differenzfrequenzsignal gestützt, das von einem RX-Frequenz-Synthesizer 74 erzeugt wird. Die Frequenz, die von dem RX-Frequenz-Synthesizer 74 gewählt wird, basiert auf einem Signal, das von einem temperaturkompensierten Kristalloszillator 70 zugeführt wird, wobei es durch einen geeigneten Multiplizierer 78 geht.
Der Ausgang der RF + IF Stufe 72 wird dann an einen amp und I/Q Demodulator 76 geführt, dessen Verstärkung von einem Automatikverstärkungssteuerungssignal AGC gewählt wird. Die Ausgänge des amp + I/Q Demodulators 76 sind das analoge I und analoge Q-Signal.
In dem Sende- bzw. Übertragungsmodus umfasst die RF-Verarbeitungseinheit 14 ähnliche Komponenten wie die obigen. Die analogen I und anlogen Q Signale werden an einen I/Q-Modulator 86 geführt, der die analogen I, Q Signale auf ein IF-Trägersignal moduliert. Der Ausgang des I/Q Modulators 86 wird dann an eine RF + IF Stufe 82 geführt. Die RF + IF Stufe 82 führt eine Aufwärtswandlung des Ausgangs des I/Q Modulators 86 in ein RF-Signal für eine Aussendung von der Antenne 12 aus. Die Frequenz zur Umwandlung aus der Zwischenfrequenz auf die RF-Frequenz wird von dem TX Frequenz Synthesizer 84 gesteuert. Der TX Frequenz-Synthesizer 84 empfängt auch den Ausgang des temperaturkompensierten Kristalloszillators 70 multipliziert durch einen geeigneten Multiplizierer 88.
Bezugnehmend auf Fig. 5 ist ein ausführliches Blockschaltbild der AFE-Einheit 22 gezeigt. Die AFE-Einheit 22 umfasst ein erstes LPF (Tiefpassfilter) 91. Das erste LPF 91 empfängt die empfangenen analogen I/Q Signale von der RF-Einheit 14. Der Ausgang der LPF 91 wird dann an einen A-zu-D-Wandler 90 geführt, von dem die digitalen RxI und die RxQ Signale erzeugt werden. Der A-zu-D-Wandler 90 empfängt auch ein Taktisgnal von einem Takt 92. Der Takt 92 wird durch ein Abtastphasen-Einstellsignal (welches nachstehend beschrieben wird) eingestellt. Die AFE-Einheit 22 umfasst auch einen D-zu-A- Wandler 118. Der D-zu-A-Wandler 118 empfängt die gesendeten digitalen I+Q (Tx I/Q) Signale und wandelt sie in analoge Tx I/Q Signale um. Der D-zu-A-Wandler 118 empfängt auch das Taktsignal von dem Takt 92. Die analogen Tx IIQ Signale werden dann an ein zweites LPF 117 geführt. Der Ausgang des zweiten LPF 117 wird dann als die Tx analogen I/Q Signale zugeführt und werden an der RF-Eiheit 14 bereitgestellt.
Die AFE-Einheit 22 umfasst auch ein WBDD (Breitbanddatendemodulator) 119. Von dem WBDD 119 werden die Signalbreitbanddaten erzeugt. Das Breitbanddatendemodulator-Signal ist ein analoges Steuersignal. Es wird hier offenbart, weil nur der IS-136-Standard erfordert, dass die Kommunikationseinheit 10 sowohl eine analoge als auch eine digitale Kommunikation behandeln können. Es wird während einer digitalen Kommunikation nicht verwendet. Die AFE-Einheit 22 umfasst auch einen D-zu-A-Wandler 93, der die Steuersignale der Tx Power, AFC und AGC empfängt. Diese digitalen Signale werden in ein analoges Signal umgewandelt und an die RF-Einheit 14 geführt, um die RF-Einheit 14 zu steuern. Schließlich empfängt die AFE-Einheit 22 das RSSI (Empfangssignalstärkeanzeiger) Signal und digitalisiert dieses durch den A-zu-D-Wandler 95.
Bezugnehmend auf Fig. 6 ist dort ein Flussdiagramm des Betriebs der Software gezeigt, die in dem Modem DSP 24 verwendet wird, wenn der Modem DSP 24 in dem Empfangsmodus arbeitet. Beim Betrieb in dem Empfangsmodus weist der Modem DSP 24 zwei Betriebsmoden auf einen Synchronisations- Sammelmodus, und einen Dauerzustandsmodus. In dem Synchronisations-Sammelmodus tritt der Betrieb bei dem Start jeder Kommunikationssession auf. Sobald eine Kommunikation hergestellt worden ist, geht die Software in den Dauerzustandsmodus. Dort tritt ein Betrieb einmal in jedem Rahmen oder einmal bei jeden zwanzig Millisekunden auf. Während des Dauerzustands führt der Modem DSP 24 ferner zu Anfang einen Zeitgaben-Rückgewinnungsbetrieb 42 aus, der in Fig. 9 gezeigt und nachstehend mit näheren Einzelheiten erläutert wird. Nach dem Zeitgaben-Rückgewinnungsbetrieb 42 arbeitet der Modem DSP/PSP Dekoder 24 mit dem Signal, welches in einer Blockschaltbilddiagrammform in Fig. 10 gezeigt und mit näheren Einzelheiten nachstehend diskutiert wird.
Bezugnehmend auf Fig. 7 ist dort eine ausführliches Funktionblockschaltbild des Synchronisations-Sammel-Betriebsmodus für den Modem DSP 24/PSP Dekoder gezeigt. Die digitalen I/Q empfangenen Signale von der AFE-Einheit 22 werden an eine Normalisierungsschaltung 96 geliefert. Die Normalisierungsschaltung 96 dient zum Normalisieren der Größe oder der Amplitude der digitalisierten L, Q-Signale von dem A-zu-D-Wandler 90.
