-
Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf die Lenkung einer Funkkommunikation
zwischen Basisstationen und Endgeräten in einem Mobilfunksystem.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine
Ausrüstung,
mit der die Endgeräte
einzeln gesteuert werden können,
um speziellen Basisstationen eine Priorität zu geben.
-
Ein
Mobilfunksystem umfasst stationäre
Basisstationen, von denen jede ein spezielles Abdeckgebiet aufweist,
und Endgeräte,
die sich in Bezug auf die Basisstationen und ihre Abdeckgebiete
bewegen können. Die
Abdeckgebiete werden auch Zellen genannt. In dieser Patentanmeldung
wird ein Mobiltelefon als ein zu erläuterndes Endgerät behandelt.
Wenn ein spezielles Mobiltelefon eingeschaltet wird, versucht es
irgendwie, das beste Empfangssignal einer Basisstation zu finden
und es versucht sich bei dem sogenannten Standortgebiet (LA), das
die Basisstation darstellt, zu registrieren. Die Registrierung bedeutet,
dass das Mobiltelefon das Mobilnetzwerk durch die Basisstation informiert,
dass es Rufe über
dieses Standortgebiet, mit dem diese Basisstation verbunden ist,
empfangen kann. Im Ruhezustand empfängt ein Mobiltelefon regelmäßig Nachrichten,
die durch die Basisstation gesendet werden, um Funkrufnachrichten,
die einen ankommenden Telefonanruf darstellen, und andere Nachrichten,
die für
dieses Mobiltelefon bestimmt sind, zu erkennen. Zur selben Zeit überwacht
das Mobiltelefon die Leistung der Signale, die von anderen benachbarten
Basisstationen gesendet werden, so dass es schnell die Basisstationen
wechseln kann, wenn dies erforderlich ist.
-
Der
Ruhezustand eins Mobiltelefons gemäß dem GSM-System (Global System
for Mobile telecommunications) und seiner Erweiterung, dem DCS1800
(Digital Communications System at 1800 MHz, digitales Kommunikationssystem
bei 1800 MHz) ist unten beschrieben, um den Hintergrund der Erfindung
zu erläutern. Diese
Funktionen sind detaillierter in den Normen ETS 300 535 (GSM 03.22)
und ETS 300 578 (GSM 05.08) der EBU (European Broadcasting Union)
und des ETSI (European Telecommunications Standards Institute) beschrieben.
Einem Fachmann ist es offensichtlich, dass als Hintergrund der Erfindung
der Hauptteil dieser Studien verallgemeinert werden kann, so das
sie auf alle digitalen Mobilfunksysteme anwendbar sind.
-
Es
gibt vier Anforderungen an eine Zelle, so dass ein Mobiltelefon
sich normalerweise innerhalb ihrer niederlassen kann:
- – die
Zelle muss zum Netzwerk des ausgewählten Betreibers gehören;
- – die
Zelle dar nicht durch das Netzwerk gesperrt sein;
- – das
Standortgebiet, das durch die Zelle dargestellt wird, darf nicht
in der Liste verbotener Standortgebiete, die für jedes Mobiltelefon definiert
sind, enthalten sein; und
- – die
Dämpfung
auf dem Funkpfad zwischen dem Mobiltelefon und der Basisstation
muss niedriger als ein gewisser Schwellwert sein, der durch den
Betreiber definiert wird (dieses Erfordernis wird kurz Pfadverlustkriterium
genannt).
-
Eine
Zelle, die die oben aufgeführten
Anforderungen erfüllt,
wird als eine geeignete Zelle bezeichnet. Wenn ein Mobiltelefon
eingeschaltet wird, so empfängt
es die sogenannten BCCH-Signale (Broadcast Control CHannel, Übertragungssteuerkanal)
und durchläuft
diese in der Reihenfolge der Stärke
und beginnt in einer geeigneten Zelle mit dem stärksten Signal zu arbeiten.
Das BCCH-Signal kann auch einen Empfehlungswert, der mit der Zelle
verbunden ist, enthalten, der angibt, ob die Zelle vom System empfohlen
wird oder nicht. Das Mobiltelefon beginnt in einer nicht empfohlenen
Zelle nur dann zu arbeiten, wenn keine geeigneten empfohlenen Zellen
verfügbar
sind. Dieser Schritt wird Zellenauswahl genannt.
