DE69829709T2 - Sendeleistungsregelung von mobilen Stationen während dem Weiterreichen in einem Zellularsystem - Google Patents

Sendeleistungsregelung von mobilen Stationen während dem Weiterreichen in einem Zellularsystem Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf die Verbindungsumschaltung in Zellentelekommunikationssystemen und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, um die Sendeleistung einer Mobilstation während der Verbindungsumschaltung eines Anrufs zwischen den Basisstationen eines Zellensystems zu steuern.
  • Im Gebiet der Zellentelekommunikation sind unlängst die Anstrengungen auf die Entwicklung von Systemen des Codemultiplex-Vielfachzugriff-Typs (CDMA-Systemen) gerichtet gewesen. In einem CDMA-System kommunizieren mehrere Benutzer, von denen jeder einen durch einen eindeutig zugeordneten digitalen Code gekennzeichneten Kanal verwendet, gleichzeitig mit dem System, während sie sich dasselbe Breitband-Frequenzspektrum teilen.
  • Der CDMA schafft mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Frequenzvielfachzugriff-Systemen (FDMA-Systemen) oder Zeitvielfachzugriff-Systemen (TDMA-Systemen). In FDMA-Systemen werden den Benutzern jeweils eindeutige Frequenzen sowohl für die Kommunikation von der Mobilstation zur Basisstation (die Aufwärtsstrecke oder Rückwärtsstrecke) als auch für die Kommunikation von der Basisstation zur Mobilstation (die Abwärtsstrecke oder Vorwärtsstrecke) zugeordnet. In TDMA-Systemen wird jedem Benutzer eine eindeutige Frequenz für die Aufwärtsstrecke und die Abwärtsstrecke und eine eindeutige Zeitperiode, in der auf dieser Frequenz zu senden oder zu empfangen ist, zugeordnet. Diese FDMA- und TDMA-Systeme erfordern Planung für die Zuordnung der Kanalfrequenzen und/oder der Zeitperioden auf diesen Frequenzen zu den Mobilstationen und Basisstationen. In einem CDMA-System ist jedoch die Planung der Frequenz- und Zeitperiodenzuordnung für die Mobilstationen und die Basisstationen der Zellen nicht wie in den FDMA- und TDMA-Systemen notwendig, weil sich alle CDMA-Basisstationen das ganze Abwärtsstrecken-Frequenzspektrum teilen, während sich alle Mobilstationen das ganze Aufwärtsstrecke-Frequenzspektrum teilen. Die Tatsache, dass sich alle Aufwärtsstrecken- oder Abwärtsstrecken-Benutzer im CDMA das Breitband-Frequenzspektrum teilen, vergrößert außerdem die Kapazität, weil die Anzahl der Benutzer, die gleichzeitig multiplexiert werden können, nur durch die Anzahl der digitalen Codes, die verfügbar sind, um die eindeutigen Kommunikationskanäle des Systems zu kennzeichnen, und die durch die anderen Benutzer verursachte Gesamtstörung, die sich dasselbe Spektrum teilen, und nicht durch die Anzahl der verfügbaren Hochfrequenzkanäle begrenzt ist. Weil außerdem die Energie der gesendeten Signale über das Frequenzband der Breitband-Aufwärtsstrecke oder -Abwärtsstrecke gestreut ist, beeinflusst der selektive Frequenzschwund nicht das ganze CDMA-Signal. Die Mehrwegeführung wird außerdem in einem CDMA-System bereitgestellt. Falls mehrere Ausbreitungswege vorhanden sind, können sie getrennt werden, solange wie die Unterschiede in den Pfadverzögerungen 1/BW überschreiten, wobei BW gleich der Bandbreite der Übertragungsstrecke ist.
  • In einem CDMA-Zellensystem werden die Sendeleistungspegel der Mobilstationen wichtig. Im CDMA werden die Signale von vielen verschiedenen Mobilstationen gleichzeitig auf derselben Frequenz an einer Basisstation empfangen. Infolge der Art der CDMA-Demodulation ist es notwendig, dass das an der Basisstation von jeder Mobilstation empfangene Signal so genau wie möglich einen einzelnen Pegel besitzt, sodass das Signal von einer Mobilstation das Signal von einer weiteren Mobilstation nicht überflutet (das Nah-Fern-Problem). In einem CDMA-Zellensystem kann ein Leistungssteuerprozess verwendet werden, um den Sendeleistungspegel jeder Mobilstation zu steuern, sodass der an der Basisstation von jeder Mobilstation empfangene Signalpegel sich so genau wie möglich auf einem einzelnen vorgegebenen Pegel befindet. Außerdem kann der Leistungssteuerprozess verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Pegel der empfangenen Signale an der Basisstation einen angemessenen Pegel aufweisen, so dass keine Anrufe fallengelassen werden. Ein Beispiel eines Leistungssteuerschemas für CDMA-Mobilstationen ist die Leistungssteuerung, die von Systemen verwendet wird, die in der IS-95-Norm der Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Association (TIA/EIA) spezifiziert sind. Ein weiteres in Beziehung stehendes Leistungssteuerschema für CDMA-Mobilstationen ist die Leistungssteuerung, die von Systemen verwendet wird, die in der ANSI-008-Norm spezifiziert sind, die die 1900-MHz-Version des IS-95 für persönliche Kommunikationssysteme (PCS) ist.
  • Im IS-95-Leistungssteuerprozess stellt eine Mobilstation zuerst ihren Sendeleistungspegel unter Verwendung eines einer Basisstation zugeordneten Zugriffskanals ein, durch den die Mobilstation versucht, Zugriff auf das System zu erlangen. Um Zugriff zu erlangen, folgt die Mobilstation einem Leistungssteuerprozess mit offener Schleife, der das Senden von Zugriffssondierungssendungen mit einem relativ niedrigen Leistungspegel auf einem Zugriffskanal und das allmähliche Vergrößern des Pegels der nachfolgenden Zugriffssondierungssendungen in durch das System eingestellten Zugriffssondierungs-Korrekturinkrementen umfasst, bis eine Antwort vom System erhalten wird und die Mobilstation Zugriff auf das System erlangt. Die Sendeleistung jeder Zugriffssondierungssendung in einem Zugriffskanal ist durch die Gleichung: mittlere Ausgangsleistung (dBm) = –mittlere Eingangsleistung (dBm) – 73 + NOM_PWR (dBm) + INIT_PWR (dBm) + die Summe aller Zugriffssondierungskorrekturen (1)gegeben. Die Werte NOM_PWR und INIT_PWR sind Systemparameter mit durch das System zugeordneten Werten. Die mittlere Eingangsleistung ist der Leistungspegel des Signals des Rückwärtsstrecken-Zugriffskanals, wie er an der Mobilstation empfangen wird.
  • Die Gleichung für die ANSI-008-Norm ist ähnlich, sie besitzt aber infolge des Frequenzunterschieds eine Konstante, die anstatt gleich 73 gleich 76 ist, wobei sie außerdem einen zusätzlichen Wert enthält, der addiert wird, um den Bereich von NOM_PWR zu vergrößern, wobei der zusätzliche Wert als 16·NOM_PWR_EXT definiert ist, was ein Systemparameter ist. IS-95 könnte außerdem modifiziert werden, damit sie einen ähnlichen Wert enthält.
