DE69626294T2 - Verfahren zur verbindungsübergabe und netzwerkwechsel in einer funkübertragungsumgebung - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Telekommunikationssysteme, und insbesondere auf Funktelekommunikationssysteme für eine Duplex- Funkkommunikation zwischen zwei oder mehr Einheiten, von welchen mindestens eine mobil sein kann.
Hintergrund der Erfindung
• Drahtlose Telekommunikationssysteme, wie die bekannten zellularen und drahtlosen Telefone, und Datenkommunikationssysteme umfassen typischerweise eine Vielzahl von mobilen oder tragbaren Funktelekommunikationseinheiten und eine Vielzahl von Funkzugangseinheiten. Jede Zugangseinheit stellt eine Anzahl von Funkkommunikationskanälen für ein geografisches Gebiet bzw. eine Zelle bereit, welches Gebiet bzw. Zelle durch die Betriebsreichweiten der Zugangseinheit definiert sind. Die Zugangseinheiten sind mit einer zentralen Schnittstelleneinheit verbunden, welche auch als Funkvermittlung (RE, von englisch: Radio Exchange) oder Mobiltelefon-Vermittlungsstelle (MTSO, von englisch: Mobile Telephone Switching Office) bezeichnet wird. Die RE oder MTSO sind ihrerseits mit einem öffentlichen Vermittlungstelefonnetz (PSTN, von englisch: Public Switch Telephone Network) oder ISDN-Netz gekoppelt, und in manchen Fällen über eine zwischengeschaltete (automatische) Nebenstellenanlage (P(A)BX, von englisch: Private (Automatic) Branch Exchange), um Telefon- und Datenanrufe zwischen Mobilfunkteilnehmern und Festleitungsteilnehmern zu bewerkstelligen.
• Typische zellulare Kommunikationssysteme schaffen eine Abdeckung über ein relativ weites Gebiet, d. h. relativ große Zellen. Zellulare Mobiltelefonnetze der ersten Generation bedienen Makrozellen mit einer Reichweite von der Funkzugangseinheit zum Zellenrand von 1 bis 5 Km, und große Zellen (5 bis 35 Km). Analoge Zellulartelefonsysteme, wie AMPS, ETACS, NMT-450 und NMT-900 sind auf der ganzen Welt eingesetzt worden. Digitale Zellulartelefonsysteme werden in Nordamerika und dem pan-europäischen GSM-System als IS-54B bezeichnet. Diese und weitere Systeme werden zum Beispiel in dem Buch: "Cellular Radio Systems" von Balston et al., herausgegeben von Artech House, Norwood, MA, 1993 beschrieben.
• Drahtlose Funkkommunikationssysteme, von einfachen drahtlosen Haustelefonen bis zu drahtlosen Geschäftskommunikationssystemen, die in der Lage sind hunderte oder sogar tausende von drahtlosen Funkkommunikationseinheiten über (große) Büros, Produktionshallen usw. zu bedienen, sind für die Verwendung in Pikozellen- (einige Meter), Nanozellen- (bis zu 10 m) und Mikrozellen- (10 bis 400 m) Anwendungen entwickelt worden. Analoge drahtlose Telefone gibt es unter der Bezeichnung CT0, CT1 und CT1+. Unter den als CT2, CT2-CAI, CT3 und DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommuniations, d. h. Digital verbesserte drahtlose Telekommunikation) bezeichneten digitalen schnurlosen System, verwenden sowohl CT3 als auch DECT als Übertragungstechnik TDMA (Time Division Multiple Access, d. h. Zeitaufteilungs-Mehrfachzugriff), wohingegen CT2 mit FDMA (Frequency Division Multiple Access, d. h. Frequenzaufteilungs-Mehrfachzugriff) arbeitet. Insbesondere in Nordamerika wird der Spreizspektrums- bzw. Streuspektrums- Zugang für die drahtlose Funkkommunikation verwendet. CDMA (Code Division Multiple Access, d. h. Kodeaufteilungs- Mehrfachzugriff) ist eine weitere digitale Zugangstechnik, welche für die schnurlose Kommunikation verwendet werden kann. Es wird Bezug genommen auf einen Artikel von C.
• Buckingham et al., "A Business Cordless PABX Telephone System an 800 MHz Based an the DECT Technology", IEEE Communications Magazine, 29(1991) Januar, Seiten 105-110.
• Eine weitere Art von drahtlosem Telekommunikationssystem wird als "Radio in the Local Loop" (RLL, d. h. Funk- Teilnehmeranschluss) bezeichnet. RLL schafft eine Funkverbindung, um die letzte Verbindung zwischen häuslichen Teilnehmern und der lokalen Vermittlung z. B. eines PSTN/ISDN- Netzes zu vervollständigen.
• Innerhalb des Konzepts von RLL unterscheidet man zwei grundlegende Systeme: festes RLL (FRLL, von englisch: Fixed RLL) und mobiles RLL (MRLL, von englisch: Mobile RLL). In einem FRLL-Telefonsystem wird dem Teilnehmer zum Beispiel eine gewöhnliche Telefonbuchse bereitgestellt, die jedoch mit einem Funksendeempfänger verbunden ist, der auch als feste Zugangseinheit (FAU, von englisch: Fixed Access Unit) oder drahtlose feste Zugangseinheit (WFAU, von englisch: Wireless Fixed Access Unit) bezeichnet wird. Über diese FAU/WFAU wird eine Funkverbindung mit einer Funkzugangseinheit hergestellt, welche ihrerseits mit einer zentralen Schnittstelleneinheit gekoppelt ist, die einen Zugang zum PSTN/ISDN-Netz schafft. Im MRLL-Konzept wird dem Teilnehmer ein tragbares drahtloses bzw. mobiles Funktelefongerät bereitgestellt, mit welchem über die Funkzugangseinheit ein Zugang zum PSTN/ISDN-Netz hergestellt werden kann.
• Gemischte Konzepte sind auch möglich, d. h. ein FRLL, das Mobilität in der Umgebung des Teilnehmers bereitstellt, was auch als "Cordless in The Home" (CITH, von "Drahtlos im Heim") bezeichnet wird, oder eine örtliche bzw. nachbarschaftliche Mobilität, was auch als "Cordless in the Neighbourhood" (CITN, von "Drahtlos in der Nachbarschaft") bezeichnet wird.
• Die Funkzugangseinheiten in einem RLL-System können Fernkommunikationseinheiten bzw. fernen Kommunikationseinheiten in ihrem jeweiligen Abdeckungsgebiet, d. h. Piko-, Nano-, Mikro- oder Makrozelle, bedienen, abhängig von der Art der verwendeten Funkzugangseinheit.
• Im Unterschied zu Festleitungsverbindungen muss ein Anruf aus einer Kommunikationseinheit in einem drahtlosen Funkkommunikationssystem oft aufgrund von sich verschlechternder Verbindungsqualität die Funkkommunikationsverbindung wechseln. Dies geschieht zum Beispiel da sich eine andere Kommunikationseinheit mit einem auf der gleichen Funkverbindung in Gang befindlichen Anruf in die Abdeckung einer bestimmten Kommunikationseinheit bewegt, oder wenn die Kommunikationseinheit selbst sich aus dem Abdeckungsgebiet der Funkzugangseinheit bewegt, mit welcher sie momentan verbunden ist. Der Vorgang des Umschaltens eines in Gang befindlichen Anrufs von einer oder mehr physischen Funkverbindungen oder Kanälen auf andere physische Funkverbindungen oder Kanäle, wird als Übergabe bzw. Handover bezeichnet. Eine solche Übergabe kann vollständig innerhalb der Funkzugangseinheit abgeschlossen werden, mit welcher eine Funkkommunikationseinheit momentan verbunden ist, eine sogenannte "Intra-Zellen-Übergabe". Im Fall, dass ein Anruf fortgesetzt wird über eine Funkzugangseinheit, die eine andere Zelle eines bestimmten Funkkommunikationssystems bedient, wird diese Art von Übergabe als "Inter-Zellen- Übergabe" bezeichnet. Eine Anrufübergabe an ein anderes Funkkommunikationssystem wird als "Inter-System-Übergabe" oder "äußere Übergabe" bezeichnet.
• Im Warte- oder Bereitschaftsmodus einer Funkkommunikationseinheit, d. h. wenn kein Anruf in Gang ist, und sich die Funkkommunikationseinheit bewegt, werden zum Beispiel Ortsaktualisierungen und andere Informationen und Tätigkeiten von der Funkkommunikationseinheit durchgeführt, welcher Prozess als "Roaming" bezeichnet wird. Roaming innerhalb des gleichen Systems wird als "Intra-System- Roaming" bezeichnet, und das Roaming in ein anderes Kommunikationssystem wird als "Inter-System-Roaming" oder "äußeres Roaming" bezeichnet.
• In einem Funkkommunikationssystem, das gemäß dem DECT- Standard arbeitet, kann zum Beispiel die Übergabe oder das Roaming eingeleitet werden durch Bewerten der Empfangsfunkverbindungen bezüglich der Übertragungsqualität der Funkverbindungen, unter Verwendung von einem oder einer Kombination der folgenden Kriterien: HF-Signalpegel (RSSI), Burst-Synchronisations- (SYNC) Fehler, Systeminformations- Feldtestwort (A CRC)-Fehler, Datenfeldtestwort (X CRC) - Fehler. Neben Übertragungskriterien können andere Parameter, wie die Systemidentifikation, Zugangsrechte usw. bei der Entscheidung über die Einleitung einer Übergabe oder eines Roaming berücksichtigt werden.
• In einer Funkumgebung, in welcher alle Funkzugangseinheiten zeitsynchron betrieben werden, können Inter-Zellen- und Inter-System-Übergaben und Roaming ohne Zeitreferenzbeschränkungen durchgeführt werden, unter Verwendung eines oder einer Vielzahl der obigen Kriterien. In großen Funkkommunikationsnetzen und im Falle von Zugangseinheiten, die mit verschiedenen Netzen oder Systemen verbunden sind, kann ein zeitsynchrones Arbeiten aller Zugangseinheiten schwer oder nur mit hohem und teurem Aufwand erzielbar sein.
• Um Inter-Zellen- und Inter-System-Übergaben in einer asynchron betriebenen Funkumgebung durchzuführen, damit ein Anruf von einer ersten Funkzugangseinheit an eine zweite Funkzugangseinheit übertragen werden kann, ist eine Einstellung der Zeitreferenz der Funkkommunikationseinheit erforderlich, um die einzelnen Sendeempfängervorrichtungen der Funkkommunikationseinheit so zu steuern, dass sie während einer bestimmten Zeitperiode, d. h. während der Anrufübertragungsphase mit sowohl der ersten als auch zweiten Funkzugangseinheit kommunizieren.
• Das Schweizer Patent CH 0,682,867 und die britische Patentanmeldung GB-A-2, 281, 117 offenbaren Verfahren zur Durchführung einer Übergabe in einem Mobilfunk- Telekommunikationssystem, wobei ein Anruf ohne Unterbrechung des laufenden Diensts von einer ersten Funkverbindung an eine zweite Funkverbindung übergeben wird. Eine Übergabe, welche keine Verschlechterung des bereitgestellten Dienstes verursacht, wird als "nahtlose Übergabe" (engl.: Seamless Handover) bezeichnet.