Aus der Normalisierungsschaltung 96 wird das digital kodierte Signal dann in einer Speichereinheit 98 gespeichert, die lediglich ein Puffer ist. Wie nachstehend erläutert, speichert der Speicher 98 wenigstens 15 Symbole (oder 30 Abtastwerte), was die Länge des Synchronisationssignalabschnitts des digitalisierten Signals ist. Die gespeicherten Signale werden dann an eine erste Bank von Matched-Filtern 100 (angepassten Filtern) geliefert. Jedes der Filter in der ersten Bank 100 ist dafür ausgelegt, das digitale Signal von dem Speicher 98 zu empfangen und dieses digitale Signal durch einen Frequenzbereich, der sich voneinander unterscheidet, zu filtern. Somit ist der Ausgang der ersten Bank von Matched-Filtern 100 eine Vielzahl von gefilterten digitalen Signalen. Die Vielzahl von gefilterten digitalen Signale werden an eine Vielzahl von ersten Größenschaltungen 102 geführt. Jede der Vielzahl von ersten Größenschaltungen 102 bestimmt die Größe des gefilterten digitalen Signals von der ersten Bank von Matched-Filtern 100. Der Ausgang der ersten Größenschaltungen 102 ist noch eine andere Vielzahl von digitalen Signalen, die an einen ersten Maximum- und Schwellwert-Schaltungsdetektor 106 geführt werden.
Der Ausgang des ersten Maximum- und Schwellwert-Schaltungsdetektors 106 dient zum Erfassen des gefilterten digitalen Signals mit der maximalen Größe. Zusätzlich wählt die erste Maximum- und Schwellwert-Schaltung 106 das Matched-Filter aus der ersten Bank von Matched-Filtern 100, welches das Signal mit dem maximalen Ausgang erzeugt hat.
Der Ausgang der ersten Maximum- und Schwellwert-Schaltung 106 wird an eine zweite Bank von Matched-Filtern 108 geführt. Die Filter in der zweiten Bank von Matched-Filtern 108 weisen jeweils einen feinen Frequenzversatz zueinander und einen anderen Filterkoeffizienten voneinander auf. Der Ausgang der zweiten Bank von Matched-Filtern 108 ist eine Vielzahl von feinen gefilterten digitalen Signalen, die an eine zweite Größen-Schaltung 110 geführt werden.
Die zweite Größen-Schaltung 110, ähnlich wie die erste Größen-Schaltung 102 umfasst eine Vielzahl von Schaltungen, die jeweils ein feines gefiltertes digitales Signal empfangen und die Amplitude oder die Größe davon bestimmen. Der Ausgang der zweiten Größen-Schaltung 110 ist eine Vielzahl von Signalen, die an einen zweiten Maximum- und Schwellwert-Schaltungsdetektor 112 geführt werden. Der zweite Maximum- und Schwellwert-Detektor 112 wählt das digitale Signal mit der größten Amplitude als seinen Ausgang. Zusätzlich enthält die zweite Maximum- und Schwellwert-Schaltung 112 das Filter aus der zweiten Bank von Matched-Filtern 102, das diesen Ausgang erzeugt. Schließlich ist der Ausgang der zweiten Maximum- und Schwellwert-Schaltung 112 ein anfängliches Trägerfrequenzversatzsignal zum Korrigieren der Trägerfrequenz auf die AFC (Automatische Frequenzsteuerung) und ein Zeitschlitz- Positionssignal. Das Zeitschlitz-Positionssignal wird intern verwendet, um den Start und den Stopp jedes nachfolgenden Rahmens zu steuern.
Bezugnehmend auf Fig. 8 wird ein Blockschalt-Funktionsdiagramm des Betriebs des Modem DSP/PSP Dekoders 24 mit der Software darin gezeigt, wenn er in dem Dauerzustandsmodus arbeitet. In dem Dauerzustandmodus führt der Modem DSP 24/PSP Dekoder eine SQRC-Filterungsfunktion 42 und 50 (zum Empfangen und Senden) und ein Zeitgaben-Rückgewinnung 42 (zum Empfang), eine DQPSK- Modulation 44 und 52 (wiederum zum Empfang bzw. zum Senden) und eine Rahmenverschachtelung/Entschachtelung 46 und 54 (jeweils zum Empfang und zum Senden) und eine FACCH-Dekodierung und Kodierung 48 und 56 (zum Empfang und Senden) aus. Zusätzlich führt der VSELP DSP 26 eine Kanaldekodierung und Kodierung 62 und 66 (zum Empfangen bzw. Senden) und eine Sprachdekodierung und Kodierung 64 und 68 (zum Empfang bzw. zum Senden) aus.
Bezugnehmend auf Fig. 9 ist ein ausführliches Blockschaltbild-Funktionsdiagramm der Zeitgaben- Rückgewinnungsfunktion 42 gezeigt, die von dem Modem DSP 24/PSP Dekoder beim Betrieb in dem Dauerzustandmodus ausgeführt wird.