  • Sobald die Mobilstation Zugriff auf das System erlangt, wartet sie in einer Ruhebetriebsart, bis ein Anruf entweder von der Mobilstation zur Basisstation oder von der Basisstation zur Mobilstation eingeleitet wird. Dann werden für den Anruf ein Rückwärtsverkehrskanal und ein Vorwärtsverkehrskanal zugeordnet. Wenn die Mobilstation auf dem IS-95-Rückwärtsverkehrskanal sendet, wird sie auf den auf dem Zugriffskanal durch den durch die Gleichung (1) definierten Prozess mit offener Schleife eingestellten Pegel initialisiert. Sobald der Sendeleistungspegel auf dem Rückwärtsverkehrskanal initialisiert ist und der Anruf beginnt, beginnen dann außerdem das System und die Mobilstation einen Leistungssteuerprozess mit geschlossener Schleife. Der Leistungssteuerprozess mit geschlossener Schleife erlaubt, dass der an der Basisstation von jeder Mobilstation, die auf einem Rückwärtsverkehrskanal sendet, empfangene Signalpegel so genau wie möglich auf einen einzelnen vorgegebenen Pegel eingestellt wird. Im Leistungssteuerprozess mit geschlossener Schleife sendet die Basisstation Leistungssteuerkorrekturen mit geschlossener Schleife in der Form von Leistungssteuerbits auf einem Leistungssteuer-Unterkanal, der im Vorwärtsverkehrskanal enthalten ist, an die Mobilstation. Ein einzelnes Leistungssteuerbit wird alle 1,25 ms auf dem Leistungssteuer-Unterkanal gesendet. Ein auf dem Leistungssteuer-Unterkanal gesendetes "Eins"-Bit gibt an, dass die Mobilstation ihre Sendeleistung um 1 dB vergrößern sollte, während ein "Null"-Bit angibt, dass die Mobilstation ihre Sendeleistung um 1 dB verringern sollte. Jedes Mal, wenn ein gültiges Steuerbit auf dem Leistungssteuer-Unterkanal an der Mobilstation empfangen wird, stellt die Mobilstation ihren Ausgangsleistungspegel in einem Inkrement von 1 dB nach oben oder nach unten ein. Die Mobilstation kann die Sendeleistung innerhalb eines Bereichs von 24 dB um den durch den Leistungssteuerprozess mit offener Schleife auf dem Zugriffskanal eingestellten Pegel einstellen, wobei, wie der Anruf andauert, die Sendeleistung der Mobilstation auf dem Rückwärtsverkehrskanal eingestellt wird, sodass ein gewünschter Leistungspegel erreicht und aufrechterhalten wird. Die Mobilstation setzt außerdem gleichzeitig den Leistungssteuerprozess mit offener Schleife fort, diesmal unter Verwendung des Vorwärtsverkehrskanals. Im Prozess mit offener Schleife ist die auf dem Rückwärtsverkehrskanal empfangene mittlere Eingangsleistung der bestimmende Wert. Wenn sie am Anruf beteiligt ist, sind die Eingaben, die Änderungen der Sendeleistung der Mobilstation verursachen, die mittlere Eingangsleistung, wie sie von der Basisstation auf dem Vorwärtsverkehrskanal empfangen wird, und die durch die auf dem Vorwärts-Leistungssteuerkanal empfangenen Leistungssteuerbits angegebenen Leistungskorrekturen mit geschlossener Schleife. Während eines Anrufs ist der Ausgangsleistungspegel der Mobilstation auf dem Rückwärtsverkehrskanal durch die Gleichung: mittlere Ausgangsleistung (dBm) = –mittlere Eingangsleistung (dBm) – 73 + NOM_PWR (dBm) + INIT_PWR (dBm) + die Summe aller Zugriffssondierungskorrekturen + die Summe aller Leistungssteuerkorrekturen mit geschlossener Schleife (2) gegeben. Wie für die Gleichung 1 ist die Gleichung der ANSI-008-Norm ähnlich, sie besitzt aber infolge des Frequenzunterschieds eine Konstante, die anstatt gleich 73 gleich 76 ist, wobei sie außerdem einen zusätzlichen Wert enthält, der addiert wird, um den Bereich von NOM_PWR zu vergrößern, wobei der zusätzliche Wert als 16·NOM_PWR_EXT definiert ist, was ein Systemparameter ist.
  • Ein Wechsel (eine Verbindungsumschaltung) des Anrufs von einer Basisstation zu einer weiteren Basisstation kann sich ereignen, wenn sich die Mobilstation durch das System bewegt. In einem CDMA-System sind zwei Typen der Verbindungsumschaltung möglich. Eine weiche Verbindungsumschaltung ereignet sich, wenn die Mobilstation die Kommunikation mit der neuen Basisstation beginnt, ohne die Kommunikation mit der alten Basisstation zu unterbrechen. Die weiche Verbindungsumschaltung kann nur zwischen CDMA-Verkehrskanälen verwendet werden, die völlig gleiche Kanalfrequenz-Zuordnungen besitzen. Eine harte Verbindungsumschaltung von CDMA zu CDMA ereignet sich, wenn die Mobilstation zwischen zwei disjunkten Mengen von Basisstationen, verschiedenen Frequenzzuordnungen oder verschiedenen Verkehrskanal-Rahmenversätzen übergeht.
  • Während einer weichen Verbindungsumschaltung eines Anrufs fährt das System fort, den Leistungssteuerprozess mit offener Schleife zu verwenden, um die Sendeleistung der Mobilstation auf dem Rückwärtsverkehrskanal einzustellen, wenn die Mobilstation zu den Verkehrskanälen der neuen Basisstation wechselt. Während einer harten Verbindungsumschaltung von CDMA zu CDMA wird ein Wert einer nominellen Leistungseinstellung (NOM_PWR) für die Zielzelle in einer Verbindungsumschaltungsnachricht an die Mobilstation gesendet. Die nominelle Leistungseinstellung (NOM_PWR) wird dann verwendet, um einen anfänglichen Sendeleistungspegel auf dem Verkehrskanal der neuen Basisstation einzustellen. Wenn die Mobilstation das Senden auf dem neuen Rückwärtsverkehrskanal beginnt, dann treten die Leistungssteuerungen mit offener und geschlossener Schleife in den Vordergrund, sodass die Sendungen mit dem richtigen Pegel fortgesetzt werden.
  • In einem CDMA-System mit Zellen mit verschiedenen Größen und Basisstationen mit Sendern mit verschiedenen Größen kann die Basisstation in einer speziellen Zelle im Vergleich zur gewünschten Stärke des empfangenen Signals für die von den Mobilstationen empfangenen Signale der Basisstation einer weiteren Zelle eine andere gewünschte Stärke des empfangenen Signals für die von den Mobilstationen empfangene Signale besitzen. Falls dieser Unterschied zwischen angrenzenden Zellen vorhanden ist, könnte während der Verbindungsumschaltung eines Anrufs zwischen den angrenzenden Zellen ein Problem auftreten. Falls die Verbindungsumschaltung von einer Zelle mit höherer Leistung zu einer Zelle mit niedrigerer Leistung erfolgt, könnte es unter den Mobilstationen in der neuen Zelle ein potentielles Nah-Fern-Problem geben. Die an der Verbindungsumschaltung des Anrufs beteiligte Mobilstation kann sich anfangs auf einem Leistungspegel befinden, der viel größer als der der anderen Mobilstationen in der neuen Zelle ist. Das Signal von der an der Verbindungsumschaltung des Anrufs beteiligten Mobilstation kann dann die Signale von den anderen Mobilstationen an der Basisstation überfluten und ein Nah-Fern-Problem verursachen. Falls die Verbindungsumschaltung von einer Zelle mit niedrigerer Leistung zu einer Zelle mit höherer Leistung erfolgt, könnte es ein Problem eines potentiell fallengelassenen Anrufs geben. Die an der Verbindungsumschaltung des Anrufs beteiligte Mobilstation kann sich anfangs auf einem Leistungspegel befinden, der viel kleiner als der der anderen Mobilstationen in der neuen Zelle ist. Die an der neuen Basisstation von der Mobilstation bei der Verbindungsumschaltung des Anrufs empfangene Signalstärke kann nicht angemessen sein, um die Verbindung auf der Rückwärtsstrecke aufrechtzuerhalten, wobei in dieser Situation ein fallengelassener Anruf auftreten könnte.