• Um eine nahtlose Übergabe durchzuführen, müssen während einer bestimmten Zeitperiode zwei Duplex-Funkverbindungen zwischen einer Funkzugangseinheit und einer Kommunikationseinheit gleichzeitig unterhalten werden. Im Falle einer Übergabe- Anforderung (engl: Handover Request), wird der Anruf auf der ersten Funkverbindung aufrecht erhalten während eine zweite Funkverbindung hergestellt wird. Nur wenn Daten erfolgreich in beide Richtungen über die zweite Funkverbindung ausgetauscht werden, wird die erste Funkverbindung beendet.
• Die Mehrzahl der Senderempfänger-Steuervorrichtungen, welche in momentanen Funkkommunikationseinheiten verwendet werden, werden jedoch mit einer einzigen Zeitreferenz versorgt, um in zeitsynchronen Funknetzen zu arbeiten. Aufgrund des Fehlens einer zweiten Zeitreferenz, sind die Senderempfänger- Steuervorrichtungen nicht in der Lage gleichzeitig zwei oder mehr asynchron betriebene Funkverbindungen zu unterstützen, wie es erforderlich wäre für eine nahtlose Übergabe in einer asynchron arbeitenden Funkumgebung.
• In einer asynchron arbeitenden Funkumgebung wird eine Übergabe durch eine Funkkommunikationseinheit, die eine einzige Zeitreferenz hat, dadurch bewirkt, dass zunächst die existierende oder erste Funkverbindung freigegeben wird, und danach eine neue oder zweite Funkverbindung mit einer zweiten Funkzugangseinheit hergestellt wird während der Anruf momentan ausgesetzt ist. Obwohl dieses Verfahren für Inter- Zellen- und Inter-System-Übergaben in asynchronen Funkumgebungen verwendet werden kann, hat es dann einen ernsten Nachteil, wenn die Errichtung der neuen Funkverbindung fehlschlägt, aber, insbesondere in Gebieten hohen Verkehrs, die erste oder irgendeine andere Funkverbindung der ersten Funkzugangseinheit nicht länger verfügbar ist, um den Anruf wieder aufzunehmen, da sie z. B. bereits von einem anderen Anruf belegt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
• Angesichts des vorangehenden Hintergrunds ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Übergabe eines Anrufs in einer Duplex-Funkkommunikationseinheit zu verbessern, welche Verbesserung sowohl in synchron als auch in asynchron betriebenen Funkumgebungen verwendet werden kann.
• Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung der Übergabe eines Anrufs oder des Roamings in einer asynchron betriebenen Funkumgebung bereitzustellen, ohne dass zusätzliche Schaltungen erforderlich sind.
• Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Funkkommunikationseinheit und eine Funkzugangseinheit zur Verwendung in einer asynchron betriebenen Funkumgebung bereitzustellen.
• Erfindungsgemäß wird ein Abtastungsverfahren bzw. Scanning- Verfahren zur Einleitung einer Anrufübergabe oder eines. Roaming in einem Duplex-Funkkommunikationssystem bereitgestellt, das Funkzugangseinheiten und mindestens eine Fernfunkkommunikationseinheit bzw. eine ferne Funkkommunikationseinheit umfasst. Die Funkzugangseinheiten und die oder jede Fernfunkkommunikationseinheit sind eingerichtet, um einen Anruf oder eine Funkverbindung zwischen einer Fernfunkkommunikationseinheit und einer Funkzugangseinheit zu errichten, welche Funkverbindung ausgewählt ist aus einer Vielzahl von vorbestimmten Funkverbindungen, und um einen in einer ersten Funkverbindung zwischen einer Fernfunkkommunikationseinheit und einer ersten Funkzugangseinheit in Gang befindlichen Anruf auf eine zweite Funkverbindung zwischen der Fernfunkkommunikationseinheit und einer zweiten Funkzuggangseinheit umzuschalten. In diesem Funkkommunikationssystem werden die oder jede, oder Gruppen von Zugangseinheiten auf gegenseitig zeitlich asynchrone Weise betrieben, um eine asynchrone Funkumgebung zu bilden. Unter der Annahme, dass die Fernfunkkommunikationseinheit mit einer ersten Funkzugangseinheit synchronisiert ist, umfasst das Verfahren bei der Verbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden von der Funkkommunikationseinheit durchgeführte Sehritte:
• a) Abtasten der Funkumgebung nach Funkzugangseinheiten, welche auf zeitlich synchrone Weise mit der ersten Funkzugangseinheit arbeiten, unter Verwendung eines Abtastfensters, das eine Breite und/oder zeitliche Position hat, sodass es im wesentlichen Synchronisationsdaten und Steuerungsdaten, die während einer vorbestimmten Zeitperiode in einer Funkverbindungsbetriebszeit synchron mit der ersten Funkverbindung ausgetauscht werden, holt,
• b) Abtasten der Funkumgebung nach Funkzugangseinheiten, welche auf zeitlich asynchrone Weise mit der ersten Funkzugangseinheit arbeiten, unter Verwendung eines Abtastfensters, das eine solche Breite und zeitliche Position hat, dass Synchronisationsdaten und Steuerungsdaten, welche im wesentlichen außerhalb der vorbestimmten Zeitperiode ausgetauscht werden, geholt werden,
• c) Unterhalten einer Liste von synchronen und asynchronen Funkverbindungen, die für die Übergabe zur Verfügung stehen, und
• d) Auswertender Liste auf der Grundlage von vorbestimmten Funkverbindungskriterien, um so zu bestimmen, ob eine Übergabe oder ein Roaming eingeleitet werden muss.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Abbildung der globalen Funknutzung der Funkumgebung der Funkkommunikationseinheit geschaffen, einschließlich synchron und asynchron betriebener Funkverbindungen. Der Begriff synchron bezeichnet in diesem Fall jene Funkverbindungen, welche zeitsynchron mit der Funkzugangseinheit arbeiten, mit welcher die Funkkommunikationseinheit momentan synchronisiert bzw. verriegelt ist.
• Wenn eine Übergabe oder ein Roaming eingeleitet werden muss, kann die Priorität einer Übergabe auf eine akzeptable aber nicht am besten synchron arbeitenden Funkverbindung hinsichtlich anderer Verbindungskriterien, wie Funkverbindungsübertragungsqualitäts-Parametern, gegeben werden. Dies dient dazu in der Lage zu sein, eine nahtlose Übergabe für eine Funkkommunikationseinheit einzuleiten, die eine einzige Zeitreferenz hat. Nahtlose Übergaben werden vorgezogen, da ein in Gang befindlicher Anruf nicht unterbrochen wird.
• Durch eine geeignete zeitliche Positionierung des Abtastfensters bezüglich der Position der Synchronisationsdaten bei einer Funkverbindung, kann man leicht zwischen synchronen und asynchronen Funkverbindungen unterscheiden. In dem Fall jedoch, dass eine solche Positionierung nicht möglich ist, wird in einer weiteren Ausführung der Erfindung die Zeitdifferenz zwischen dem Empfang von Synchronisationsdaten der verschiedenen Funkverbindungen ausgewertet und verwendet, um zwischen synchronen und asynchronen Funkverbindungen zu unterscheiden.
• Im Fall einer Übergabe auf eine asynchrone Funkverbindung kann die jeweilige Zeitdifferenz verwendet werden, um die Zeitreferenz der Funkkommunikationseinheit zu aktualisieren. Eine solche Zeitreferenzaktualisierung kann sowohl in einer Funkkommunikationseinheit mit einer einzigen als auch in einer Funkkommunikationseinheit mit einer doppelten Zeitreferenz eingeleitet werden.
• In einer Funkkommunikationseinheit mit einer einzigen Zeitreferenz, wenn eine Übergabe bereitgestellt werden muss, wird die Zeitreferenz durch die festgestellte Zeitdifferenz aktualisiert, um so an die Zeit einer ausgewählten neuen Funkverbindung angepasst zu werden. In einer Funkkommunikationseinheit mit einer ersten und zweiten Zeitdifferenz, kann die zweite Zeitdifferenz durch die Zeitdifferenz aktualisiert werden, um mit der Zeit der ausgewählten neuen Funkverbindung übereinzustimmen.
• Während der Abtastung wird die erste oder einzelne Zeitreferenz auf die Funkzugangseinheit synchronisiert, mit welcher die Kommunikationseinheit synchronisiert oder verriegelt ist. Dies dient dazu zu garantieren, dass die Fernfunkkommunikationseinheit in der Lage ist einen Anruf zu empfangen oder zu beginnen. Vorzugsweise unterscheiden sich die Abtastraten bei den obigen Schritten a) und b), um wertvolle Batterieenergie einzusparen. Die Abtastraten können adaptiv eingestellt werden, und die Reichweite einer Abtastung kann begrenzt werden, zum Beispiel abhängig von der Zahl der verfügbaren Funkverbindungen.
• In einer weiteren Ausführung umfasst das Verfahren nach der Erfindung die Schritte:
• e) Aussetzen des Übertragens der Fernfunkkommunikationseinheit in der ersten Funkverbindung während das Übertragen durch die erste Funkzugangseinheit in der ersten Funkverbindung aufrecht erhalten wird,
• f) Herstellen der zweiten Funkverbindung,
• g) Wiederaufnahme des Anrufs in der zweiten Funkverbindung, und
• h) Freigabe der ersten Funkverbindung durch die erste Funkzugangseinheit.
• Mit dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem das Übertragen durch die erste Zugangseinheit bei der ersten Funkverbindung aufrecht erhalten wird, bis der Anruf bei der zweiten Funkverbindung wieder aufgenommen wird, wird sichergestellt, dass im Fall eines Fehlschlagens bei der Errichtung der zweiten Funkverbindung, die erste Funkverbindung immer noch zur Verfügung steht, um den Anruf wieder aufzunehmen.
• Da die Fernfunkkommunikationseinheit aufhört auf der ersten Funkverbindung zu übertragen, muss die Synchronisation mit der ersten Funkzugangseinheit nicht aufrecht erhalten werden, und die Zeitreferenz und Senderempfänger-Steuerschaltung in der Fernkommunikationseinheit kann eingestellt werden, um die zweite Funkverbindung zu errichten. Diese zweite Funkverbindung kann gegenüber der ersten Funkverbindung zeitlich asynchron sein. Man versteht, dass dieses Anrufübergabeverfahren von einer Funkkommunikationseinheit durchgeführt werden kann, die eine einzige Zeitreferenz und einzige Senderempfänger-Steuerschaltung hat.