Die Rx I/Q-Signale von dem zweiten Maximum- und Schwellwert-Schaltungsdetektor 112 werden an einen 1 : 4 Interpolator 114 geführt. Der Ausgang des Interpolators 114 wird dann an ein drittes Matched- Filter 116 geführt. Das Matched-Filter 116 empfängt auch das gespeicherte Synchronisationssignal auf einer Speicherstelle 104. Das Matched-Filter 116 ist ein einzelnes Filter und es passt jedes Eingangsabtastsymbol an das gespeicherte Synchronisationssignal von der Speicherstelle 104 an. Nach jeder Anpassung wird das Eingangssignal um T/8 oder um einen Eingangsabtastwert verschoben und dann wieder dem Synchronisationssignal von der Speicherstelle 104 angepasst. Somit wird der Ausgang des Matched-Filters 116 ein Signal, das bei der T/8 Rate arbeitet. Die Ausgänge des Matched-Filters 116 werden dann an einen Spitzendetektor 118 geliefert. Der Spitzendetektor 118 empfängt die Vielzahl von Ausgängen von dem Matched-Filter 116, die dorthin bei der T/8 Rate geliefert werden, und bestimmt den Ausgang mit dem höchsten Spitzenwert. Der Ausgang des Spitzendetektors 118 ist der Wert imax, dessen Verwendung nachstehend noch diskutiert wird. Der Ausgang von dem Spitzendetektor 118 wird dann an eine Phasenregelschleife 152 zweiter Ordnung geliefert. Die Phasenregelschleife 152 zweiter Ordnung weist eine interne Variable AVG-POS auf, deren Verwendung nachstehend mit näheren Einzelheiten beschrieben wird. Der Ausgang der Phasenregelschleife 152 zweiter Ordnung ist das Abtastphasen- Einstellsignal, welches an den Takt 92 des AFE 22, der in Fig. 5 gezeigt ist, geliefert wird. Die empfangenen digitalen Rx I/Q-Signlae bei der T/2 Rate werden an eine Bank von SQRC-Filtern 150 geführt. Der Ausgang der PLL 152 zweiter Ordnung wird verwendet, um das geeignete SQRC-Filter aus der Bank von SQRC-Filtern 150 zu wählen. Der Ausgang der Bank von SQRC-Filtern 150 wird dann an den DQPSK-Empfänger 44 geführt.
Der Ausgang der PLL 152 zweiter Ordnung ist das Signal Avg-pos(n + 1). Er wird an die AFE- Einheit 22 geführt und einmal in jedem Rahmen während der Ruheperiode eingestellt. Das Koeffizientenfilter von jedem der Bank von SQRC-Filtern 150 wird auf eine andere Abtastphaseneinstellung abgestimmt. Somit wählt der Ausgang der PLL 152 zweiter Ordnung eines der Koeffizientenfilter aus der Bank von SQRC-Filtern 150.
Bezugnehmend auf Fig. 10 ist ein ausführliches Blockschaltbild eines Abschnitts des DQPSK- Empfängers 44 gezeigt. Der DQPSK-Empfänger 44 empfängt jedes Symbol aus dem Ausgang der Zeitgaben-Rückgewinnungsfunktion 42. Die digitalen Rx I/Q-Symbole werden an eine Vorverarbeitungseinheit 121 geliefert, die Steuersignale: Geschwindigkeitsabschätzung, Energieberechnung und CTRL erzeugt. Das CTRL-Signal steuert den DQPSK-Empfänger 44 in seine zwei Betriebsmoden. In einem Modus wird jedes Symbol von dem Ausgang der Zeitgabe-Rückgewinnung 42 an ein feines Allpassfilter 120 geführt. Aus dem feinen Allpassfilter 120 wird jedes Symbolsignal an einen differentiellen Detektor 122 geliefert. Von dem differentiellen Detektor 122 wird das Symbolsignal dann an einen Phasenabschneider 126 und an einen Arcus-Tangenz-Prozessor 128 geführt.
In einem anderen Betriebsmodus wird jedes Symbol von der Zeitgaben-Rückgewinnungsfunktion 42 an einen Equalizer (Ausgleicher) 124 geführt. Der Equalizer 124 arbeitet für sämtliche Symbole, die während des zugewiesenen Zeitschlitzes empfangen werden. Nachdem der Equalizer 124 seinen Betrieb, der nachstehend noch diskutiert wird) ausgeführt hat, wird jedes Symbol von dem Equalizer 124 jeweils einzeln, ausgegeben. Jedes Symbolsignal von dem Equalizer 124 wird auch dem Phasenabschneider 126 und gleichzeitig dem Arcus-Tangenz-Prozessor 128 eingegeben.
Jedes Symbolsignal von dem Equalizer 124 oder dem differentiellen Detektor 122 wird gleichzeitig von dem Phasenabschneider 126 und dem Arcus-Tangenz-Prozessor 128 empfangen. Der Phasen-Abschneider 126 arbeitet auf das Symbolsignal hin durch Quantisieren der Eingangsphase in eine Vielzahl von vorbestimmten Konstellationspunkten (d.h. 45º, 135º, 225º, 315º) und erzeugt das Phasensignal . Der Arcus-Tangenz-Prozessor 128 empfängt das gleiche Symbolsignal und dient dazu, mit dem empfangenen Symbolsignal zu arbeiten, um den Arcus-Tangenz von dessen Phase zu bestimmen. Der Ausgang des Arcus-Tangenz-Prozessors 128 ist das Phasensignal θ. Das Phasensignal und das Phasensignal θ werden an einen ersten Subtrahierer (oder Addierer mit einem negativen Eingang) 130 geführt, der das Phasenfehlersignal (θ - ) erzeugt. Das Phasenfehlersignal θ - wird an einen ersten Multiplizierer 132 geführt, bei dem mit einer Konstanten g1 multipliziert wird. Danach wird der Ausgang des ersten Multiplizierers 132 an einen zweiten Addierer 134 geführt, an den der Frequenzsignalausgang von einem vorherigen Betrieb für ein vorheriges Symbol in dem Speicher 136 gespeichert wurde. Von dem zweiten Addierer 134 wird dann die Einstellung auf die Frequenz auf das nächste Symbol oder das Frequenzfehlersignal erzeugt. Somit ist das Frequenzfehlersignal, welches erzeugt wird, in Übereinstimmung mit:
Δf(n + 1) = Δf(n) + g1 θ(n) - (n))
Der Ausgang des ersten Addierers 130 wird ebenfalls an einen zweiten Multiplizierer 138 geliefert, an den die Konstante g&sub2; geführt wird. Der Ausgang des zweiten Multiplizierers 138 wird an einen dritten Addierer 140 geführt, an den auch das Frequenzfehlersignal Δf(n) von einem früheren Symbol geführt wird.
Der Ausgang des dritten Addierers 140 wird an einen vierten Addierer 142 geführt, an den das Signal der Trägerphase von einem früheren Bit geführt und in dem Speicher 144 gespeichert worden ist. Der Ausgang des vierten Addierers 142 ist ein Trägerphasenfehlersignal und wird folgendermaßen berechnet
(n + 1) = (n) + g&sub2;(θ(n) - (n)) + Δf(n)
Bezugnehmend auf Fig. 12 ist eine topographische Ansicht eines Bereichs gezeigt, durch den sich die mobile Einheit 10 der vorliegenden Erfindung bewegen und drahtlos kommunizieren kann. Wie voranstehend angegeben, kommuniziert in der bevorzugten Ausführungsform die drahtlose entfernte Einheit 10 mit einem öffentlichen Netz., welches eine Vielzahl von Zellen umfasst, in Übereinstimmung mit dem IS-136-Standard. In dem öffentlichen Netz kommuniziert die entfernte Kommunikationseinheit 10, sowie dies in der Zellulartechnologie altbekannt ist, mit einer Vielzahl von Zellen, wenn sie sich von einer Zelle an eine andere bewegt. Wie in Fig. 12 gezeigt, weist jede Zelle, z. B. 160, 162, 164 und 166 eine zugehörige öffentliche Basisstation (Public Base Station, PBS) auf, die RF-Signale von ihrem jeweiligen Betriebsbereich sendet und empfängt. Wenn eine entfernte Einheit 10 in diesem Bereich angeordnet ist, kann die entfernte Einheit 10 mit dem öffentlichen Netz kommunizieren. Die Zellen 160, 162, 164 und 166 überlappen einander zu einem gewissen Ausmaß, weil dann, wenn sich eine entfernte Einheit 10 von einem Zellenbereich in einen anderen bewegt, eine Stelle vorhanden sein muss, an der die "Übergabe" ("Handoff') in der Kommunikation von einer Zelle zu einer anderen auftritt. Zusätzlich, wie in Fig. 12 gezeigt, ist in Übereinstimmung mit dem IS-136-Standard eine nicht-öffentliche Basisstation (NPBS) 170 an einer Stelle angeordnet, die auch innerhalb von einer oder mehreren der Zellen (160, 162, 164 oder 166) ist. Die NPBS 170 weist ebenfalls einen Bereich 168 auf, in dem sie mit irgendeiner drahtlosen entfernten Einheit 10 kommunizieren kann, die sich in diesem Bereich 168 befindet.
Der Bereich 168, der von der NPBS 170 abgedeckt wird, überlappt mit einer oder mehreren der Zellen 160, 162, 164 und 166 des öffentlichen Netzes. Typischerweise ist die NPBS 170 in einem Gebäude oder einem Haus angeordnet, wo eine Anzahl von Zellen des öffentlichen Netzes abgedeckt werden können und wo ferner die Stärke der drahtlosen Signale von dem öffentlichen Netz auf einer Seite einer Wand des Aufbaus sich von der Stärke des Funksignals auf der anderen Seite der Wand unterscheiden kann.
Wie voranstehend diskutiert, weist die entfernte Einheit 10 die Fähigkeit einer automatischen Umschaltung von dem öffentlichen Netz auf das nicht-öffentliche Netz auf, wenn sie sich von Zellen, die von dem öffentlichen Netz abgedeckt werden, in einen Bereich bewegt, der von dem nicht-öffentlichen Netz abgedeckt wird. Ein Problem lässt sich durch Bezugnahme auf Fig. 12 jedoch dahingehend erkennen, dass der Pfad, über den sich die entfernte Einheit 10 über die öffentlichen Zellen zum Erreichen der nicht- öffentlichen Basisstation 170 bewegt, sich je nach Fall unterscheiden kann. Wenn, wie in Fig. 12 gezeigt, sich die entfernte Einheit 10 entlang des mit "A" gezeigten Pfads bewegt, würde sie die Zelle 164 und 160 des öffentlichen Netzes passieren, bevor sie in den Bereich 168 eintritt, der von der NPBS 170 abgedeckt wird. Wenn sich die entfernte Einheit 10 entlang des mit "B" bezeichneten Pfads bewegt hätte, würde sie durch die Zelle 162 des öffentlichen Netzes gehen, bevor sie den Bereich 168 erreicht, der von der NPBS 170 abgedeckt wird. Schließlich würde die entfernte Einheit 10 bezüglich des Pfads "C" durch die Zelle 166 und die Zelle 162 des öffentlichen Netzes gehen, bevor sie den Bereich 168 der nicht-öffentlichen Basisstation 170 erreicht. Die entfernte Einheit 10 muss deshalb die möglichen verschiedenen unterschiedlichen Pfade bei der Bewegung von einer Zelle des öffentlichen Netzes in den Bereich der nicht- öffentlichen Basisstation berücksichtigen.