  • Für die harte Verbindungsumschaltung des IS-95-Typs kann der verwendete Leistungssteuerprozess nicht angemessen sein, um die Probleme bei der Verbindungsumschaltung des Anrufs zwischen Zellen mit verschiedenen Größen zu vermeiden. Weil sich abermals die Verbindungsumschaltung an der Schwelle ereignet, wo der empfangene Signalpegel auf dem Messkanal der aktuellen Basisstation ein wenig größer als der empfangene Signalpegel auf dem Messkanal der neuen Basisstation ist, verursacht die Variable der mittleren Eingangsleistung, die in den Gleichungen (1) verwendet wird, keine signifikante Änderung der Sendeleistung der Mobilstation. In der IS-95 wird der Sendeleistungspegel der Mobilstation bei einer harten Verbindungsumschaltung durch die neue Basisstation eingestellt, die einen neuen NOM_PWR-Wert an die Mobilstation sendet. Der NOM_PWR-Wert ist typischerweise ein geschätzter Wert, der eingestellt wird, um den Sendeleistungspegel der Mobilstation in der Zielzelle auf einen geeigneten Anfangspegel einzustellen. Der neue NOM_PWR-Wert wird dann in der Mobilstation verwendet, um eine neue mittlere Ausgangsleistung, wie durch die obige Gleichung (1) gegeben ist, für die anfängliche Sendung der Mobilstation auf dem Rückwärtsverkehrskanal nach der Verbindungsumschaltung zu berechnen. In diesem Prozess erstreckt sich der Bereich des Wertes von NOM_PWR von –8 dB bis 7 dB. In der ANSI-008-Norm wird der Wert 16·NOM_PWR_EXT zusammen mit NOM_PWR in Gleichung 1 verwendet, sodass sich der Bereich von –24 dB bis 7 dB erstreckt. In beiden Systemen könnte das Problem eines fallengelassenen Anrufs oder ein Nah-Fern-Problem auftreten, falls der Sendeleistungspegel der Mobilstation darüber hinaus eingestellt werden muss, was der Bereich erlaubt.
  • EP-A-0667726 beschreibt ein Mobilkommunikationssystem, in dem zum Zeitpunkt der Verbindungsumschaltung von einer ersten Basisstation mit einem großen Zellenradius zu einer zweiten Basisstation mit einem kleineren Zellenradius die Sendeleistung der Mobilstation verringert werden kann. Ein Basisstations-Steuermittel informiert die zweite Basisstation vom Vorhandensein der Mobilstation und stellt eine Verbindung der Rückwärtsstrecke von der Mobilstation zur zweiten Basisstation vor dem Herstellen einer Verbindung der Vorwärtsstrecke der Mobilstation her. Die Basisstations-Steuermittel, die Mobilstation und die erste und zweite Basisstation bilden eine geschlossene Schleife, um die Steuerung mit geschlossener Schleife der Mobilstation auszuführen, um die Ausgangsleistung der Mobilstation zu unterdrücken. Das System kann jedoch immer noch am Nah-Fern-Problem leiden, wenn die Verbindung der Rückwärtsstrecke hergestellt ist, wobei es das Problem des fallengelassenen Anrufs nicht anspricht.
  • Die vorliegende Erfindung versucht, das Nah-Fern-Problem und das Problem des fallengelassenen Anrufs zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, um in einem Telekommunikationssystem, das eine Mobilstation und eine Infrastruktur mit mehreren Basisstationen besitzt, die Sendeleistung der Mobilstation während des Wechsels eines Anrufs zwischen einer ersten Basisstation und einer zweiten Basisstation zu steuern, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Senden einer ersten Nachricht von der Mobilstation zu der Infrastruktur, wobei die erste Nachricht eine Messung der empfangenen Leistung, die auf einem Messkanal der zweiten Basisstation vorgenommen wird, enthält, Bestim men eines ersten Parameters in der Infrastruktur anhand der Messung der empfangenen Leistung, der Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und eines Leistungspegels, mit dem ein Signal von der Mobilstation bei der zweiten Basisstation empfangen wird, Senden einer zweiten Nachricht von der Infrastruktur zu der Mobilstation, wobei die zweite Nachricht den ersten Parameter enthält, Bestimmen eines Sendeleistungspegels anhand des ersten Parameters in der Mobilstation und Senden von der Mobilstation zu der zweiten Basisstation auf einem Verkehrskanal mit dem Sendeleistungspegel. Dies kann das Potential für fallengelassene Anrufe oder für das Auftreten von Nah-Fern-Problemen während der Verbindungsumschaltung zwischen Basisstationen mit Zellen mit verschiedener Größe verringern, wobei die Zellen mit verschiedener Größe erfordern, dass die Mobilstationen mit verschiedenen Leistungspegeln, abhängig von der Leistungsgröße, senden.
  • Das Senden der ersten Nachricht kann das Senden einer ersten Nachricht von der Mobilstation zu der ersten Basisstation umfassen und das Bestimmen eines ersten Parameters kann das Senden einer dritten Nachricht von der ersten Basisstation zu der zweiten Basisstation, wobei die dritte Nachricht die Messung der empfangenen Leistung enthält, und das Bestimmen eines Parameters für die Messung der empfangenen Leistung, eines ersten Leistungspegels und eines zweiten Leistungspegels bei der Basisstation umfassen. Der erste Leistungspegel ist die Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und der zweite Leistungspegel ist ein Leistungspegel, mit dem ein Signal von der Mobilstation bei der zweiten Basisstation empfangen wird.
  • Das Senden von der Infrastruktur zu der Mobilstation kann das Senden einer vierten Nachricht von der zweiten Basisstation zu der ersten Basisstation, wobei die vierte Nachricht den ersten Parameter enthält, und das Senden einer fünften Nachricht von der ersten Basisstation zu der Mobilstation, wobei die fünfte Nachricht den ersten Parameter enthält, umfassen. Das Senden von der Infrastruktur zu der Mobilstation kann das Senden einer vierten Nachricht von der zweiten Basisstation zu der Mobilstation umfassen, wobei die vierte Nachricht über eine Schnittstelle gesendet wird und den ersten Parameter enthält. Die erste Basisstation und die zweite Basisstation können auf wesentlich verschiedenen Leistungspegeln arbeiten. Das System kann ein System umfassen, das gemäß der IS-95-Systemnorm arbeitet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird außerdem eine Vorrichtung zum Steuern der Sendeleistung einer Mobilstation während des Wechsels eines Anrufs zwischen einer ersten Basisstation und einer zweiten Basisstation geschaffen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen ersten Sender zum Senden einer ersten Nachricht von der Mobilstation zu der Infrastruktur, wobei die erste Nachricht eine Messung der empfangenen Leistung, die auf einem Messkanal der zweiten Basisstation ausgeführt wird, enthält, ein erstes Bestimmungsmittel, das in der Infrastruktur einen ersten Parameter anhand der Messung der empfangenen Leistung, der Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und des Leistungspegels, mit dem ein Signal von der Mobilstation bei der zweiten Basisstation empfangen werden soll, bestimmt, ein zweites Sendemittel zum Senden einer zweiten Nachricht von der Infrastruktur zu der Mobilstation, wobei die zweite Nachricht den durch das Bestimmungsmittel bestimmten ersten Parameter enthält, und ein zweites Bestimmungsmittel, das in der Mobilstation einen Sendeleistungspegel anhand des ersten Parameters bestimmt, wobei das erste Sendemittel von der Mobilstation zu der zweiten Basisstation auf einem Verkehrskanal mit dem Sendeleistungspegel sendet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Telekommunikationssystem geschaffen, das eine Infrastruktur aufweist, die umfasst: eine erste und eine zweite Basisstation und Verarbeitungsmittel, wobei die erste Basisstation so konfiguriert ist, dass sie von einer Mobilstation eine erste Nachricht empfängt, wobei die erste Nachricht eine Messung der empfangenen Leistung, die auf einem Messkanal der zweiten Basisstation ausgeführt wird, enthält, die Verarbeitungsmittel so konfiguriert sind, dass sie einen ersten Parameter anhand der Messung der empfangenen Leistung, der Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und eines Leistungspegels, auf dem ein Signal von dem Mobilendgerät bei der zweiten Basisstation empfangen werden soll, bestimmen, und die erste oder die zweite Basisstation so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Nachricht zu dem Mobilendgerät sendet, wobei die zweite Nachricht den ersten Parameter enthält, um der Mobilstation zu ermöglichen, in vorgegebener Weise einen Sendeleistungspegel zu der zweiten Basisstation zu bestimmen.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, worin:
  • 1 einen Blockschaltplan eines gemäß einer Ausführungsform der Erfin dung konstruierten Telekommunikationssystems veranschaulicht;
  • 2 ein Blockschaltplan von Abschnitten einer CDMA-Mobilstation ist, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und betrieben wird;
  • 3 ein Blockschaltplan von Abschnitten einer CDMA-Basisstation ist, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und betrieben wird;
  • 4 ein Ablaufplan ist, der die durch die Mobilstation nach 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schritte des Leistungssteuerprozesses der Verbindungsumschaltung veranschaulicht;
  • 5 ein Ablaufplan ist, der die durch die Basisstation nach 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schritte des Leistungssteuerprozesses der Verbindungsumschaltung veranschaulicht; und
  • 6 ein Ablaufplan ist, der die durch die Mobilstation nach 2 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schritte des Leistungssteuerprozesses der Verbindungsumschaltung veranschaulicht.