-
Das
Mobiltelefon wird regelmäßig prüfen, ob
es eine geeignete Zelle in der Nähe
gibt, die im Hinblick auf die Funkkommunikation vorteilhafter ist,
und wenn es erforderlich ist, so wird das Mobiltelefon eine Zellenneuauswahl
vornehmen. Das Mobiltelefon kann eine neue Zelle aus drei alternativen
Gründen
auswählen:
- – gemäß einem
speziellen Zellneuauswahlkriterium ist die neue Zelle besser als
die aktuelle Zelle;
- – einige
Eigenschaften der aktuellen Zelle ändern sich, so dass diese Zelle
nicht mehr geeignet ist, wobei aber die neue Zelle geeignet ist;
oder
- – das
Mobiltelefon erkennt, dass die Abwärtsverbindungssignalisierverbindung
in der aktuellen Zelle unterbrochen wird.
-
Die
Zellenauswahl und die Zellenneuauswahl basieren auf zwei Parametern,
die durch das Mobiltelefon berechnet werden, die sogenannten C1
und C2 Parameter, die in der Norm ETS 300 578 (GSM 05.08) definiert
sind. Von diesen beschreibt der erste, der C1-Parameter, den Leistungspegel,
der vom Mobiltelefon von der untersuchten Basisstation empfangen
wird, in Bezug auf den minimalen Wert des Empfangsleistungspegels,
der durch das System definiert wird, und die maximal zulässige Sendeleistung
des Mobiltelefons. Der Wert des C2-Parameters wird durch den Wert
des C1-Parameters und zweier Korrekturfaktoren beeinflusst, von
denen der erste ein Versatzparameter ist, der durch die Basisstation
gesendet wird, und der zweite eine Zeitverzögerung ist, die versucht, schnelle
aufeinanderfolgende Zellenneuauswahlvorgänge durch das Mobiltelefon
zu verhindern.
-
Eine
erfolgreiche Verwaltung der Funkkommunikation oder die optimale
Lenkung der Verbindungen zwischen den Endgeräten und den Basisstationen
hat eine wesentliche Wirkung auf das Niveau des Dienstes, das das
Funksystem den Benutzern liefern kann. Insbesondere in Gebieten
mit dichtem Verkehr können
sich die Zellen teilweise oder vollständig überlappen, wodurch es notwendig
ist, dass die Mobiltelefone und andere Endgeräte gesteuert werden können, spezielle
Zellen zu verwenden und spezielle andere Zellen zu meiden, um ein
gleichförmiges
Dienstniveau garantieren zu können.
Als ein Beispiel betrachten wir ein Bürogebäude, das innerhalb dem Abdeckungsgebiet
eines öffentlichen
Mobilfunksystems angeordnet ist, das aber auch ein inneres drahtloses
Kommunikationssystem aufweist, das als eine Erweiterung des öffentlichen
Systems arbeitet, wodurch das drahtlose System auf so genannten
Nanozellen oder Pikozellen basiert, die eine Größe eines Raumes oder von einigen
Räumen
aufweisen. Für
ein Mobiltelefon, das einem Angestellten gehört, der im Gebäude arbeitet,
ist es oft vorteilhafter, in einer Zelle des internen Systems des
Gebäudes
zu arbeiten als in einer Zelle des öffentlichen Mobilfunksystems.
Der Betreiber, der das Mobilfunksystem verwaltet, kann für jedes
Mobiltelefon auch einen sogenannten Heimatbereich (home area) definieren,
der eine einzelne Zelle oder einige Zellen des öffentlichen Mobilfunksystems
umfasst, wobei dem Mobiltelefon billigere Tarife oder andere Vorteile im
Heimatgebiet angeboten werden. Andererseits ist es vorteilhaft,
einige Zellen nur als Übergabezellen
zu definieren, wodurch es gewünscht
wird, dass kein Mobiltelefon in einer solchen Zelle länger als
dies für
die Übergabefunktion
notwendig ist, arbeitet.