• Obwohl der Anruf während der Übergabe vorübergehend ausgesetzt sein, kann, sendet in einer weiteren Ausführung der Erfindung gemäß der obigen Schritte e) und f) die erste Funkzugangseinheit weiterhin den Anruf auf der ersten Funkverbindung und die Fernfunkkommunikationseinheit empfängt den Anruf weiterhin auf der ersten Funkverbindung.
• Diese Ausführung der Erfindung beruht auf dem Vorsehen von Senderempfänger-Steuervorrichtungen, die momentan verwendet werden, um Daten aus asynchronen Funkverbindungen zu empfangen, ohne das Erfordernis zusätzlicher Zeitreferenzen. Im Gegensatz zu einer Übergabe, bei welcher die erste Funkverbindung vollständig freigegeben wird, wird bei dieser weiteren Ausführung der Erfindung während der Übergabe eine Simplex-Empfangsfunkverbindung mit der Fernkommunikationseinheit aufrecht erhalten. Für einige Arten von Datenkommunikation bewirkt die Übergabe nach dieser Ausführung der Erfindung zum Beispiel keine merkliche Unterbrechung auf der Seite der Funkkommunikationseinheit, d. h. eine virtuell nahtlose Übergabe.
• Indem zu Beginn der Übergabe eine Übertragungsaussetzungsmitteilung aus der Fernkommunikationseinheit an die erste Funkzugangseinheit weitergeleitet wird, kann eine Signalisierungsmitteilung für den Zweck ausgetauscht werden, den an dem Anruf beteiligten. Parteien anzuzeigen, dass der Anruf einer Übergabe unterliegt. Diese Signalisierungsmitteilung kann von der Funkzugangseinheit übertragen werden, so dass sie von der Funkkommunikationseinheit empfangen werden kann. Auf einer Endgeräteseite kann die Signalisierungsmitteilung die Form eines Sprachsignals, eines Audiotonsignals oder eines visuellen Anzeigesignals annehmen, ohne hierauf beschränkt zu sein, Die Signalisierungsmitteilung wird schließlich freigegeben, wenn der Anruf wieder aufgenommen wird.
• Man versteht, dass die Übertragungsaussetzungsmitteilung bei der Fernkommunikationseinheit unabhängig eine Angabe aufrufen kann, dass die Einheit einer Übergabe unterliegt.
• Die Freigabe der ersten Funkverbindung nach einer erfolgreichen Übergabe kann durchgeführt werden durch Implementieren einer Zeitablaufsperiode bzw. Time-Out-Periode bei den Funkzugangseinheiten und/oder über eine Freigabemitteilung aus der zweiten Funkzugangseinheit an die erste Funkzugangseinheit.
• Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Fernkommunikationseinheit, wie ein Funktelefon, und eine Funkzugangseinheit, wie eine Funkbasisstation, zur Verwendung in einem Duplex-Funkkommunikationssystem, insbesondere ein drahtloses Funkkommunikationssystem, das Steuermittel umfasst, die ausgebildet sind, um gemäß eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zu arbeiten.
• Die oben erwähnten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 zeigt auf schematische und anschauliche Weise ein schnurloses Telekommunikationssystem, in dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
• Fig. 2 zeigt auf schematische und anschauliche Weise einen digitalen Datenstrom, der Daten-Bursts umfasst.
• Fig. 3 zeigt ausführlich die Struktur eines Daten-Bursts der Fig. 2.
• Fig. 4a, 4b und 4c veranschaulichen auf sehr schematische Weise das Verfahren zur Anrufübergabe nach der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 5 zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm, das das Abtastverfahren nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
• Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Funkkommunikationseinheit, welche die Form eines Telefonapparates annimmt, der gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet.
• Fig. 7 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Funkzugangseinheit, welche die Form einer Funkbasisstation annimmt, die gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungen
• Ohne Absicht der Einschränkung wird die Erfindung nun durch ihre Anwendung in einem schnurlosen Funktelefonsystem beschrieben, das nach dem DECT-Standard arbeitet. Kurz gesagt ist DECT eine Multiträger/TDMA-Zeitaufteilungsduplex- Digitalfunkzugangstechnik (MC/TDMA/TDD, von engl.: Multi Carrier/Time Division Multiple Access/Time Division Duplex) welche zehn Funkträger bereitstellt, wovon jeder in 24 Zeitschlitze aufgeteilt ist, welche 12 Duplex- Kommunikationskanäle bedienen, was als Rahmen bezeichnet wird.
• Fig. 1 zeigt ein typisches DECT-Funkkommunikationssystem, allgemein durch Bezugsziffer 1 bezeichnet. Das System umfasst drei wesentliche Elemente: eine Funkvermittlung (RE, von englisch: Radio Exchange) 2, eine Vielzahl von kompakten Funkzugangseinheiten oder Basisstationen 3, welche über das abzudeckende Gebiet eingerichtet sind und direkt mit der Funkvermittlung 2 verbunden sind, und ferne schnurlose oder drahtlose Funkkommunikationseinheiten in der Form von tragbaren Telefonen oder Handgeräten 4, welche über eine Funkverbindung 9 mit den Funkzugangseinheiten 3 verbunden werden können.
• Jede Funkzugangseinheit 3 bedient ein gegebenes Gebiet, das als Zelle bezeichnet wird, welches umgeben ist von und/oder sich überlappt mit anderen Zellen von anderen Funkzugangseinheiten 3, d. h. ein sogenannter Multi-Zellen- Ansatz. Der Radius von Innenraumzellen beträgt typischerweise zwischen 10 Metern und 100 Metern, wobei der Radius von Außenzellen typischerweise von 200 Meter bis zu 5000 Metern beträgt.
• Die Funkvermittlung 2 ist mit einer Festleitungsvermittlung 5 verbunden, mit welcher eine Vielzahl von Festleitungstelefonen 6 verbunden werden können. Im Geschäftsumfeld ist diese Vermittlung 5 im allgemeinen eine sogenannte Nebenstellenanlage (PBX, von engl.: Private Branch Exchange), während in Außenanwendungen, wie bei RLL oder WLL die Vermittlung 5 allgemein eine Lokalvermittlung (LE, von engl: Local Exchange) ist, welche wie die PBX mit einem öffentlich vermittelten Telefonnetz (PSTN) 7 verbunden ist, d. h. dem gewöhnlichen öffentlichen Telefonfestnetz.
• In RLL oder WLL-Anwendungen können die Funkzugangseinheiten 3 ebenfalls über eine Luftverbindung 9 mit sogenannten (drahtlosen) Festzugangseinheiten ((W)FAU, von engl.: (Wireless) Fixed Access Units) 8 verbunden werden, welche bei festem RLL oder WLL mit einem festen Telefonanschluss oder einer Telefonbuchse für den Anschluss eines gewöhnlichen Festleitungstelefons 6 verbunden sind. Bei mobilem RLL oder WLL, welche zum Beispiel lokale Mobilität im Heim schafft, ist die FAU 8 angeordnet, um im Heim (nicht abgebildet) eine Funkverbindung mit einem Handgerät 4 herzustellen.
• Bei DECT wird die Information über die Funkverbindung 9 unter Verwendung einer in Fig. 2 gezeigten Rahmenstruktur übertragen. Während der ersten Hälfte des Rahmens, d. h. die ersten 12 Zeitschlitze, die als R1, R2, ...R12 bezeichnet werden, werden Daten aus den Funkzugangseinheiten 3 von den Handgeräten 4 oder der (W)FAU 8 empfangen, wohingegen in der zweiten Hälfte jedes Rahmens, d. h. die zweiten 12 Zeitschlitze, die als T1, T2, ...T12 bezeichnet werden, die Fernkommunikationseinheiten 4 oder 8 Daten an die Funkzugangseinheiten 3 übertragen. Eine. Funkkommunikationsverbindung zwischen einer Funkzugangseinheit 3 und einer Fernkommunikationseinheit 4 oder 8 wird ein Schlitz in der ersten Hälfte des Rahmens zugewiesen, und ein Schlitz in der zweiten Hälfte des Rahmens, der die gleiche Nummer trägt. Jeder Zeitschlitz enthält typischerweise Steuerdaten, Systemdaten und Informations- oder Benutzerdaten.
• Eine ausführlichere Zeitschlitzstruktur ist in Fig. 3 gezeigt. Das Steuerdatenfeld enthält ein sogenanntes Synchronisationswort (SYNC), welches bei der Funkzugangseinheit 3 oder einer Fernkommunikationseinheit 4, 8 korrekt identifiziert werden muss, um die empfangenen Daten zu verarbeiten. SYNC-Daten benötigen typischerweise 16 Bits, welchen eine Präambel aus 16 Bits vorangeht.
• Das Systemdatenfeld enthält regelmäßig Systeminformation über die Identitäts- und Zugangsrechte, verfügbare Dienste, und wenn erforderlich, Information für die Übergabe an einen anderen Kommunikationskanal im Falle von Störungen oder den Transfer eines Anrufs auf eine andere Funkzugangseinheit. Auch Ruf- bzw. Paging- und Anrufaufbau-Prozeduren werden über das Systemdatenfeld getragen, welches auch A-FIELD genannt wird. Systemdaten benötigen typischerweise 64 Bits mit einem 16-Bit CRC-Wort (CRC = Cyclic Redundancy Check, d. h. Prüfung zyklischer Redundanz), das als ACRC bezeichnet wird.
• Die Informations- oder Benutzerdaten, auch als B-FIELD bezeichnet, umfassen im Fall eines Telefonanrufs digitalisierte Sprachproben bzw. Sprachmesswerte die während der Rahmenzykluszeit TF von 10 ms erhalten wurden. Diese Sprachproben werden gemäß des oben erwähnten ADPCM-Kodier- Algorithmus, CCITT Rec. G.726 mit einer typischen Bitrate von 32 kb/s kodiert. Dies bedeutet, dass für jeden Sprachanruf 320 Bits während jedes Rahmens übertragen und empfangen werden müssen. Die ADPCM-kodierten B-FIELD-Daten enthalten 80 Sprachproben von jeweils 4 Bits. Diese ADPCM-Daten sind gebildet aus der Differenz von aufeinanderfolgenden 8-Bit breiten PCM-kodierten Sprachproben. Der ADPCM- Quantisierungsprozess wird an den momentan mittleren Signalpegel dynamisch angepasst.
• Die B-FIELD-Daten werden verwürfelt und ein als XCRC bezeichnetes CRC-Wort aus 4 Bits wird aus den Informationsdaten gebildet. Einschließlich eines Schutzbereichs beläuft sich die Gesamtzahl von Bits pro Zeitschlitz gemäß des DECT-Standards auf 480. Diese Bits werden mit einer Systemtaktfrequenz oder Systembitrate von 1152 kb/s übertragen.