  • 1 veranschaulicht einen Blockschaltplan eines Telekommunikationssystems 100, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Das System 100 umfasst die Mobilstation 114 und eine Infrastruktur, die die System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 und die Basisstationen 102, 104, 106, 108 und 110 umfasst. Ein Teilnehmer, der einen durch den Betreiber des Zellensystems 100 bereitgestellten Dienst abonniert, kann die Mobilstation 114 verwenden, um über eine Funkschnittstelle, wie sie z. B. durch die Funkschnittstelle 118 zwischen der Mobilstation 114 und der Basisstation 108 gezeigt ist, Telephonanrufe auszuführen und zu empfangen, wie sich der Teilnehmer durch den Versorgungsbereich des Zellensystems 100 bewegt. Jede der Basisstationen 102, 104, 106, 108 und 110 stellt einen Versorgungsbereich über einen separaten Bereich des Systems 100 bereit, der in 1 als die Zelle A, die Zelle B, die Zelle C, die Zelle D bzw. die Zelle E gezeigt ist. Die Basisstationen 102, 104, 106, 108 und 110 sind wie in einem her kömmlichen Zellensystem mit der System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 verbunden. Die System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 ist mit einem öffentlichen Fernsprechnetz verbunden, um den Teilnehmern des Zellensystems 100 zu erlauben, vom ortsfesten öffentlichen Netz Telephonanrufe auszuführen und zu empfangen. Die Zelle A, die Zelle B, die Zelle C und die Zelle D sind so gezeigt, dass sie etwa die gleiche Größe aufweisen, wobei sie die Größe, die häufig als eine "Mikrozelle" bezeichnet wird, oder die Größe einer Zelle mit einer Breite von etwa 500 Meter besitzen können. Eine Mikrozelle des Systems 100 kann einen maximalen Sendeleistungspegel der Mobilstation von 200 mW erfordern. Es ist gezeigt, dass die Zelle E des Systems 100 innerhalb des Versorgungsbereichs der Zelle C enthalten ist, wobei sie die Größe, die häufig als eine "Pikozelle" bezeichnet wird, oder die Größe einer Zelle mit einer Breite von etwa 100 Meter besitzen kann. Eine Pikozelle des Systems 100 kann einen maximalen Sendeleistungspegel der Mobilstation von 20 mW erfordern. In der Ausführungsform nach 1 kann das Zellensystem 100 entsprechend der IS-95-Norm der Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Association (TIA/EIA) für Codemultiplex-Vielfachzugriff-Zellensysteme (CDMA-Zellensysteme) arbeiten, wobei die Sendeleistungspegel innerhalb der Zelle E für den Pikozellen-Betrieb verkleinert sind.
  • 2 ist ein Blockschaltplan von Abschnitten der Mobilstation 114 der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung. Die Mobilstation 114 umfasst eine Antenne 200, einen Duplexer 202, einen Sendeleistungsverstärker 204, einen analogen Empfänger 206, eine Sendeleistungs-Steuereinrichtung 208, einen Sucherempfänger 210, einen digitalen Datenempfänger 212, einen digitalen Datenempfänger 214, einen Diversity-Kombinierer/Decodierer 216, einen Steuerprozessor 218, einen digitalen Benutzer-Vocoder 220, einen Sendemodulator 222 und eine Benutzerschnittstelle 224. Die Mobilstation 114 kann in anderen Funktionen als der Leistungssteuerfunktion der Verbindungsumschaltung wie eine herkömmliche CDMA-Mobilstation, arbeiten. Die Mobilstation 114 enthält Modifikationen, die die Leistungssteuerung der Verbindungsumschaltung der vorliegenden Erfindung implementieren.
  • Die Antenne 200 ist durch den Duplexer 202 an den analogen Empfänger 206 angeschlossen. Die an der Antenne 200 empfangenen Signale werden durch den Duplexer 202 in den analogen Empfänger 206 eingegeben. Die empfangenen Signale werden in eine ZF-Frequenz umgesetzt und dann im analogen Empfänger 206 für die Eingabe in den digitalen Datenempfänger 212, den digitalen Datenempfänger 214 und den Sucherempfänger 210 gefiltert und digitalisiert. Das in den digitalen Datenempfänger 212, den digitalen Datenempfänger 214 und den Sucherempfänger 210 eingegebene digitalisierte ZF-Signal kann Signale von vielen bestehenden Verbindungen zusammen mit den von der Basisstation des Zellenstandorts, an dem sich die Mobilstation gegenwärtig befindet, gesendeten Pilotträgern und die von den Basisstationen in allen angrenzenden Zellenstandorten gesendeten Pilotträger enthalten. Der digitale Datenempfänger 212 und der digitale Datenempfänger 214 führen die Korrelation des ZF-Signals mit einer PN-Folge eines gewünschten empfangenen Signals aus. Das Ausgangssignal der digitalen Datenempfänger 212 und 214 ist eine Folge codierter Datensignale von zwei unabhängigen Wegen. Der Sucherempfänger 210 tastet den Zeitbereich um den nominellen Zeitpunkt eines empfangenen Pilotsignals einer Basisstation nach anderen Mehrwege-Pilotsignalen von derselben Basisstation und nach von anderen Basisstationen gesendeten anderen Signalen ab. Der Sucherempfänger 210 misst die Stärke jeder gewünschten Signalform zu anderen Zeitpunkten als dem nominellen Zeitpunkt. Der Sucherempfänger 210 erzeugt Signale für den Steuerprozessor 218, die die Stärken der gemessenen Signale angeben.
  • Die aus dem digitalen Datenempfänger 212 und dem digitalen Datenempfänger 214 ausgegebenen codierten Datensignale werden in den Diversity-Kombinierer/Decodierer 216 eingegeben. Im Diversity-Kombinierer/Decodierer 216 werden die codierten Datensignale ausgerichtet und kombiniert, wobei das resultierende Datensignal dann unter Verwendung der Fehlerkorrektur decodiert und in den digitalen Vocoder 220 eingegeben wird. Der digitale Vocoder 220 gibt dann die Informationssignale an die Benutzerschnittstelle 224 aus. Die Benutzerschnittstelle kann ein Handapparat mit einer Kleintastatur oder ein weiterer Typ der Benutzerschnittstelle, wie z. B. ein Monitor und eine Tastatur eines Laptop-Computers, sein.
  • Für die Sendung der Signale von der Mobilstation 114 wird ein an der Benutzerschnittstelle 224 empfangenes Signal in digitaler Form in den digitalen Benutzer-Vocoder 220 eingegeben, wie z. B. Daten oder Sprache, die in der Benutzerschnittstelle 224 in eine digitale Form umgesetzt worden sind. Im digitalen Vocoder 220 wird das Signal codiert und an den Sendemodulator 222 ausgegeben. Der Sendemodulator 222 führt die Walsh-Codierung des Signals aus und moduliert dann das Walsh-codierte Signal auf ein PN-Trägersignal, wobei die PN-Trägerfolge die PN-Trägerfolge des CDMA-Kanals ist, dem die Mobilstation zugeordnet ist. Die PN-Trägerinformationen werden vom System 100 an die Mobilstation 114 gesendet, wobei sie von den digitalen Datenempfängern 212 und 214 zum Steuerprozessor 218 übertragen werden, nachdem sie vom System empfangen worden sind. Der Steuerprozessor 218 sendet die PN-Trägerinformationen an den Sendemodulator 222. Das PN-modulierte Signal wird dann vom Sendemodulator 222 an die Sendeleistungssteuerung 208 ausgegeben. Die Sendeleistungssteuerung 208 stellt den Pegel der Sendeleistung der Mobilstation 114 entsprechend den vom Steuerprozessor 218 empfangenen Befehlen ein. Die Leistungssteuerbefehle können vom Steuerprozessor 218 entsprechend den vom System empfangenen Befehlen erzeugt werden, oder sie können durch die Software des Steuerprozessors 218 entsprechend vorgegebener Kriterien in Reaktion auf die durch die digitalen Datenempfänger 212 und 214 vom System empfangenen Daten erzeugt werden.