In Übereinstimmung mit dem IS-136-Standard ist jede der Zellen des öffentlichen Netzes durch ein Identifikationssignal des öffentlichen Dienstprofils (Public Service Profile, "PSP") charakterisiert. Für ein analoges zellulares Netz besteht das PSP potentiell aus der analogen Steuerkanalnummer und der digitalen Farbcodenummer. Für ein digitales zellulares Netz besteht das PSP vorzugsweise aus der digitalen Steuerkanal- und der digitalen Überprüfungspfadcodenummer. Um die Möglichkeit weiter zu verringern, dass das PSP des öffentlichen Netzes mit einem Identifikationssignal von der NPBS 170 verwechselt wird, kann das PSP aus dem vorangehenden plus einer System-ID-Nummer bestehen, die ein charakteristisches Signal eines zellularen Netzes ist und in dem technischen Gebiet altbekannt ist. Somit kann die entfernte Einheit 10 die bestimmte Zelle des öffentlichen Netzes, in dem sie sich bewegt, mit dem PSP-Signal von anderen öffentlichen Zellen identifizieren und eine öffentliche Zelle von einem Bereich einer nicht- öffentlichen Basisstation unterscheiden.
In dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dient der Modem DSP 24 auch als ein PSP-Dekoder. Somit erkennt der Modem DSP/PSP Dekoder 24 das Signal von z. B. der Zelle 160 und dekodiert dieses so, dass es eine PSP = "1" aufweist, wenn die entfernte Einheit 10 zuerst den zellularen Bereich 160 betritt und in dem Bereich 160 bleibt. Das PSP-Identifikationssignal wird dann an den FPGA I/O-Dekoder 28 geführt, der dann an die Steuereinrichtung 32 geführt wird. Die Steuereinrichtung 32 speichert die verschiedenen PSP-Signale, die von dem Modem DSP/PSP-Dekoder 24 dekodiert werden, in ihrem zugehörigen Speicher 31.
Der spezifische Mechanismus der Software, der in dem Modem DSP/PSP Dekoder 24 enthalten ist, der verwendet wird, um automatisch die Steuerkommunikation von einem öffentlichen Netz auf ein nicht-öffentliches Netz umzuschalten, lässt sich der Fig. 13 entnehmen. Wenn z. B. am Anfang der Benutzer sich entlag des Pfads "A" bewegt und da der entfernten Einheit 10 niemals "beigebracht" wurde, die nicht- öffentliche Basisstation 170 zu erkennen, muss beim ersten Mal, dass die Umschaltung von dem öffentlichen Netz auf das nicht-öffentliche Netz auftritt, diese Umschaltung vom Benutzer initiiert sein. Unter der Annahme, dass sich der Benutzer entlang des mit "A" identifizierten Pfads bewegt, tritt die Umschaltung auf, wenn der Benutzer die Zelle 160 mit PSP = "1" betritt und den Bereich 168, der von der MPBS 170 abgedeckt wird, betritt. Wenn die Umschaltung erfolgreich ist, speichert die Speichereinrichtung 32 in dem Speicher 31 PSP = "1" als das Identifikationssignal der Zelle, von der die erfolgreiche Umschaltung aufgetreten ist.
Zusätzlich misst die Steuereinrichtung 32 die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem eine Umschaltung aufgetreten ist, und dem Zeitpunkt, zu dem die entfernte Einheit 10 zuerst in die Zelle 160 eingetreten ist. Die Taktsignale von dem Takt 92 werden von der Steuereinrichtung 32 gemessen. Wenn in der bevorzugten Ausführungsform die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die entfernte Einheit 10 zuerst die erste Zelle 160 betreten hat und dem Zeitpunkt, zu dem die Umschaltung aufgetreten ist, weniger als zwei (2) Minuten ist, dann wird das PSP der vorangehenden Zelle, d.h. PSP = 3 der Zelle 164, ebenfalls in dem Speicher 31 gespeichert. Unter der Annahme, dass weniger als zwei (2) Minuten für die entfernte Einheit 10 zum ersten Betreten der Zelle 160 bis zum Auftreten einer Umschaltung entlang des Pfads "A" benötigt werden, würde dann somit der Speicher 31 PSP = "1" und PSP = "3" speichern.
Wenn bei einem nachfolgenden Auftreten sich die entfernte Einheit 10 entlang eines Pfads "B" bewegt, würde die entfernte Einheit 10 die Zelle 162 mit PSP = "2" zuerst betreten. Obwohl ein Abschnitt der Zelle 162 von dem Sende-/Empfangsbereich der NPBS 170 abgedeckt wird, da PSP = "2" nicht ein erkanntes PSP für eine Umschaltung wie in dem Speicher 31 gespeichert ist, tritt keine Umschaltung auf. Auf das Eintreten in die Zelle 160 mit PSP = "1" hin erkennt die Steuereinrichtung 32 jedoch, dass eine Übereinstimmung mit PSP = "1", was in dem Speicher 31 gespeichert ist, besteht. Die entfernte Einheit 10 versucht eine Umschaltung zu initiieren. Da die entfernte Einheit 10 bereits in einem Bereich 168 sein würde, der von der NPBS 170 abgedeckt wird, würde eine Umschaltung fast sofort auftreten. Da die entfernte Einheit 10 zum Durchqueren des Pfads "B" weniger als zwei (2) Minuten von dem Zeitpunkt des ersten Eintretens in die Zelle 160 bis zum Auftreten der Umschaltung benötigte, würde dann PSP = "2" (das PSP der vorangehenden Zelle 162) ebenfalls in dem Speicher 31 gespeichert werden.