• Die Auswahl eines Funkkanals beruht auf der sogenannten DCA- Technik (DCA = Dynamic Channel Allocation, d. h. dynamische Kanalzuweisung) bei welcher eine freie Funkverbindung oder ein freier Kommunikationskanal unter einer Vielzahl von Funkverbindungen oder Kommunikationskanälen, die allen Funkzugangseinheiten 3 oder Zellen des Systems gemeinsam sind, ausgewählt wird. DCA erfordert keine Frequenzplanung und dergleichen, und optimiert die Belegung der verfügbaren Kommunikationskapazität des Systems.
• Eines der grundlegenden Merkmale des Systems ist die kontinuierliche dynamische Kanalauswahl (CDCS, von engl.: Continuous Dynamic Selection), eine Technik, bei welcher die Handgeräte 4 oder (W)FAU 8 den besten verfügbaren Funkkommunikationskanal wählen. Mit CDCS ist die Kanalwahl nicht auf den Anrufaufbau beschränkt, sondern wird während der Kommunikation fortgesetzt. CDCS optimiert die Funkverbindungsqualität zwischen einer Funkkommunikationseinheit, wie einem Handgerät 4, und einer Funkzugangseinheit 3, und die Belegung der verfügbaren Funkkommunikationskanäle pro Zelle. Es wird nun Bezug genommen auf die US-Patente 4,628,152; 4,731,812 and einen Aufsatz von D. Akerberg, "Novel Radio Access Principles Useful for the Third Generation Mobile Radio Systems", The Third IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communication, Boston Massachusetts, Oktober 19- 21, 1992.
• DECT Funkkommunikationsnetze können mehrere DECT Funkkommunikationssysteme 1 umfassen, welche zum Beispiel von einem oder mehr Betreibern unabhängig betrieben werden können. Ferner können mehrere DECT Funkkommunikationssysteme 1 unabhängig im gleichen geografischen Gebiet betrieben werden.
• Im Falle von synchron betriebenen Systemen sind Vorkehrungen getroffen, um sicherzustellen, dass die Rahmen und Zeitschlitze der mehreren beteiligten Einheiten gemäß einer gemeinsamen Systemzeit bzw. Systemtaktung ausgetauscht werden. Dies impliziert, dass die Zeitreferenzen der mehreren Funkzugangseinheiten und Funkkommunikationseinheiten mit einer vorbestimmten Genauigkeit auf die gemeinsame Systemzeit bzw. Systemtaktung eingestellt werden müssen.
• Im Falle von asynchronen betriebenen Systemen sind die Sende- und Empfangsdaten in Rahmen und Zeitschlitzen der Funkzugangseinheiten eines Netzes oder einer Gruppe von Funkzugangseinheiten, die zu mehreren Systemen gehören, nicht auf eine gemeinsame System- oder Netzzeit bzw. -Taktung eingestellt. Man beachte, dass die Funkzugangseinheiten in einer bestimmten Gruppe synchron arbeiten können.
• Wie im Flussdiagramm der Fig. 5 veranschaulicht, werden im Abtastungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung synchrone Funkverbindungen durch eine Funkkommunikationseinheit 4, 10 erfasst, unter Verwendung eines Abtastungsfensters, das eine Breite und zeitliche Position hat, die eingestellt sind auf die Position und Breite des SYNC-Datenfelds in einem Empfangszeitschlitz R1, R2, ...R12; d. h. Blöcke "Kommunikationseinheit auf eine bestimmte Übertragungszeit verriegeln" und "Abtastfenster einstellen um SYNC-Wort gemäß der Übertragungszeit zu empfangen". Nach einer erfolgreichen Erfassung des SYNC-Worts, d. h. Block "Funkumgebung abtasten" und Entscheidungsblock "SYNC-Wort empfangen" mit Antwort "Ja" wird die betroffene Funkverbindung höchstwahrscheinlich zu einem System gehören, welches zeitsynchron mit dem System arbeitet, auf das die Zugangseinheit oder die Funkkommunikationseinheit verriegelt ist. In einem solchen Fall kann die Zeitreferenz einer Funkkommunikationseinheit auf die durch die SYNC-Wort gewonnene gemeinsame Systemzeit bzw. Systemtaktung eingestellt werden. Dieser Vorgang kann zum Beispiel im Block "Funkumgebung abtasten" durchgeführt werden.
• Asynchrone Funkverbindungen können erfasst werden durch Verwenden eines Abtastungsfensters, das im Prinzip so breit wie ein kompletter Rahmen sein muss. Dies liegt daran, dass das SYNC-Wort eines asynchronen Systems zeitlich überall während des Rahmens eines Systems, mit dem die Funkkommunikationseinheit synchronisiert oder verriegelt ist, positioniert sein kann. Synchrone und asynchrone Funkverbindungen können durch eine geeignete Positionierung des Abtastungsfensters in der Zeit unterschieden werden, so dass das Fenster geschlossen oder nicht aktiv ist während der Zeitperiode des SYNC-Worts des Systems, auf das die Funkkommunikationseinheit momentan verriegelt ist. Empfangene SYNC-Daten gehören dann höchstwahrscheinlich zu asynchronen Funkverbindungen. Dieser Vorgang kann durchgeführt werden in den Blöcken "SYNC-Wort empfangen?" und "Abtastfenster anpassen". Alternativ oder zusätzlich zur Messung der Zeitdifferenz zwischen empfangenen SYNC-Worten, d. h. Block "Zeitdifferenz feststellen", kann zum Beispiel zwischen mehreren asynchronen Systemen unterschieden werden.
• Auf diese Weise kann eine vollständige Abbildung oder Liste der Funkumgebung hinsichtlich synchroner und asynchroner Verbindungen für einen Funkzugang und/oder einen Funkkommunikationssystem bereitgestellt werden, d. h. Block "Liste".
• Während einer Abtastung sollte vorzugsweise alle Information bezüglich der Übertragungsqualität der mehreren erfassten Funkverbindungen geholt und gelistet werden, wie HF- Signalpegel (RSSI), Burst-Synchronisations- (SYNC) Fehler, Systeminformationsfeldtestwort- (A CRC) Fehler, Datenfeldtestwort- (X CRC) Fehler. Dies kann zum Beispiel im Block "Funkumgebung abtasten" durchgeführt werden. Durch Verwenden eines Gewichtungsschemas kann die Notwendigkeit einer Übergabe oder eines Roamings zu einer bestimmten Zugangseinheit oder einem System eingeleitet werden.
• Die Entscheidung eine Übergabe oder ein Roaming durchzuführen kann auch andere Information als die Verbindungsqualität berücksichtigen, wie Zugangsrechte, Präferenzen bei der Inter-Zellen- oder Inter-System-Übergabe oder dem Roaming zu synchronen Funkverbindungen usw.
• Ferner kann die Abtastung adaptiv eingestellt werden, um mit der bestimmten Funkumgebung einer Funkkommunikationseinheit und den Kommunikationscharakteristiken umzugehen. Im Falle eines wartenden. Anrufs muss die Abtastungsrate vorzugsweise schneller sein als bei dem wartenden oder freien Modus einer Kommunikationseinheit, d. h. zum Beispiel kein Anruf wartet. Um eine Liste über eine passende Zahl von für eine Übergabe verfügbaren Funkverbindungen herzustellen, ist nicht immer eine volle Abtastung aller verfügbaren Funkverbindungen notwendig. Die Abtastung kann angehalten oder begrenzt werden, wenn zum Beispiel eine ausreichende Zahl von adäquaten Funkverbindungen gefunden wurde, d. h. Entscheidungsblock "Abtastung vollendet?".
• Wenn die Funkkommunikationseinheit eingeschaltet wird oder längere Zeit außer Reichweite war, muss eine initiale Verriegelungsprozedur durchgeführt werden. Es wird vorgezogen, zunächst die gesamte Funkumgebung abzutasten. Eine Synchronisation sollte bezüglich der stärksten Funkzugangseinheiten durchgeführt werden. Wenn eine Funkkommunikationseinheit synchronisiert bzw. verriegelt ist, oder einen wartenden Anruf hat, kann das Abtasten nach · synchronen Funkverbindungen häufiger durchgeführt werden als das Abtasten nach asynchronen Systemen. Dies dient der Verbesserung der Möglichkeit eine synchrone Verbindung zu holen, um soweit wie möglich eine nahtlose Übergabe sicher zu stellen, wenn anwendbar. In dem in Fig. 5 gezeigten Flussdiagramm können diese Funktionen durch eine geeignete Einstellung von Parametern in den Blöcken "Funkumgebung abtasten", "Abtastfenster anpassen" und "Abtastung vollendet" durchgeführt werden.
• Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zur Übergabe eines in Gang befindlichen Anrufs von einer ersten Funkverbindung zu einer zweiten Funkverbindung ist allgemein in den Fig. 4a, 4b und 4c veranschaulicht.
• Fig. 4a zeigt auf sehr schematische Weise ein Funkkommunikationssystem, das eine Fernkommunikationseinheit 10 umfasst, wie ein Telefonhandgerät 4 oder eine (W)FAU 8, die in Fig. 1 gezeigt sind, und zwei Funkzugangseinheiten 11 und 12. Die Pfeile 13 und 14 stellen eine erste Duplex- Funkverbindung dar, welche einen im Gang befindlichen Anruf zwischen der Funkkommunikationseinheit 10 und der ersten Funkzugangseinheit 11 trägt. Die Funkkommunikationseinheit 10 umfasst eine Zeitreferenz 17, welche mit der Funkzugangseinheit 11 synchronisiert oder verriegelt ist, wie durch eine gestrichelte Linie angegeben. Die Funkkommunikationseinheit 10 ist auch in Reichweite der zweiten Funkzugangseinheit 12. Es wird angenommen, dass die Funkzugangseinheiten 11 und 12 nicht zeitsynchron arbeiten.
• Ferner wird angenommen, dass die Funkkommunikationseinheit 10 eine Inter-Zellen-Übergabe des Anrufs aus der ersten Funkzugangseinheit 11 an die zweite Funkzugangseinheit 12 durchführen muss. Dies liegt daran, dass der Benutzer der Funkkommunikationseinheit 10 sich in Richtung der zweiten Funkzugangseinheit 12 bewegt, oder dass der Funkpfad zwischen der ersten Funkkommunikationseinheit und der ersten Funkzugangseinheit 11 zum Beispiel plötzlich blockiert is.
• Aus der Liste von verfügbaren Funkverbindungen, welche aus einer vorangehenden Abtastung der Funkumgebung gewonnen wurde, wird eine geeignete zweite Duplex-Funkverbindung 15, 16 von der Funkkommunikationseinheit 10 ausgewählt, und sie beginnt diese zweite Funkverbindung zu belegen, nicht jedoch bevor die Übertragung durch die Funkkommunikationseinheit 10 auf der ersten Funkverbindung 13, 14 ausgesetzt ist. Die erste Funkzugangseinheit 11 setzt jedoch das Senden auf der ersten Funkverbindung fort, was durch den Pfeil 14 angegeben ist.