  • Das modulierte Signal wird dann von der Sendeleistungssteuerung 208 an den Sendeleistungsverstärker 204 ausgegeben, wo das Signal verstärkt und in ein HF-Sendefrequenzsignal umgesetzt wird. Das HF-Frequenzsignal wird dann vom Leistungsverstärker 204 an den Duplexer 202 ausgegeben und von der Antenne 200 gesendet.
  • 3 ist ein Blockschaltplan von Abschnitten einer Basisstation 110 der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung. Die Blockschaltpläne jeder der anderen Basisstation 102, 104, 106 und 108 nach 1 können zu dem in 3 für die Basisstation 110 gezeigten Blockschaltplan äquivalent sein. Die Basisstation 110 enthält einen ersten Empfängerabschnitt 332, einen zweiten Empfängerabschnitt 334, einen Steuerprozessor 322, einen Diversity-Kombinierer/Decodierer 324, eine Sendeleistungs-Steuereinrichtung 326, eine digitale Verbindung 328, einen Sendemodulator 330, einen Steuerkanal-Sender/Modulator 320, einen Sendeleistungsverstärker 310 und eine Antenne 304. Der erste Empfängerabschnitt 332 umfasst eine Antenne 300, einen analogen Empfänger 306, einen Sucherempfänger 312 und einen digitalen Datenempfänger 314. Der zweite Empfängerabschnitt 334 umfasst eine Antenne 302, einen analogen Empfänger 308, einen Sucherempfänger 316 und einen digitalen Datenempfänger 318.
  • Der erste Empfängerabschnitt 332 und der zweite Empfängerabschnitt 334 stellen die Raumdiversity für ein einzelnes Signal bereit, das an beiden Antennen 300 und 302 empfangenen werden kann. Die an der Antenne 300 empfangenen Signale werden in den analogen Empfänger 306 eingegeben, wo das Signal gefiltert, in eine ZF-Frequenz umgesetzt und digitalisiert wird, um ein digitales Signal zu erzeugen. Das digitale Signal wird dann vom analogen Empfänger 306 an den Sucherempfänger 312 und den digitalen Datenempfänger 314 ausgegeben. Der Sucherempfänger 312 tastet den Zeitbereich um das empfangene Signal ab, um zu verifizieren, dass der digitale Datenempfänger 314 das richtige Signal verfolgt. Der Steuerprozessor 322 erzeugt die Steuersignale für den digitalen Datenempfänger 314 entsprechend einem vom Sucherempfänger 312 empfangenen Signal, sodass das richtige Signal im digitalen Datenempfänger 314 empfangen wird. Der digitale Datenempfänger 314 erzeugt die richtige PN-Folge, die notwendig ist, um das vom analogen Empfänger 306 empfangene digitale Signal zu decodieren, und erzeugt gewichtete Ausgangssymbole für die Eingabe in den Diversity-Kombinierer/Decodierer 324. Die Antenne 302, der analoge Empfänger 308, der Sucherempfänger 316 und der digitale Datenempfänger 318 des zweiten Empfängerabschnitts 334 arbeiten in zu den Komponenten des ersten Empfängerabschnitts 332 völlig gleicher Weise, um eine zweite Menge gewichteter Ausgangssymbole zu erzeugen. Die gewichteten Symbole vom digitalen Datenempfänger 312 und vom digitalen Datenempfänger 318 werden dann im Diversity-Kombinierer/Decodierer 324 kombiniert und decodiert, um das empfangene digitale Signal zu erzeugen, das dann durch die digitale Verbindung 328 zur System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 nach 1 ausgegeben wird.
  • Wenn die von der System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 empfangenen Daten von der Basisstation 110 auf einem Verkehrskanal gesendet werden sollen, werden die Daten über die E/A 336 an der digitalen Verbindung 328 empfangen und zum Sendemodulator 330 gesendet. Der Sendemodulator 330 moduliert dann die Daten unter Verwendung der geeigneten Walsh-Funktion, die der Mobilstation zugeordnet ist, an die die Basisstation sendet. Die Walsh-modulierten Daten werden dann durch eine PN-Folge des Sprachkanals mit der geeigneten Zeitverschiebung gestreut und in die Sendeleistungs-Steuereinrichtung 326 eingegeben. Die Sendeleistungssteuerung 326 steuert die Sendeleistung in Reaktion auf die vom Steuerprozessor 322 empfangenen Steuersignale. Die Leistungssteuerbefehle können durch die Software im Steuerprozes sor 322 erzeugt werden. Das von der Leistungs-Steuereinrichtung 326 ausgegebene Signal wird in den Sendeleistungsverstärker 310 eingegeben und dann von der Antenne 304 gesendet. Die Basisstation 100 kann mehrere Sendemodulatoren und Sendeleistungs-Steuereinrichtungen besitzen, um an mehrere Mobilstationen zu senden.
  • Im System 100 wird ein Pilotkanal, der für Messungen der Verbindungsumschaltung verwendet werden kann, durch jede Basisstation erzeugt. Der für jede Basisstation des Systems 100 erzeugte Pilotkanal ist eindeutig, wobei jeder Pilotkanal anstatt durch eine eindeutige PN-Folge durch die Zeitverschiebung (oder Phase) der von der speziellen Basisstation gesendeten PN-Folge identifiziert wird. Der Pilotkanal für die Basisstation 110 kann im Steuerkanalmodulator/in der Leistungssteuerung 320 in Reaktion auf die durch den Steuerprozessor 322 erzeugten Steuersignale erzeugt werden. Das Signal des Pilotkanals kann unter Verwendung einer Walsh-Code-Folge vollständig aus Nullen und durch Multiplizieren der Walsh-Code-Folge mit der PN-Folge des Systems erzeugt werden, um ein Signal des Pilotkanals zu erzeugen, das eine geeignete Phase für die Basisstation 110 besitzt.
  • 4 und 5 sind Ablaufpläne, die die durch eine Mobilstation bzw. eine Ziel-Basisstation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Prozessschritte veranschaulichen. In dieser Ausführungsform wird die Ausgangsleistung einer Mobilstation bei der Verbindungsumschaltung entsprechend dem geschätzten Leistungsverlust zwischen der Mobilstation und der Ziel-Basisstation der Verbindungsumschaltung eingestellt. Der geschätzte Leistungsverlust basiert auf an der Mobilstation ausgeführten Messungen des Kanals der Verbindungsumschaltung. Die Ausgangsleistung der Mobilstation wird entsprechend dem geschätzten Leistungsverlust eingestellt, damit sie innerhalb eines annehmbaren Anfangsbereichs liegt. Dies minimiert die Probleme der fallengelassenen Anrufe oder die Nah-Fern-Probleme, die sich ereignen könnten, wenn die Verbindungsumschaltung zwischen Zellen mit verschiedenen Größen erfolgt. 4 und 5 können unter Bezugnahme auf die 1–3 und eine beispielhafte Verbindungsumschaltung der Mobilstation 114 von der Zelle D zur Zelle E erklärt werden.