Wenn schließlich in dem dritten Beispiel die entfernte Einheit sich entlang des Pfads "C" bewegt hätte, würde sie zunächst in die Zelle 166 mit einem PSP = "4" eintreten. Da PSP = "4" mit keiner der PSP übereinstimmt, die in dem Speicher 31 gespeichert sind, würde die Steuereinrichtung 32 ein Initiierung einer Umschaltung nicht versuchen. Sobald die entfernte Einheit 10 in die Zelle 162 mit PSP = "2" eintritt, wird die Steuereinrichtung 32 eine Übereinstimmung mit einer der PSPs, die in dem Speicher 31 gespeichert sind, finden. Sie würde dann einen Versuch zum Umschalten initiieren. Weil jedoch die Stelle, an der die entfernte Einheit die Zelle 162 betritt, nicht von dem Bereich 168 der NPBS 170 abgedeckt wird, würde eine Umschaltung nicht sofort auftreten. Anstelle davon würde die Einheit 10 den Versuch zum Initiieren einer Umschaltung fortsetzen, bis die entfernte Einheit 10 in einem Bereich 168 eintritt, der mit der Zelle 162 überlappt. Zu diesem Zeitpunkt und an dieser Stelle würde eine Umschaltung erfolgreich auftreten. Unter der Annahme, dass weniger als zwei Minuten von dem Zeitpunkt, zu dem die entfernte Einheit 10 zuerst in die Zelle 162 eingetreten ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Umschaltung aufgetreten ist, vergangen sind, würde das PSP ( = 4) der vorangehenden Zelle 166 ebenfalls in dem Speicher 31 gespeichert werden.
Aus der vorangehenden Erläuterung lässt sich ersehen, dass mit der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die entfernte Einheit 10 die Möglichkeit aufweist, die Identität von öffentlichen Zellen an oder in der Nähe eines NPBS Bereichs zu "lernen".
Beim Initiieren einer Umschaltung sendet die Steuereinrichtung 32 ein Umschaltsignal an den Schalter 13, wodurch die Verbindung von Signalen z. B. von einer RF 14a zu der Basiseinheit 20 zu einer RF 14b zu einem Basisband-Prozessor 20 geschaltet wird. Zusätzlich wird das Umschaltsignal an die zwei Transistoren 15a und 15b gesendet, wobei eine Energie an der RF 14a abgeschaltet wird und Energie an die RF 14b geführt. Jede der RF-Einheiten 14a und 14b könnte Funkwellensignale bei unterschiedlichen Frequenzen oder einem unterschiedlichen Protokoll senden und empfangen. Wenn die RF-Einheit 14b RF- Signale aus dem NPBS 170 nicht empfängt, dann würde die Steuereinrichtung 32 ein Umschaltsignal zum Zurückführen der Kommunikation an das öffentliche Netz senden. Danach würden die Steuereinrichtung 32 periodisch, in der Größenordnung von einmal pro mehreren Sekunden, einer Versuch zu erneutem Umschalten durch erneutes Erzeugen des Umschaltsignals initiieren. Wenn nach wenigstens zwei (2) Minuten einer versuchten Umschaltung diese nicht auftritt, dann wird das vorangehende PSP aus dem Speicher 31 gelöscht.
Wenn somit zum Beispiel PSP = 1 in dem Speicher 31 gespeichert ist und sich die entfernte Einheit 10 entlang des Pfads "D" bewegt hat, wobei die Zeitspanne, über die die Einheit 10 in der Zelle 166 ist, größer als zwei Minuten ist, ohne dass eine Umschaltung auftritt, würde dann PSP = 1 aus dem Speicher 31 gelöscht werden.
Um die Überprüfung eines PSP einer gegenwärtigen Zelle zu beschleunigen, wobei die PSPs in dem Speicher 31 gespeichert sind, können die PSPs, die in dem Speicher 31 gespeichert sind, durch die Reihenfolge einer Auftrittsfrequenz in eine Rangordnung eingereiht werden. Wenn somit PSP = "1" am häufigsten auftritt, dann wird es als erstes in die Rangordnung eingereiht. Auf den Empfang eines PSP von einer Zelle hin würde die Steuereinrichtung 32 mit dem Speicher 31 prüfen, um zu bestimmen, ob eine Übereinstimmung mit dem PSP des ersten Rangs vorhanden ist. Die Reihenfolge der Frequenz stellt sicher, dass die am häufigsten aufgetretene Zelle, von der eine Umschaltung in der Vergangenheit aufgetreten ist, zuerst getestet werden würde. Natürlich zusätzlich können die PSPs auch in dem Speicher 31 auf Grundlage der Rangfolge des häufigsten oder jüngsten Auftretens der Umschaltung gespeichert werden.
Obwohl die in Fig. 1 gezeigten Ausführungsformen zwei getrennte RF-Einheiten (14a und 14b) beschreiben, wobei jede der RF-Einheiten mit näheren Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt ist, sollten Durchschnittsfachleute erkennen, dass zahlreiche Komponenten der RF-Einheit 14a und 14b gemeinsam sind und, dass diese gemeinsamen Komponenten in der RF-Einheit 14a und der RF-Einheit 14b nicht dupliziert werden müssen. Schließlich ist natürlich die Zeitperiode von zwei (2) Minuten, wie hier diskutiert, beliebig gewählt und die Erfindung ist nicht auf eine derartige Zeitperiode beschränkt.