-
In
einem System des Stands der Technik, das oben beschrieben wurde,
gibt es keine Möglichkeiten, Prioritätszellen
auszugeben, die sich auf einzelne Mobiltelefone beziehen. Der erste
Korrekturfaktor oder der Versatzparameter, die mit der Definition
des C2-Parameters verbunden sind, können für ein allgemeines Priorisieren
verwendeten werden, so dass ein gewisser Wert des Versatzparameters,
der durch eine Basisstation gesendet wird, veranlasst, dass alle
Mobiltelefone einen Wert eines C2-Parameters erzeugen, der eine
unvorteilhafte Zellenauswahl anzeigt. Eine Priorisierung dieses
Typs funktioniert nicht unterschiedlich für jedes Mobiltelefon sondern
ist für
alle Mobiltelefone identisch.
-
Aus
der Patentveröffentlichung
US 4,916,728 (Blair) ist
eine Praxis bekannt, bei welcher ein Mobiltelefon in Netzwerken
arbeiten kann, die von mehreren unterschiedlichen Betreibern verwaltet
werden. Um das Netzwerk des vorteilhaftesten Betreibers auswählen zu
können,
durchläuft
das Mobiltelefon mehrere Empfangsfrequenzen, dekodiert die SID-Kodes
(Systemidentifikationskodes) aus den Signalen, die von den Basisstationen
gesendet werden, und stimmt sich auf die Frequenz ab, auf der der
empfangene SID-Kode den vorteilhaftesten Betreiber anzeigt. Die
Information über
die Vorteile unterschiedlicher Betreiber ist im Speicher der Mobiltelefone
gespeichert, so dass in dieser Anordnung verschiedene Mobiltelefone
unterschiedlich auf Information reagieren, die durch die Basisstationen
gesendet wird. In diesem Verfahren ist es mit Ausnahme der Auswahl
des Betreibers jedoch nicht möglich,
dass die Mobiltelefone unterschiedlich funktionieren, da alle Basisstationen
im Netzwerk eines gewissen Betreibers denselben SID-Kode senden.
-
Die
veröffentlichte
PCT-Anmeldung WO 95/24809 (Motorola Inc.) behandelt ein System,
in welchem die zentrale Ausrüstung
auf der Basis der Identität,
die von der Mobilstation gesendet wird, prüft, ob diese Mobilstation für einen
gewissen Dienst in einem speziellen Gebiet autorisiert ist. Wenn
spezielle regionale Beschränkungen
und/oder Beschränkungen
in Bezug auf einzelne Mobiltelefone für den Dienst definiert sind, dann
kann die zentrale Ausrüstung
entweder sich weigern, irgendwelche Dienste einem speziellen Mobiltelefon
in dieser Region zu liefern, oder sie kann die Verwendung von nur
einem Dienst, beispielsweise von Datenkommunikationen, erlauben.
Um die angebotenen Dienste zu wechseln, muss sich das Mobiltelefon
jedoch bewegen, da die Beschränkungen
in einem speziellen Gebiet immer dieselben sind. Somit ist es in
diesem Verfahren nicht möglich,
die Zellenauswahl oder die Zellenneuauswahl zu beeinflussen, wenn
das Mobiltelefon oder ein anderes Endgerät des Mobilfunksystems stationär ist.
-
Aus
der finnischen Patentanmeldung
FI
952965 und der entsprechenden Veröffentlichung der europäischen Patentanmeldung
Nr.
EP 749 254 A1 (Nokia
Mobile Phones Oy) ist ein mehrstufiges Heimatgebiet-Preissystem
für ein
Mobiltelefon eines Mobilfunksystems bekannt, bei dem eine gewisse
binäre
Zeichenfolge im Mobiltelefon gespeichert ist. Dann sendet jede Basisstation
nur ihre eigene binäre
Identität
in regelmäßigen Intervallen,
und das Mobiltelefon verwendet die binäre Zeichenfolge, die in ihm
gespeichert ist, als Maske, mit der es spezielle Bits aus der Zeichenfolge,
die durch die Basisstation gesendet wurde, als Objekt für eine logische
Vergleichsoperation auswählt.