  • Wenn sich die Mobilstation 114 innerhalb der Zelle D in der Richtung des Pfeils 116 zur Zelle E bewegt, misst der Sucherempfänger 210 der Mobilstation 114 die empfangenen Signalstärken auf den Pilotkanälen des Systems in der Menge der Kandidaten für die Verbindungsumschaltung und stellt die Ergebnisse der Signalstärkemessungen dem Steuerprozessor 218 bereit. Die Menge der Kandidaten für die Verbindungsumschaltung enthält die Piloten des Systems 100, die mit einer ausreichenden Stärke empfangen werden, um anzugeben, dass sie Kandidaten für die Verbindungsumschaltung sind, wobei sie in diesem Beispiel den Pilotkanal der Zelle E oder der Basisstation 110 enthält. Wenn sich die Mobilstation 114 an einem bestimmten Ort auf der oder in der Nähe der Grenzen der Zellen D und E befindet, wird der Kandidaten-Pilotkanal von der Basisstation 110 mit einem Signalstärkepegel empfangen, der eine vorgegebene Spanne größer als der auf dem Pilotkanal der Basisstation 108 empfangene Signalstärkepegel ist. An diesem Punkt erzeugt der Steuerprozessor 218 eine Messnachricht, die die Messergebnisse und den PN-Versatz des gemessenen Kandidatenpiloten der Basisstation 110 angibt.
  • Der Prozess beginnt im Schritt 402 nach 4, wenn die im Steuerprozessor 218 erzeugte Messnachricht von der Mobilstation 114 an die aktuelle Basisstation 108 gesendet wird. Als Nächstes geht der Prozess zum Wartezustand des Schrittes 404, wobei die Mobilstation 114 auf eine Antwort von der Basisstation 108 wartet. Während sich die Mobilstation 114 im Wartezustand des Schrittes 404 nach 4 befindet, geht der Prozess zum Schritt 502 nach 5, wenn die Basisstation 108 die von der Mobilstation 114 gesendete Messnachricht empfängt. Als Nächstes sendet im Schritt 504 die Basisstation 108 eine Verbindungsumschaltungs-Benachrichtigungsnachricht durch die System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 an die Basisstation 110. Der Steuerprozessor 322 empfängt die Verbindungsumschaltungs-Benachrichtigungsnachricht durch die digitale Verbindung 328 und bestimmt, dass für die Mobilstation 114 ein freier Verkehrskanal vorhanden ist. Im Schritt 506 erzeugt dann der Steuerprozessor 322 eine Annahmenachricht, die durch die digitale Verbindung 328 und die System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 an die Basisstation 108 zurückgeschickt wird. Als Nächstes sendet die Basisstation 108 im Schritt 508 einen PT(r)-Wert, wobei PT(r) der empfangene Leistungspegel des Piloten der Basisstation 110 ist, durch die System-Steuereinrichtung und -Vermittlung 112 an die Basisstation 110, wobei der PT(r)-Wert durch die digitale Verbindung 328 an den Steuerprozessor 322 gesendet wird. Als Nächstes berechnet der Steuerprozessor 322 im Schritt 510 die Daten der anfänglichen Sendeleistung für die Mobilstation 114. Im Schritt 510 kann der Steuerprozessor 322 zuerst die Streckendämpfung (PATHLOSS) zwischen der Mobilstation 114 und der Basisstation 108 berechnen, indem er PT(r) vom Sendeleistungspegel PT(t) der Basisstation 110 abzieht. Der Steuerprozessor 322 kann dann einen geschätzten Sendeleistungspegel PM(t) für die Mobilstation 114 berechnen, indem er die Streckendämpfung zu dem Pegel addiert, mit dem die Basisstation 108 das Signal von der Mobilstation 114 zu empfangen wünscht. Wenn PM(t) bekannt ist, kann er verwendet werden, um die Leistungssteuerdaten zu berechnen, die an die Mobilstation 114 gesendet werden sollen. PM(t) kann z. B. verwendet werden, um ferner einen Leistungseinstellwert (PAV) zu berechnen, der zu einer erweiterten IS-95-Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung mit zusätzlichen Feldern zusammen mit dem NOM_PWR-Wert hinzuzufügen ist. Der Leistungseinstellwert kann verwendet werden, um die Leistungssteuergleichungen mit offener und geschlossener Schleife zu modifizieren, die durch die Mobilstation 114 verwendet werden. In dieser Weise wird der Bereich der durch das Ändern des NOM_PWR-Wertes erlaubten Einstellungen zu einem Bereich erweitert, der für Zwischen-Rang-Verbindungsumschaltungen notwendig sein kann. Der NOM_PWR-Wert und der PAV-Wert können dann für die notwendige Einstellung jeder auf die Summe gesetzt werden. Die Verwendung der Leistungssteuerdaten in der erweiterten Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung besitzt einen Vorteil, weil die vorhandene IS-95-Luftschnittstelle verwendet werden könnte, wobei es erforderlich sein würde, minimale Modifikationen an der Software der Mobilstation auszuführen. Als Nächstes wird im Schritt 512 der PAV-Wert von der Basisstation 108 an die Basisstation 110 gesendet. Der Steuerprozessor der Basisstation 110 formatiert dann eine erweiterte Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung, die die zusätzlichen Felder enthält, die den PAV-Wert enthalten, und sendet die erweiterte Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung an die Mobilstation 114. Der PAV-Wert kann anstelle des reservierten Feldes der erweiterten Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung enthalten sein.
  • Der Prozess geht zum Schritt 406 nach 4, in dem die Mobilstation 114 die erweiterte Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung von der Basisstation 110 empfängt. Dann geht der Prozess zum Schritt 408. Im Schritt 408 liest der Steuerprozessor 218 der Mobilstation 114 die in der erweiterten Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung enthaltenen PAV-Daten. Als Nächstes erzeugt der Steuerprozessor 218 im Schritt 410 eine Nach richt an die Sendeleistungs-Steuereinrichtung 208, die die Sendeleistungssteuerung 208 anweist, die anfängliche Sendeleistung der Mobilstation auf dem zugeordneten Verkehrskanal bei der Verbindungsumschaltung auf den durch den Steuerprozessor 218 aus den NOM_PWR- und PAV-Werten berechneten Pegel einzustellen. Der Steuerprozessor 218 kann die gewünschte anfängliche Sendeleistung für die Mobilstation berechnen, indem er die NOM_PWR- und INIT_PWR-Felder in der Ausgangsleistungs-Steuergleichung der Mobilstation ersetzt, um die Sendungen auf dem neuen Verkehrskanal so zu beginnen, dass: mittlere Ausgangsleistung (dBm) = –mittlere Eingangsleistung (dBm) – 73 + NOM_PWR (dBm) + PAV (3)gilt. Nachdem die anfängliche Sendeleistung für die Mobilstation 114 durch die Sendeleistungssteuerung 208 eingestellt worden ist, geht der Prozess zum Schritt 412. Im Schritt 412 wird der Sendeleistungsverstärker 204 eingeschaltet, wobei die Mobilstation 114 das Senden auf dem zugeordneten Rückwärtsverkehrskanal der Basisstation 108 mit dem anfänglichen Sendeleistungspegel beginnt.
  • Als eine Alternative kann die Berechnung der anfänglichen Sendeleistung der Mobilstation auf dem zugeordneten Verkehrskanal der Ziel-Basisstation außerdem in der Mobilstation 114 ausgeführt werden. In dieser Alternative werden anstelle der Leistungssteuerdaten (PAV) der Mobilstation der Sendeleistungspegel PT(t) der Basisstation 108 auf dem Pilotkanal und der Leistungspegel PM(r), auf dem der Empfang des Signals von der Mobilstation 114 gewünscht wurde, von der Ziel-Basisstation 110 durch die aktuelle Basisstation 108 an die Mobilstation 114 gesendet. Alternativ könnten die PT(t)- und PM(r)-Werte von der Ziel-Basisstation 110 auf dem Pilotkanal der Ziel-Basisstation 110 direkt an die Mobilstation 114 gesendet werden.