Claims

1. Mobilkommunikationseinrichtung zum drahtlosen Kommunizieren mit einer Vielzahl von Basisstationen einer ersten Art und einer Basisstation einer zweiten Art, wobei eine Basisstation der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art und die Basisstation der zweiten Art drahtlose Signale innerhalb eines überlappenden Bereichs sendet und empfangen, und wobei jede der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art ein bestimmtes Identifikationssignal sendet, wobei die Mobilkommunikationseinrichtung jedes der bestimmten Identifikationssignale empfängt, wenn sich die Mobilkommunikationseinrichtung durch Bereiche bewegt, die von der Vielzahl von Basisstationen abgedeckt werden, wobei die Mobilkommunikationseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst:

eine Einrichtung zum Speichern eines ersten bestimmten Identifikationssignals, das von einer ersten Basisstation der ersten Art gesendet wird, und zum Speichern eines vorangehenden bestimmten Identifikationssignals, das von der Mobilkommunikationseinrichtung innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode vor einem gegenwärtig empfangenen bestimmten Identifikationssignal empfangen wird, wenn eine Umschaltung in einer Kommunikation von einer Basisstation der ersten Art auf die Basisstation der zweiten Art auftritt; und

einer Einrichtung zum Vergleichen eines gegenwärtig empfangenen bestimmten Identifikationssignals mit dem ersten und vorangehenden bestimmten Identifikationssignalen, die gespeichert sind, und um zu versuchen, eine Kommunikation mit der Basisstation der zweiten Art für den Fall einer Übereinstimmung zu initiieren.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:

eine Zeitbestimmungseinrichtung zum Messen der vorgegebenen Zeitperiode; und

wobei die Speichereinrichtung das vorangehende bestimmte Identifikationssignal für den Fall löscht, bei dem die Einrichtung das gegenwärtige bestimmte Identifikationssignal innerhalb einer Zeitperiode, die wenigstens gleich zu der vorgegebenen Zeitperiode ist, nicht empfängt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Speichereinrichtung ferner ein zweites bestimmtes Identifikationssignal speichert, wobei das zweite bestimmte Identifikationssignal, das von einer anderen Basisstation der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art gesendet wird, einen zugehörigen Bereich aufweist, der mit einem Bereich der einen Basisstation der ersten Art überlappt, wobei die Vergleichseinrichtung ferner umfasst:

eine Einrichtung zum Vergleichen des vorangehenden bestimmten Identifikationssignals mit dem zweiten bestimmten Identifikationssignal und für den Fall einer Übereinstimmung, zum Versuchen, eine Kommunikation mit der Basisstation der zweiten Art zu initiieren.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Basisstationen der ersten Art in einem ersten Kommunikationsprotokoll in einem ersten Frequenzbereich kommunizieren.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Basisstation der zweiten Art in einem zweiten Kommunikationsprotokoll in einem zweiten Frequenzbereich, der sich von dem ersten Frequenzbereich unterscheidet, kommuniziert.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Basisstationen der ersten Art ein öffentliches Träger-Kommunikationsnetz umfassen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei die Basisstation der zweiten Art ein nicht-öffentliches Kommunikationsnetz umfasst.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bereich der Basisstation der zweiten Art mit einer Vielzahl von Bereichen von Basisstationen der ersten Art überlappt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, wobei die Speichereinrichtung ferner ein zweites bestimmtes Identifikationssignal speichert, wobei das zweite bestimmte Identifikationssignal von einer anderen Basisstation der ersten Art gesendet wird, deren zugehöriger Bereich mit dem Bereich der Basisstation der zweiten Art überlappt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vergleichseinrichtung ferner eine Einrichtung zum Vergleichen des bestimmten Identifikationssignals, das von der Einrichtung empfangen wird, mit dem zweiten bestimmten Identifikationssignal, das gespeichert ist, und zum Versuchen eine Kommunikation mit der Basisstation der zweiten Art für den Fall einer Übereinstimmung zu initiieren.

11. Verfahren zum Ändern einer drahtlosen Kommunikation von einer Mobileinheit, die mit einer ersten Basisstation einer Vielzahl von Basisstationen einer ersten Art kommuniziert, auf die Mobileinheit, die mit einer zweiten Basisstation einer zweiten Art kommuniziert, wobei jede der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art und die zweite Basisstation der zweiten Art drahtlose Signale an einen und von einem jeweiligen Bereich senden und empfangen, wobei der Bereich der ersten Basisstation der ersten Art mit einem Bereich der zweiten Basisstation der zweiten Art überlappt, und wobei jede der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art ein bestimmtes Identifikationssignal sendet, das von der Mobileinheit empfangen wird, wenn sich die Mobileinheit durch die jeweiligen Bereiche der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art bewegt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst:

Speichern, durch eine Benutzeraktivierung einer Umschaltung einer Kommunikation einer ersten Basisstation auf die zweite Basisstation, eines ersten bestimmten Identifikationssignals, das von der ersten Basisstation der ersten Art gesendet wird, in der Mobileinheit;

Speichern eines vorangehenden bestimmten Identifikationssignals in der Mobileinheit, wobei das vorangehende bestimmte Identifikationssignal von der Mobileinheit innerhalb einer vorgegebenen Zeit vor einer Umschaltung einer Kommunikation von einer Basisstation der Vielzahl von Basisstationen der ersten Art auf die zweite Basisstation der zweiten Art empfangen wird; und

Vergleichen der bestimmten Identifikationssignale, die von der Mobileinheit empfangen werden, mit dem ersten und den vorangehenden bestimmten Identifikationssignalen, die gespeichert sind, und um zu versuchen, eine Kommunikation in dem zweiten Kommunikationsprotokoll für den Fall einer Übereinstimmung zu initiieren.

12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den folgenden Schritt:

Löschen des vorangehenden bestimmten Identifikationssignals für den Fall, dass die Mobileinheit das gegenwärtige bestimmte Identifikationssignal innerhalb wenigstens einer Zeitperiode, die gleich zu der vorgegebenen Zeit ist, nicht empfängt.

13. System nach Anspruch 12, ferner umfassend:

Speichern eines zweiten bestimmten Identifikationssignals, wobei das zweite bestimmte Identifikationssignal von einer Basisstation der ersten Art gesendet wird, deren zugehöriger Bereich mit dem Bereich der ersten Basisstation der ersten Art überlappt;

Vergleichen des gegenwärtigen bestimmten Identifikationssignals mit dem ersten bestimmten Identifikationssignal; und

Vergleichen des vorangehenden bestimmten Identifikationssignals mit dem zweiten bestimmten Identifikationssignal; und

Versuchen, eine Kommunikation mit der Basisstation der zweiten Art für den Fall einer Übereinstimmung in einem der Vergleichsschritte zu initiieren.