• Um die zweite Funkverbindung 15, 16 herzustellen, synchronisiert die Funkkommunikationseinheit 10 ihre Zeitreferenz 17 mit der zweiten Funkzugangseinheit, wie durch die gestrichelte Linie angegeben. Wenn die zweite Funkverbindung 15, 16 erfolgreich hergestellt ist, kann der Anruf wieder aufgenommen werden und die erste Funkzugangseinheit 11 kann ihr Senden auf der ersten Funkverbindung einstellen, entweder über einen Zeitablauf bzw. Time-Out oder nach Empfang einer Mitteilung aus der zweiten Funkzugangseinheit 12, welche anzeigt, dass der Anruf übernommen wurde.
• Wie in Fig. 4c gezeigt, in der neuen Situation stellte die erste Funkzugangseinheit ihre Übertragung auf der ersten Funkverbindung 13, 14 ein, wogegen die Funkkommunikationseinheit 10 nun auf die zweite Funkzugangseinheit 12 und die zweite Funkverbindung 15, 16, welche den in Gang befindlichen Anruf trägt, synchronisiert ist.
• Während der Übergabe, d. h. Fig. 4b, kann die erste Funkzugangseinheit nicht nur mit dem Übertragen auf der ersten Funkverbindung fortfahren, um deren Belegung durch eine andere Funkkommunikationseinheit in einer DCA/CDCS- Kanalauswahlumgebung zu verhindern, um somit eine Rückzugsmöglichkeit zu haben in dem Fall, dass die zweite Funkverbindung nicht hergestellt werden kann, sondern kann vorzugsweise das Übertragen des Anrufs selbst fortsetzen. Durch Empfangen der ersten Funkverbindung, für welche die Zeitreferenz 17 der Funkkommunikationseinheit 10 nicht mit der ersten Funkzugangseinheit 11 synchronisiert werden muss, wird eine Simplex-Funkverbindung aufrecht erhalten. Man beachte, dass ein breites Abtastfenster verwendet werden kann, um die erste Funkverbindung zu empfangen, welche nun gegenüber der Funkkommunikationseinheit 10 asynchron ist. Im Falle, dass der Anruf einen starken Simplex-Charakter hat, d. h. das Herunterladen von Information aus der Funkzugangseinheit in die Funkkommunikationseinheit, wird das Übergabeverfahren der vorliegenden Erfindung keine Unterbrechung im bereitgestellten Dienst bewirken, so dass man von einer virtuell nahtlosen Übergabe sprechen kann.
• Für den Zweck einem Benutzer oder einer an einem in Gang befindlichen Anruf beteiligten Vorrichtung eine Übergabe anzuzeigen, kann eine Übertragungsaussetzungsmitteilung durch die Fernfunkkommunikationseinheit 10 weitergeleitet bzw. gesendet werden, bevor das Senden auf der ersten Funkverbindung ausgesetzt wird. Diese Mitteilung kann zum Zwecke der Signalisierung an Endbenutzer verwendet werden, und kann die Form einer gesprochenen Mitteilung, eines Spezialtons oder einer Spezialtonsequenz, eines in einer Endgeräteanzeige angezeigten Texts usw. annehmen. Im Falle, dass die Fernfunkkommunikationseinheit 10 immer noch auf der ersten Funkverbindung empfängt, kann diese Mitteilung auch von der Funkkommunikationseinheit 10 zurückempfangen werden.
• Immer wenn die zweite Funkverbindung 15, 16 nicht hergestellt werden kann, ist es vorzuziehen den Anruf auf der ersten Funkverbindung 13, 14 wieder aufzunehmen, wenn anwendbar. Ansonsten muss eine dritte Funkverbindung, welche eine Verbindung zur ersten Funkzugangseinheit schafft, hergestellt werden.
• Wenn ein Anruf wieder aufgenommen wird, werden alle Anrufsteuerungsmerkmale, wie Verschlüsselung und dergleichen, die für den Anruf eigentümlich sind, auch auf der neuen Funkverbindung gestartet.
• Im Falle einer Inter-System-Übergabe folgt man der gleichen Prozedur wie oben in Zusammenhang mit der Inter-Zellen- Übergabe umrissen. Das Umschalten zwischen verschiedenen Funkkommunikationssystemen kann jedoch zusätzlichen Zugangsrechten und dergleichen unterliegen.
• Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Funktelefongeräts, das Frequenz- oder Zeitgeber- Steuerschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Das Funktelefongerät 20 hat vier wesentliche Bausteine, d. h. eine zentrale Steuerungs- und Anwendungslogikeinheit 21, eine Funkeinheit 22, eine Zeit- und Synchronisationssteuerungseinheit 23 und eine Sprachverarbeitungseinheit 24.
• Die Funkeinheit 22 umfasst eine Funkschnittstelle 25, die ein Antennensystem hat, das mit einer Senderempfängereinheit gekoppelt ist, die einen Sender-Modulator und einen Empfänger/Demodulator (nicht abgebildet) umfasst.
• Die Zeit- und Synchronisationssteuerungseinheit 23 empfängt Daten über die Funkschnittstelle 25 und die Funkeinheit 22 aus einer Basisstation 3 (Fig. 1), welche Daten in Übereinstimmung mit dem Systemzeitgebertakt verarbeitet werden, der durch die Funkvermittlung 2 (Fig. 1) bereitgestellt wird. Signalisierungs- und Synchronisierungsinformation wird von der Einheit 23 aus den empfangenen Daten entfernt, und empfangene Sprachdaten werden der Sprachverarbeitungseinheit 24 zugeführt. Die Sprachverarbeitungseinheit 24 kümmert sich unter anderem um die Entschlüsselung von empfangenen Daten. Ein Codec 26 dekodiert die empfangenen digitalisierten Sprachdaten in Eine Form, damit sie einem Benutzer des Handgeräts über einen Lautsprecher 27, der mit dem Codec 26 verbunden ist, hörbar gemacht werden kann.
• Sprache, die vom Benutzer erzeugt wird, wird von einem Mikrofon 28 empfangen und von dem Codec 26 in ein geeignetes digitales Format kodiert. Die kodierten Sprachdaten werden der Sprachverarbeitungseinheit 24 zugeführt, welche unter anderem sich um die Verschlüsselung der Sprachdaten kümmert. Die Zeit- und Synchronisierungssteuerungseinheit 23 fügt den verschlüsselten Sprachdaten geeignete Synchronisierungs- und Signalisierungsinformation hinzu. Die Funkeinheit 22 überträgt diese Signalisierungs- und Sprachdaten über die Funkschnittstelle 25 für den Empfang durch eine Basisstation 3 (Fig. 1) des Kommunikationssystems, mit dem das Telefongerät 20 operativ verbunden ist.
• Die zentrale Steuerungs- und Anwendungslogikeinheit 21 umfasst einen Mikroprozessor oder Mikro-Controller und Speichermittel, und ist mit der Zeit- und Synchronisierungssteuerungseinheit 23 verbunden. Die zentrale Steuerungseinheit 21 steuert im wesentlichen die Systemdaten und die Kommunikation mit dem Benutzer des Funktelefongeräts 20 über ein Tastaturmittel 29, Anzeigemittel 33 und ein Klingeltonerzeugermittel 30, welche alle mit der zentralen Steuereinheit 21 verbunden sind. Ferner ist eine externe Schnittstelle 35 mit der zentralen Steuereinheit 21 verbunden, zum Zweck der externen Steuerung und Datenverarbeitung. Die Zuweisung von Rahmen und Zeitschlitzen, und im Falle einer Multiträger- Multizeitschlitz-Technologie wie DECT, auch der verschiedenen Kombinationen von Trägerfrequenzen und Zeitschlitzen, werden durch die zentrale Steuereinheit 21 gesteuert und in den Speichermitteln gespeichert.
• Das Klingeltonerzeugungsmittel 30 ist mit einer Klingel 31 verbunden, um einen Klingel- oder Hinweisklang zu erzeugen, wenn ein Anruf ankommt. Optional kann ein visuelles Hinweissignal durch eine Lampe oder LED 32, welche wie abgebildet angeschlossen ist, ausgesendet werden. Das Anzeigemittel 33, wie eine LCD-Vorrichtung ist operativ mit der zentralen Steuereinheit 21 verbunden, um Anrufinformation und andere Benutzer- und Systemdaten anzuzeigen.
• Für die Energieversorgung des Telefongeräts 20 ist eine Batterie- und Energieeinheit 34 vorgesehen.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Zeit- und Synchronisationssteuereinheit 23 so gesteuert, dass sie eine Übergabe und ein Roaming sowohl an synchrone als auch asynchrone Funkverbindungen durchführt.
• Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Funkzugangseinheit 40, welche gemäß dem DECT-Standard arbeitet. Die Zugangseinheit 40 hat eine Festdrahtverbindung 41 nur einer in Fig. 1 gezeigten Funkvermittlung 2. Die zentrale Steuer- und Anwendungslogik 42 erfasst eingehende Anrufe und steuert ausgehende Anrufe, und wählt geeignete Kombinationen von Träger- und Zeitschlitz gemäß dem DCA/CDCS-Algorithmus. Die verschiedenen Verbindungen und Zeitschlitze werden über einen Multiplexer 43 zusammengeführt. Die Funkzugangseinheit 40 hat eine Rahmen- und Schlitzsynchronisationseinheit 44, welche die Schlitzempfangs- und Sendezeiten steuert. Die zentrale Steuerlogik 42 steuert auch einen Sende/Empfangs-Schalter (T/R, von Transmit/Receive) 45, und einen Antennen-Diversity- Schalter 46, wenn eine Antennen-Diversity implementiert ist.
• Bei Antennen-Diversity, wenn eine Funkverbindung keine gute Kommunikation bereitstellt, versucht die Steuerlogik zuerst die andere Antenne bevor der Funkkommunikationskanal gewechselt wird.
• Die Funkschnittstelle der Zugangseinheit 40 besteht aus einem Empfänger/Demodulator 47 und einem Sender/Modulator 48. Synchronisations- und Steuerungsinformation wird von der Einheit 49 von den empfangenen Daten abgezogen, während solche Information den zu sendenden Daten durch die wie abgebildet angeschlossene Einheit 50 hinzugefügt wird.
• Die Rahmen- und Schlitzsynchronisationseinheit 44 wird so gesteuert, dass sie die Übergabe der vorliegenden Erfindung unterstützt.
• Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein bezüglich eines DECT-Funktelefonkommunikationssystems veranschaulicht wird, ist sie nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann sowohl mit anderen Kommunikationsvorrichtungen verwendet werden, wie mit Datenkommunikationsgeräten, als auch in anderen drahtlosen Multizellen-Kommunikationssystemen.