  • In diesem Fall berechnet der Steuerprozessor 218 der Mobilstation 114 die Streckendämpfung (PATHLOSS) zwischen der Mobilstation 114 und der Basisstation 108, indem er PT(r) von PT(t) abzieht. Der Steuerprozessor 218 kann dann einen geschätzten anfänglichen Sendeleistungspegel PM(t) berechnen, indem er PATHLOSS zu dem Pegel hinzufügt, auf dem die Basisstation 108 wünscht, das Signal von der Mobilstation 114 (PM(r)) zu empfangen. Die anfängliche Sendeleistung für die Mobilstation 114 kann in der Sendeleistungssteuerung 208 durch geeignete vom Steuerprozessor 218 gesendete Befehle eingestellt werden. In dieser Alternative würde es außerdem möglich sein, PM(t) zu verwenden, um einen NOM_PWR-Wert zu berechnen, der in den Leistungssteuerprozessen mit offener und geschlossener Schleife nach der Verbindungsumschaltung zu verwenden ist. NOM_PWR würde dann nicht durch die Ziel-Basisstation geschätzt werden müssen. Dieser NOM_PWR-Wert könnte durch die Gleichung PM(t)(dBm) = –mittlere Eingangsleistung (dBm) – 73 + NOM_PWR (4)berechnet werden, wobei die mittlere Eingangsleistung ist, wie sie anfangs nach der Verbindungsumschaltung von der Ziel-Basisstation auf dem Verkehrskanal empfangen wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind Leistungsklassen der Basisstationen für ein Zellensystem definiert. In einem Zellensystem gemäß dieser Ausführungsform sind die Basisstationen von Zellen mit verschiedener Größe, die verschiedene Sendeleistungsanforderungen an die Mobilstationen besitzen, jede einer von mehreren Leistungsklassen des Systems zugeordnet. Die Leistungsklassen können so definiert sein, dass jede Zellen enthält, die Sendeleistungsanforderungen an die Mobilstationen innerhalb eines bestimmten Bereichs besitzen. Dies kann entsprechend der Zellengröße ausgeführt werden. Im System 100 nach 1 können z. B. alle Zellen mit Mikrogröße, die Zelle A, die Zelle B, die Zelle C und die Zelle D, einer ersten Leistungsklasse zugeordnet sein, während alle Zellen mit Pikogröße einschließlich der Zelle E einer zweiten Leistungsklasse zugeordnet sein können. Wenn eine Mobilstation an einer Verbindungsumschaltung beteiligt ist, kann sie dann ihre anfängliche Ausgangsleistung auf dem neu zugeordneten Verkehrskanal entsprechend der Leistungsklasse der Ziel-Basisstation der Verbindungsumschaltung einstellen.
  • In 6 ist ein Ablaufplan gezeigt, der die durch eine Mobilstation 114 gemäß der alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführten Prozessschritte veranschaulicht. 6 kann unter Bezugnahme auf die 1–3 und eine beispielhafte Verbindungsumschaltung der Mobilstation 114 von der Zelle D zur Zelle E erklärt werden. In diesem Beispiel ist die Zelle D einer ersten Leistungsklasse zugeordnet, während die Zelle E einer zweiten Leistungsklasse zugeordnet ist.
  • Wenn sich die Mobilstation 114 innerhalb der Zelle D in der Richtung des Pfeils 116 zur Zelle E bewegt, misst der Sucherempfänger 210 der Mobilstation 114 die empfangenen Signalstärken auf den Pilotkanälen des Systems in der Menge der Kandidaten für die Verbindungsumschaltung und stellt die Ergebnisse der Signalstärkemessungen dem Steuerprozessor 218 bereit. Die Signalstärkenmessungen kennzeichnen jeden der Pilotkanäle durch den PN-Versatz des Pilotkanals. Die Menge der Kandidaten für die Verbindungsumschaltung enthält die Piloten des Systems 100, die mit einer ausreichenden Stärke empfangen werden, um anzugeben, dass sie Kandidaten für die Verbindungsumschaltung sind, wobei sie den Piloten der Zelle E oder der Basisstation 110 enthält. Wenn sich die Mobilstation 114 an einem bestimmten Ort auf der oder in der Nähe der Grenzen der Zellen D und E befindet, wird das Signal des Piloten von der Basisstation 110 mit einem Signalstärkepegel empfangen, der eine vorgegebene Spanne größer als der auf dem Piloten der Basisstation 108 empfangene Signalstärkepegel ist. An diesem Punkt erzeugt der Steuerprozessor 218 eine Messnachricht, die die Messergebnisse und den PN-Versatz (die PN-Kennung) des gemessenen Kandidatenpilotkanals angibt.
  • Der Prozess beginnt im Schritt 602 nach 6, wenn die im Steuerprozessor 218 erzeugte Messnachricht von der Mobilstation 114 an die aktuelle Basisstation 108 gesendet wird. Als Nächstes geht der Prozess zum Wartezustand des Schrittes 604, in dem die Mobilstation 114 auf eine Antwort von der Basisstation 108 wartet. Während sich die Mobilstation 114 im Wartezustand 604 befindet, werden innerhalb der Infrastruktur des Systems 100 die für die Verbindungsumschaltung notwendigen Prozessschritte ausgeführt. Als ein Beispiel kann dies irgendeine Prozedur sein, die mit der IS-95-Systemnorm kompatibel ist, in der ein Verkehrskanal der Basisstation 110 für die Verbindungsumschaltung der Mobilstation 114 zugeordnet wird und eine Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung, die die Kanalzuordnungsdaten enthält, von der Basisstation 108 an die Mobilstation 114 gesendet wird. Wenn die innerhalb des Systems ausgeführte Prozedur der Verbindungsumschaltung abgeschlossen ist, wird die Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschal tung von der Mobilstation 114 empfangen.
  • Im Schritt 606 wird die Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung durch die Mobilstation 114 empfangen. Als Nächstes wird die Nachricht im Schritt 608 durch die Empfängerabschnitte 332 und 334 zum Steuerprozessor 218 der Mobilstation 114 übertragen. Der Steuerprozessor 218 bestimmt dann die Leistungsklasse der Ziel-Basisstation 110 aus den in der Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung enthaltenen Kanalzuordnungsdaten.
  • Der Steuerprozessor 218 kann die Leistungsklasse bestimmen, indem er den PN-Versatz des in der Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung zugeordneten Verkehrskanals mit den in einem Speicher des Steuerprozessors 218 gespeicherten Daten vergleicht. Die Daten können den Versatzbereich für eine spezielle Leistungsklasse angeben, oder sie können direkt angeben, welche PN-Versätze für das System in jeder Leistungsklasse enthalten sind. Als Nächstes bestimmt im Schritt 610 der Steuerprozessor 218, ob die Leistungsklasse der Ziel-Basisstation 110 von der Leistungsklasse der aktuellen Basisstation 108 verschieden ist. Wenn die Leistungsklasse der Ziel-Basisstation 110 von der Leistungsklasse der aktuellen Basisstation 108 verschieden ist, ist die Verbindungsumschaltung eine Zwischen-Rang-Verbindungsumschaltung, wobei der Prozess zum Schritt 616 geht. In diesem speziellen Beispiel ist die Verbindungsumschaltung eine Zwischen-Rang-Verbindungsumschaltung, deshalb würde der Prozess zum Schritt 616 gehen. Im Schritt 616 erzeugt der Steuerprozessor 218 die Steuerbefehle für die Sendeleistungs-Steuereinrichtung 208, die die Ausgangssendeleistung für die Mobilstation 114 auf dem neu zugeordneten Verkehrskanal einstellt. Der Steuerprozessor 218 kann die Ausgangssendeleistung einstellen, indem er die Konstante –73 in der Leistungssteuergleichung der Mobilstation abhängig von den Unterschieden zwischen den Leistungsklassen nach oben oder nach unten einstellt. In dem in 1 gezeigten Beispiel besitzt die Ziel-Basisstation 110 z. B. die Klasse 10 dB (200 mW/20 mW) unter der Klasse der Basisstation 108, sodass für eine weiche Verbindungsumschaltung die Konstante um 10 dB verringert werden kann:
    Erstens mittlere Ausgangsleistung (dBm) = –mittlere Eingangsleistung (dBm) – 63 + NOM_PWR (dBm) + INIT_PWR (dBm) + die Summe aller Zugriffssondierungskorrekturen + die Summe aller Leistungssteuerkorrekturen mit geschlossener Schleife, (5)wobei für eine harte Verbindungsumschaltung dieselbe Einstellung ausgeführt werden kann: mittlere Ausgangsleistung (dBm) = –mittlere Eingangsleistung (dBm) – 63 + NOM_PWR (dBm) + INIT_PWR (dBm) (6)
  • Der in der erweiterten Nachricht über die Richtung der Verbindungsumschaltung während der harten Verbindungsumschaltung gesendete NOM_PWR-Wert kann außerdem eingestellt werden, indem die Leistungsklasse der Ziel-Basisstation berücksichtigt wird. Der NOM_PWR-Pegel der Basisstationen der Leistungsklasse der Basisstation 110 könnte z. B. eingestellt werden, um eine anfängliche Sendeleistung bereitzustellen, die, wenn die Konstante –63 addiert wird, für die Basisstationen dieser Klasse annehmbar ist. Die Verwendung sowohl der modifizierten Konstanten als auch von NOM_PWR schafft einen weiteren Bereich als den, der nur mit NOM_PWR bereitgestellt wird.