Wenn diese logische Vergleichoperation das korrekte Ergebnis erzeugt,
fasst das Mobiltelefon selbst auf, dass es sich in einem Heimatgebiet
oder in einem anderen Gebiet befindet, wo ein spezieller regionaler
Dienst verfügbar
ist. Unter Verwendung verschiedener logischer Vergleichsoperationen
ist es möglich,
eine Anzahl von einzelnen Gebieten oder von Gebieten, die in einer
gegenseitigen Hierarchie angeordnet sind, auszubilden, in denen
das Mobiltelefon verschiedene Dienste vom Mobilfunksystem erhalten
kann. Aber auch diese Praxis ist nicht für eine passende Zellenpriorisierung
anwendbar, da die Dienste regional sind, und sich die angebotenen
Dienste nur ändern,
wenn sich das Mobiltelefon bewegt.
-
Die
PCT-Anmeldung WO 95/07010 bezieht sich auf ein System für Mobilkommunikation,
das eine Mobilstation und eine Kommunikationsdomain (A) mit mindestens
einer Basisstation umfasst, die eine zweite Kommunikationsdomain
(B) im Gebiet (C) überlappt.
Das System ist ausgelegt, um eine Domain auf der Basis einer Vorzugsliste
auszuwählen,
wobei eine getrennte Vorzugsliste an jeden Benutzer geliefert wird.
-
Zusätzlich zu
den oben erwähnten,
bekannten Verfahren gibt es eine Anzahl von bekannten Verfahren und
Systemen, in welchen ein Mobiltelefon oder ein anderes Endgerät eines
Mobilfunksystems erkennen kann, ob es in einer Prioritätszelle
arbeitet, die mit diesem Gerät
verbunden ist, oder ob dies nicht der Fall ist, und um Information
darüber
an den Benutzer zu liefern. In jedem dieser Verfahren ist jedoch
ein Benutzer oder ein Endgerät
nicht fähig,
zur Zellenauswahl beizutragen und zu entscheiden, ob eine gewisse
Zellenauswahl gesperrt werden soll, sogar wenn das Endgerät stationär ist.
-
Diese
Erfindung versucht ein Verfahren und ein System zu liefern, die
für jedes
Endgerät
fähig sind, wirksam
zu beeinflussen, in welcher Zelle des Mobilfunksystems das Endgerät des Mobilfunksystems
zu arbeiten beginnt, wenn es eingeschaltet wird, und welche Zelle
es in Verbindung mit einer Zellenneuauswahl auswählt. Diese Erfindung sucht
auch dafür
zu sorgen, dass das Verfahren und das System gemäß der Erfindung flexibel sind
und Änderungen,
die bei den Prioritätsdefinitionen
vorgenommen werden, aufnehmen kann.
-
Die
Vorteile der Erfindung werden in einem Endgerät des Mobilfunksystems erhalten
durch das Hinzufügen
eines Schritts und/oder Faktors zur Berechnungsoperation, die die
Zellenauswahl und die Zellenneuauswahl steuert, der von den Inhalten
der Liste der Prioritätszellen,
die dem Endgerät
gegeben wurde, abhängt.
-
In
der Anordnung gemäß der Erfindung
ist es möglich,
für jedes
Endgerät
des Mobilfunksystems eine Zelle oder mehrere Zellen zu definieren,
in welchen das Endgerät
versuchen soll, zu arbeiten, so lange es die Qualität der Funkkommunikation
erlaubt. Eine Liste von Prioritätszellen,
die sich auf die einzelnen Endgeräte beziehen, ist in einer gewissen
Datenbank des Systems gespeichert, von wo sie gelesen und ausreichend
oft zum Endgerät
gesendet wird, vorzugsweise immer, wenn das Endgerät registriert
ist oder wenn es sein Standortgebiet verlagert, oder wenn die Liste
der Prioritätszellen
geändert
wird. Somit weist das Endgerät
immer eine aktualisierte Liste der Prioritätszellen auf.
-
Bei
einer Zellenneuauswahl kann das Endgerät so ausgebildet werden, dass
es die Prioritätszellen
bevorzugt, in der einfachsten Weise, indem es so programmiert wird,
dass wenn der C2-Parameter der Prioritätszelle berechnet wird, dem
Versatzparameter und dem Verzögerungsfaktor
Nullwerte gegeben werden, oder ihnen andere solche Werte gegeben
werden, die einen C2-Parameterwert erzeugen, der eine speziell bevorzugte
Auswahl einer Zelle darstellt. Über
die Basisstationen kann das System an das Endgerät eine Nachricht übertragen,
in welcher spezielle Flag-Bits oder andere Informationsabschnitte
es den Endgeräten
erlauben, eine Zellenpriorisierung anzuwenden oder sie zu verweigern.