Claims (20)

1. Abtastungsverfahren zur Einleitung einer Anrufübergabe oder eines Roaming in einem Duplexfunkkommunikationssystem, das Funkzugangseinheiten (11, 12) und mindestens eine Fernfunkkommunikationseinheit (10) umfasst, wobei die Funkzugangseinheiten (11, 12) und die oder jede Fernfunkkommunikationseinheit (10) eingerichtet sind, um einen Anruf oder eine Funkverbindung zwischen einer Fernfunkkommunikationseinheit (10) und einer Funkzugangseinheit (11, 12) zu errichten, welche Funkverbindung ausgewählt ist aus einer Vielzahl von vorbestimmten Funkverbindungen, und um einen in einer ersten Funkverbindung (13, 14) zwischen einer Fernfunkkommunikationseinheit (10) und einer ersten Funkzugangseinheit (11) in Gang befindlichen Anruf auf eine zweite Funkverbindung (15, 16) zwischen der Fernfunkkommunikationseinheit (10) und einer zweiten Funkzugangseinheit (12) umzuschalten, dadurch gekennzeichnet, dass wenn jede oder Gruppen von Funkzugangseinheiten (11, 12) auf gegenseitig zeitlich asynchrone Weise betrieben werden, um eine asynchrone Funkumgebung zu bilden, und die Fernfunkkommunikationseinheit (10) mit einer ersten Funkzugangseinheit (11) synchronisiert ist, das Verfahren die folgenden von der Fernfunkkommunikationseinheit (10) durchgeführten Schritte umfasst:

a) Abtasten der Funkumgebung nach Funkzugangseinheiten, welche auf zeitlich synchrone Weise mit der ersten Funkzugangseinheit (11) arbeiten, unter Verwendung eines Abtastfensters, das eine Breite und/oder zeitliche Position hat, sodass es im wesentlichen Synchronisationsdaten und Steuerungsdaten, die während einer vorbestimmten Zeitperiode in einer Funkverbindungsbetriebszeit synchron mit der ersten Funkverbindung (13, 14) ausgetauscht werden, holt,

b) Abtasten der Funkumgebung nach Funkzugangseinheiten, welche auf zeitlich asynchrone Weise mit der ersten Funkzugangseinheit (11) arbeiten, unter Verwendung eines Abtastfensters, das eine solche Breite und zeitliche Position hat, dass Synchronisationsdaten und Steuerungsdaten, welche im wesentlichen außerhalb der vorbestimmten Zeitperiode ausgetauscht werden, geholt werden,

c) Unterhalten einer Liste von synchronen und asynchronen Funkverbindungen, die für die Übergabe zur Verfügung stehen, und

d) Auswerten der Liste auf der Grundlage von vorbestimmten Funkverbindungskriterien, um so zu bestimmen, ob eine Übergabe oder ein Roaming eingeleitet werden muss.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei Schritt a) die Fernkommunikationseinheit (10) ihre Zeitreferenz mit den geholten Synchronisationsdaten synchronisiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei Schritt b) das Abtastfenster eine solche Breite und zeitliche Position hat, dass es die vorbestimmte Zeitperiode enthält, und wobei synchrone Funkverbindungen und asynchrone Funkverbindungen auf der Grundlage der Zeitdifferenz zwischen dem Empfang der Synchronisationsdaten und der vorbestimmten Zeitperiode unterschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Zeitdifferenz von der Funkkommunikationseinheit (10) verwendet wird, um ihre Zeitreferenz einzustellen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der Schritt a) und Schritt b) mit unterschiedlichen Raten durchgeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt a) bei einer höheren Rate als Schritt b) durchgeführt wird, wenn eine Zahl von synchronen Funkverbindungen, die für eine Übergabe adäquat sind, erfasst wird, wobei die Zahl und die Rate adaptiv eingestellt werden können, abhängig von vorbestimmten Funkverbindungskriterien.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei Schritt a) und Schritt b) die Zahl der abzutastenden Funkverbindungen begrenzt ist, wenn eine Zahl von für eine Übergabe adäquate Funkverbindungen erfasst wird, wobei die Zahl adaptiv eingestellt werden kann, abhängig von vorbestimmten Funkverbindungskriterien.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Funkkommunikationssystem in Übereinstimmung mit dem Standard für Digitale Europäische Schnurlostelekommunikation (DECT) arbeitet, und wobei die vorbestimmten Funkverbindungskriterien gebildet werden durch eines oder eine Kombination der folgenden Kriterien: HF-Signalpegel (RSSI), Fehler der Burstsynchronisation (SYNC), Fehler des Systeminformations-Feldtestworts (A CRC), Fehler des Datenfeld-Testworts (X CRC).