  • Als Nächstes beginnt im Schritt 614 die Mobilstation die Sendung auf dem neuen Verkehrskanal, wobei der Leistungssteuerprozess der Verbindungsumschaltung endet und zum Schritt 618 geht.
  • Falls jedoch im Schritt 610 bestimmt wird, dass die Leistungsklasse der Ziel-Basisstation 110 von der Leistungsklasse der aktuellen Basisstation 108 nicht verschieden ist, geht der Prozess zum Schritt 612. Im Schritt 612 erzeugt der Steuerprozessor 218 die Steuerbefehle für die Sendeleistungs-Steuereinrichtung 208, die die Ausgangssendeleistung für die Mobilstation 114 auf dem neu zugeordneten Verkehrskanal einstellt.
  • Als eine Alternative können die Basisstations-Kennungsfelder (die Basisstations-ID) im ganzen System zugeordnet sein, sodass die Leistungsklasse einer Basisstation aus der ID der Basisstation bestimmt werden kann. Die Mobilstationen können dann programmiert sein, um die Leistungsklasse einer Basisstation aus einer Basisstations-ID zu erkennen, die z. B. über einen Pilotkanal oder in einer Verbindungsumschaltungs-Bestätigungsnachricht zusammen mit den Kanalzuordnungsinformationen empfangen wird. Beim Empfang der Verbindungsumschaltungsbestätigung vom System kann dann die Mobilstation die anfänglichen Sendungen auf dem zugeordneten Verkehrskanal für die Leistungsklasse der Basisstation einstellen. Diese Alternative besitzt Anwendung in jedem Typ eines Zellensystems, analog, TDMA oder CDMA, in dem sich eine Zwischen-Rang-Verbindungsumschaltung ereignen könnte.
  • Während die Erfindung insbesondere in Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für die Fachleute auf dem Gebiet selbstverständlich, dass darin Änderungen in der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können.

Claims (8)

  1. Verfahren, um in einem Telekommunikationssystem (100), das eine Mobilstation (114) und eine Infrastruktur mit mehreren Basisstationen (102, 104, 106, 108, 110) besitzt, die Sendeleistung der Mobilstation während des Wechsels eines Anrufs zwischen einer ersten Basisstation (108) und einer zweiten Basisstation (110) zu steuern, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Senden einer ersten Nachricht von der Mobilstation (114) zu der Infrastruktur, wobei die erste Nachricht eine Messung der empfangenen Leistung, die auf einem Messkanal der zweiten Basisstation (110) vorgenommen wird, enthält; Bestimmen eines ersten Parameters in der Infrastruktur anhand der Messung der empfangenen Leistung, der Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und eines Leistungspegels, mit dem ein Signal von der Mobilstation (114) bei der zweiten Basisstation (110) empfangen werden soll; Senden einer zweiten Nachricht von der Infrastruktur zu der Mobilstation (114), wobei die zweite Nachricht den ersten Parameter enthält; Bestimmen eines Sendeleistungspegels anhand des ersten Parameters in der Mobilstation (114); und Senden von der Mobilstation (114) zu der zweiten Basisstation (110) auf einem Verkehrskanal mit dem Sendeleistungspegel.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Sendens einer ersten Nachricht das Senden einer ersten Nachricht von der Mobilstation (114) zu der ersten Basisstation (108) umfasst und der Schritt des Bestimmens eines ersten Parameters die folgenden Schritte umfasst: Senden einer dritten Nachricht von der ersten Basisstation (108) zu der zweiten Basisstation (110), wobei die dritte Nachricht die Messung der empfangenen Leistung enthält; und Bestimmen eines ersten Parameters bei der zweiten Basisstation (110) anhand der Messung der empfangenen Leistung eines ersten Leistungspegels und eines zweiten Leistungspegels, wobei der erste Leistungspegel die Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal ist und der zweite Leistungspegel ein Leistungspegel ist, mit dem ein Signal von der Mobilstation bei der zweiten Basisstation empfangen werden soll.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Sendens von der Infrastruktur zu der Mobilstation (114) die folgenden Schritte umfasst: Senden einer vierten Nachricht von der zweiten Basisstation (110) zu der ersten Basisstation (108), wobei die vierte Nachricht den ersten Parameter enthält; und Senden einer fünften Nachricht von der ersten Basisstation (108) zu der Mobilstation (114), wobei die fünfte Nachricht den ersten Parameter enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Sendens von der Infrastruktur zu der Mobilstation (114) das Senden einer vierten Nachricht von der zweiten Basisstation (110) zu der Mobilstation (114) umfasst, wobei die vierte Nachricht über eine Luftschnittstelle gesendet wird und den ersten Parameter enthält.
  5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die erste Basisstation (108) und die zweite Basisstation (110) auf wesentlich verschiedenen Leistungspegeln arbeiten.
  6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das System ein System umfasst, das gemäß der IS-95-Systemnorm arbeitet.
  7. Vorrichtung zum Steuern der Sendeleistung einer Mobilstation (114) während des Wechsels eines Anrufs zwischen einer ersten Basisstation (108) und einer zweiten Basisstation (110), wobei die Vorrichtung umfasst: ein erstes Sendemittel (200, 202, 204, 208, 218) zum Senden einer ersten Nachricht von der Mobilstation zu der Telekommunikationssystem-Infrastruktur, die mehrere Basisstationen (102, 104, 106, 108, 110) enthält, wobei die erste Nachricht eine Messung der empfangenen Leistung, die auf einem Messkanal der zweiten Basisstation ausgeführt wird, enthält; ein erstes Bestimmungsmittel (322), das in der Infrastruktur einen ersten Parameter anhand der Messung der empfangenen Leistung, der Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und eines Leistungspegels, mit dem ein Signal von der Mobilstation bei der zweiten Basisstation empfangen werden soll, bestimmt; ein zweites Sendemittel (304, 310, 326, 322) zum Senden einer zweiten Nachricht von der Infrastruktur zu der Mobilstation, wobei die zweite Nachricht den durch das Bestimmungsmittel bestimmten ersten Parameter enthält; und ein zweites Bestimmungsmittel (218), das in der Mobilstation einen Sendeleistungspegel anhand des ersten Parameters bestimmt; wobei das erste Sendemittel von der Mobilstation zu der zweiten Basisstation auf einem Verkehrskanal mit dem Sendeleistungspegel sendet.
  8. Telekommunikationssystem (100), das die Sendeleistung einer Mobilstation während des Kanalwechsels steuern kann und eine Infrastruktur aufweist, die umfasst: eine erste und eine zweite Basisstation (108, 110) und Verarbeitungsmittel (108); wobei: die erste Basisstation (108) so konfiguriert ist, dass sie von einer Mobilstation (114) eine erste Nachricht empfängt, wobei die erste Nachricht eine Messung der empfangenen Leistung, die auf einem Messkanal der zweiten Basisstation ausgeführt wird, enthält; die Verarbeitungsmittel (108) so konfiguriert sind, dass sie einen ersten Parameter anhand der Messung der empfangenen Leistung, der Sendeleistung der zweiten Basisstation auf dem Messkanal und eines Leistungspegels, auf dem ein Signal von dem Mobilendgerät bei der zweiten Basisstation empfangen werden soll, bestimmen; und die erste oder die zweite Basisstation (108, 110) so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Nachricht zu dem Mobilendgerät sendet, wobei die zweite Nachricht den ersten Parameter enthält, um der Mobilstation (114) zu ermöglichen, in vorgegebener Weise einen Sendeleistungspegel zu der zweiten Basisstation zu bestimmen.
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