Diese Nachricht ist vorzugsweise dieselbe wie die Nachricht, die
die Liste der Prioritätszellen
einschließt.
-
Es
wird gemäß der Erfindung
ein Mobilfunksystem bereitgestellt, das Endgeräte, Zellen und ein Netzwerk,
das eine stationäre
Netzwerkausrüstung
einschließt,
bei dem die Endgeräte
eingerichtet sind, um eine Funkkommunikation mit den Basisstation
aufzubauen und aufrecht zu halten, umfasst, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass in Bezug auf das Aufbauen und Aufrechthalten der Funkkommunikation
mindestens ein Endgerät
eingerichtet ist, mindestens eine Zelle in Bezug auf andere Zellen
in einer Weise, die unabhängig
von den anderen Endgeräten
ist, auf der Basis der Prioritätsdaten,
die zu diesem mindestens einen Endgerät in einer Prioritätsinformationsnachricht
gesendet werden, zu bevorzugen, wobei die Prioritätsdaten
mindestens eine Prioritätszellenidentität und mindestens
einen Versatzparameter umfassen.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Mobilfunksystemendgerät bereitgestellt,
welches eingerichtet ist, eine Funkkommunikation mit Basisstationen
eines Mobilfunksystems aufzubauen und aufrecht zu halten, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass beim Aufbauen und Aufrechthalten der Funkkommunikation das
Endgerät
eingerichtet ist, mindestens eine Zelle in Bezug auf andere Zellen
in einer Art, die unabhängig von
anderen Endgeräten
ist, auf der Basis von Prioritätsdaten,
die an dieses Endgerät
in einer Prioritätsinformationsnachricht
gesendet werden, zu bevorzugen, wobei diese Prioritätsdaten
mindestens eine Prioritätszellenidentität und mindestens
einen Versatzparameter umfassen.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verwirklichung
einer Anruf-Priorisierung in einem Mobilfunksystem bereitgestellt,
das Endgeräte,
Zellen und ein Netzwerk, das eine stationäre Netzwerkeinrichtung einschließt, umfasst,
bei dem die Endgeräte
eingerichtet sind, um eine Funkkommunikation mit den Basisstationen
in den Zellen aufzubauen und aufrecht zu halten, das dadurch gekennzeichnet
ist, das beim Aufbau und dem Aufrechthalten der Funkkommunikation
diese Endgeräte
Prioritätsdaten,
die sich auf ein Endgerät
beziehen, verwenden, um mindestens eine Zelle in Bezug auf andere
Zellen in einer Weise, die unabhängig
von anderen Endgeräten
ist, auf der Basis von Prioritätsdaten,
die an das Endgerät
in einer Prioritätsinformationsnachricht
gesendet werden, zu bevorzugen, wobei die Prioritätsdaten
mindestens eine Prioritätszellenidentität und mindestens
einen Versatzparameter umfassen.
-
Das
Mobilfunksystem kann beispielsweise ein System, wie GSM oder ein
Netzwerk eines gewissen Betreibers, wie Vodaphone in Großbritannien,
sein. Im letztern Fall kann die Prioritätsinformation speziell verwendet
werden, um die wahrscheinlichen Verkehrspegel zwischen gewissen
Basisstationen auszubalancieren (insbesondere in Gebieten des Netzwerks
mit dichten Verkehr, wo sich die Zellen oft teilweise oder ganz überlappen).
-
Die
Erfindung wird unten detaillierter in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen,
die als Beispiele präsentiert
werden, und unter Bezug auf die angefügten Figuren beschrieben.
-
1 zeigt
schematisch eine Nachricht, die durch das Mobilfunksystem übertragen
wird;
-
2 zeigt
schematisch ein Mobilfunksystem, das eine Zellen-Priorisierung anwendet;
und
-
3 zeigt
eine Ausführungsform
eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
-
1 zeigt
schematisch eine sogenannte Prioritätsinformations(PI)-Nachricht,
mit der ein Mobilfunksystem gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung Zellenprioritäten
in einzelnen Endgeräten steuert.