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend die Schritte:

e) Aussetzen der Übertragung durch die Fernfunkkommunikationseinheit (10) in der ersten Funkverbindung (13, 14) während das Übertragen durch die erste Funkzugangseinheit (11) in der ersten Funkverbindung (14) aufrecht erhalten wird,

f) Herstellen der zweiten Funkverbindung (15, 16),

g) Wiederaufnahme des Anrufs in der zweiten Funkverbindung (15, 16), und

h) Freigabe der ersten Funkverbindung (14) durch die erste Funkzugangseinheit (11).

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die ersten und zweiten Funkzugangseinheiten (11, 12) auf gegenseitig zeitlich asynchrone Weise betrieben werden, und wobei die ersten und zweiten Funkzugangseinheiten (11, 12) einen Teil von ersten und zweiten zeitlich unabhängig betriebenen Funkkommunikationsnetzen sein können.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei während der Schritte e) und f) die erste Funkzugangseinheit (11) die Übertragung des Anrufs in der ersten Funkverbindung (14) aufrecht erhält, und die Fernfunkkommunikationseinheit (10) das Empfangen des Anrufs in der ersten Funkverbindung (14) aufrecht erhält.

12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei zu Beginn der Übergabe die Fernkommunikationseinheit (10) eine Übertragungsaussetzungsmitteilung an die erste Funkzugangseinheit (11) weiterleitet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei nach Empfang der Übertragungsaussetzungsmitteilung durch die erste Funkzugangseinheit (11), eine Signalisierungsmitteilung ausgetauscht wird, zum Zwecke der Angabe, dass der Anruf einer Übergabe unterliegt, welche Mitteilung endgeräteseitig die Form eines Sprachsignals, eines Audiotonsignals oder eines visuellen Anzeigesignals annehmen kann, ohne hierauf beschränkt zu sein, und wobei die Signalisierungsmitteilung freigegeben wird, wenn der Anruf wiederaufgenommen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11, 12 oder 13, wobei wenn der Anruf in der zweiten Funkverbindung (15, 16) wieder aufgenommen wird, die erste Funkverbindung (14) freigegeben wird nach einer vorbestimmten Zeitperiode nach der Aussetzung der Übertragung durch die Fernkommunikationseinheit (10).

15. Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11, 12, 13 oder 14, wobei wenn der Anruf in der zweiten Funkverbindung (15, 16) wieder aufgenommen wird, eine Freigabemitteilung an die erste Funkzugangseinheit (11) über ihr entsprechendes Funkkommunikationsnetz weitergeleitet wird, um die erste Funkverbindung (14) freizugeben.

16. Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11, 12, oder 13, wobei wenn die zweite Funkverbindung (15, 16) nicht hergestellt werden kann, der Anruf in der ersten Funkverbindung (13, 14) wieder aufgenommen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei wenn der Anruf in der ersten Funkverbindung (13, 14) nicht wieder aufgenommen werden kann, eine dritte Funkverbindung zwischen der Funkkommunikationseinheit (10) und der ersten Funkzugangseinheit (11) errichtet wird, und der Anruf in der dritten Funkverbindung wieder aufgenommen wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei der Anruf unter Aufrechterhaltung von für die erste Funkverbindung (13, 14) besonderen Anrufsteuerungsmerkmalen wieder aufgenommen wird.

19. Fernkommunikationseinheit (20), wie zum Beispiel ein Funktelefon zur Verwendung in einem Duplexfunkkommunikationssystem, das Funkzugangseinheiten (40) und mindestens eine Fernkommunikationseinheit (20) umfasst, insbesondere ein schnurloses Funkkommunikationssystem, wobei die Fernkommunikationseinheit (20) Steuerungsmittel (23) umfasst, die ausgebildet sind, um gemäß jedem der Schritte des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zu arbeiten.

20. Funkzugangseinheit (40), wie zum Beispiel eine Funkbasisstation zur Verwendung in einem Duplexfunkkommunikationssystem, das Funkzugangseinheiten (40) und mindestens eine Fernkommunikationseinheit (20) enthält, insbesondere ein schnurloses Funkkommunikationssystem, wobei die Funkzugangseinheit (40) Steuerungsmittel (44) umfasst, die ausgebildet sind, um gemäß jedem der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zu arbeiten.