14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei Basisstationen der ersten Art unter Verwendung eines ersten Kommunikationsprotokolls in einem ersten Frequenzbereich kommunizieren.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei Basisstationen der zweiten Art unter Verwendung eines zweiten Kommunikationsprotokolls in einem zweiten Frequenzbereich, der sich von dem ersten Frequenzbereich unterscheidet, kommunizieren.

16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Basisstationen der ersten Art ein öffentliches Träger-Kommunikationsnetz umfassen.

17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Basisstation der zweiten Art ein nicht-öffentliches Kommunikationsnetz umfasst.

18. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Bereich der Basisstation der zweiten Art mit einer Vielzahl von Bereichen von Basisstationen der ersten Art überlappt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Speicherschritt ferner ein zweites bestimmtes Identifikationssignal speichert, wobei das zweite bestimmte Identifikationssignal von einer zweiten Basisstation der ersten Art gesendet wird, deren zugehöriger Bereich mit dem Bereich der Basisstation der zweiten Art überlappt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Vergleichsschritt ferner das bestimmte Identifikationssignal, das von der Mobileinheit empfangen wird, mit dem zweiten bestimmten Identifikationssignal, das gespeichert ist, vergleicht und versucht, eine Kommunikation mit der Basisstation der zweiten Art für den Fall einer Übereinstimmung zu initiieren.

21. Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend den folgenden Schritt:

Einreihen der gespeicherten ersten und zweiten bestimmten Identifikationssignale in eine Rangordnung auf Grundlage der Auftrittsfrequenz.

22. Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend den folgenden Schritt:

Einreihen der gespeicherten ersten und zweiten bestimmten Identifikationssignale in eine Rangordnung auf Grundlage eines jüngsten Auftretens.

23. Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend die folgenden Schritte:

Bestimmen einer vorgegebenen Zeitperiode; und

Löschen eines bestimmten Identifikationssignals, das in der Mobileinheit gespeichert ist, für den Fall einer fehlenden Übereinstimmung innerhalb der vorgegebenen Zeitperiode.

24. Verfahren zum Umschalten einer tragbaren Kommunikationseinrichtung zwischen einem ersten drahtlosen Netz, umfassend eine Vielzahl von Basisstationen, wobei jede der Vielzahl von Basisstationen ein jeweiliges bestimmtes Identifikationssignal sendet, das zu dem ersten drahtlosen Netz gehört, und einem zweiten drahtlosen Netz, das ein bestimmtes Identifikationssignal sendet, das zu dem zweiten drahtlosen Netz gehört, wobei die Mobilkommunikationseinrichtung bestimmte Identifikationssignale überwacht, die von einem drahtlosen Netz der ersten oder zweiten drahtlosen Netze gesendet werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst:

Speichern eines ersten bestimmten Identifikationssignals, das zu einer Basisstation des einen drahtlosen Netzes gehört, das die Mobilkommunikationseinrichtung bedient, wenn ein Benutzer eine Umschaltung der Kommunikation von dem einen drahtlosen Netz auf ein anderes drahtloses Netz des ersten oder zweiten drahtlosen Netzes aktiviert;

Speichern eines zweiten bestimmten Identifikationssignals, das zu einer Basisstation des einen drahtlosen Netzes gehört, das die Mobilkommunikationseinrichtung innerhalb einer vorgegebenen Zeit vor der Benutzeraktivierung einer Umschaltung der Kommunikation von dem einen drahtlosen Netz auf das andere drahtlose Netz bedient hat;

Vergleichen eines gegenwärtigen bestimmten Identifikationssignals, das zu dem einen drahtlosen Netz gehört, welches gegenwärtig die Mobilkommunikationseinrichtung bedient, mit dem ersten und zweiten gespeicherten bestimmten Identifikationssignal; und

Versuchen, eine Kommunikation mit dem anderen drahtlosen Netz zu initiieren, wenn eine Übereinstimmung zwischen dem gegenwärtigen bestimmten Identifikationssignal und dem gespeicherten ersten oder zweiten bestimmten Identifikationssignal existiert.

25. Verfahren nach Anspruch 24, ferner umfassend den folgenden Schritt:

Löschen des zweiten bestimmten Identifikationssignals für den Fall, dass die tragbare Kommunikationseinrichtung das gegenwärtige bestimmte Identifikationssignal innerhalb einer Zeitperiode, die wenigstens gleich zu der vorgegebenen Zeit ist, nicht empfängt.

26. Verfahren nach Anspruch 24, wobei eine Kommunikation mit dem ersten drahtlosen Netz in einem ersten Frequenzbereich ist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei eine Kommunikation mit dem zweiten drahtlosen Netz in einem zweiten Frequenzbereich, der sich von dem ersten Frequenzbereich unterscheidet, ist.

28. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das erste drahtlose Netz ein öffentliches Trägerkommunikationsnetz ist, welches eine Vielzahl von Basisstationen umfasst, wobei jede Basisstation innerhalb einer Zelle kommuniziert.

29. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das zweite drahtlose Netz ein nicht-öffentliches Kommunikationsnetz ist, welches eine Basisstation umfasst, die innerhalb eines Bereichs kommuniziert.

30. Verfahren nach Anspruch 28, wobei eine Vielzahl von Zellen des ersten drahtlosen Netzes mit dem Bereich des zweiten drahtlosen Netzes überlappen.

31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei jede der Vielzahl von Basisstationen des ersten drahtlosen Netzes ein bestimmtes Identifikationssignal sendet, wobei die charakteristischen Signale die bestimmten Identifikationssignale sind.