Sie weist die folgenden Felder auf:
-
11 Kopfabschnitt
-
Der
Kopfabschnitt legt fest, dass dies eine Nachricht ist, die Prioritätsinformation
vom Mobilfunksystem an ein spezielles Endgerät überträgt. Die Erfindung beschränkt nicht
in anderer Weise die Inhalte oder die Struktur des Kopfabschnitts.
-
12 CI-Format
-
Mit
der Hilfe dieses Feldes teilt das System mit, ob das Endgerät seinen
Betrieb nur auf den Zellidentitätskode
(CI-Kode), auf eine
Kombination der Zellidentität
und des Standortgebietskodes (LAC) oder nur des LAC der Basisstation
aufbauen soll. Das System kann Zellen aufweisen, die dieselbe Zellenidentität haben, die
sich aber in verschiedenen Standortgebieten befinden, wodurch also
der LAC erforderlich ist, um eine eindeutige Identifikation der
Zelle zu haben. Dem Benutzer kann das Endgerät auf einer Anzeige Information
in Bezug auf eine einzelne Zelle (CI oder CI + LAC), in Bezug auf
mehrere Zellen (mehrere Zellenidentitäten oder der LAC + mehrere
Zellenidentitäten)
oder in Bezug auf den gesamten Standortgebietskode (LAC) präsentieren.
-
13 Anzeige txt
-
Mit
Hilfe dieses Feldes legt das System fest, ob das Endgerät dem Benutzer
die Nachrichten, die in Verbindung mit dem vorherigen Feld erwähnt wurden,
nur im Ruhezustand oder auch während
eines Gesprächs
präsentiert.
-
14 Txt-Format
-
Mit
der Hilfe dieses Feldes legt das System fest, ob das Endgerät dem Benutzer
einen Text präsentiert, der
allen Zellen gemeinsam ist, oder nur Text, der für die Zelle einzigartig ist.
-
15 Text CI
-
Mit
der Hilfe dieses Feldes legt das System fest, wie die unten dargestellten
Kurztextnachrichten und die Prioritätszellen in Bezug zueinander
stehen (siehe Zellen 20 und 22).
-
16 Verzögerung?
-
Die
Beschreibung des Stands der Technik präsentierte die Zeitverzögerung (die
sogenannte Penalty-Zeit), die bei der Berechnung des C2-Parameters
verwendet wird, wobei während
dieser Verzögerung
eine spezielle Zelle, die nur kürzlich
in die Liste der geeigneten Zellen eingefügt wurde, als ihren C2-Parameter
einen Wert erhält,
der eine unvorteilhafte Auswahl zeigt. In diesem Feld kann das System
eine Instruktion an das Endgerät
geben, gemäß der das
Endgerät
die Zeitverzögerung
bei der Berechnung des C2-Parameters für die Prioritätszellen
nicht anwendet.
-
17 Versatz?
-
Die
Beschreibung des Stands der Technik präsentierte den Versatzparameter,
der bei der Berechnung des C2-Parameters verwendet wurde, mit dem
es möglich
ist, Prioritäten,
die sich auf eine Basisstation beziehen, zu haben. In diesem Feld
kann das System an das Endgerät
eine Instruktion geben, gemäß der es
den Versatzparameter bei der Berechnung des C2-Parameters für die Prioritätszellen
nicht anwendet.
-
18 Hysterese
-
CRH
(Zellenneuauswahlhysterese) bedeutet, dass das Endgerät, das Zellen
und Basisstationen wechselt, nicht sofort zu seiner vorherigen Zelle
zurück
wechseln kann. Das Ziel der CRH besteht darin, die Anzahl der Zellenneuauswahlen
zwischen den Standortgebieten zu reduzieren. Wenn sich die neue
Zelle an einem anderen Standortgebiet als die aktuelle Zelle befindet,
so wird der C2-Parameter nicht als solches angewandt, sondern mit
der Addition des Wertes, der in der CRH angezeigt ist. Mit diesem
Feld kann das System dem Endgerät
eine Instruktion geben, gemäß der es
die Hysterese nicht auf die Prioritätszellen anwendet, wobei das
Endgerät
leicht zu einer Prioritätszelle
wechselt, sogar dann wenn diese Zelle sich in einem anderen Standortgebiet
befinden würde.
Die Hysterese verhindert, dass ein Endgerät, das in eine Prioritätszelle
gewechselt hat, sofort wieder in eine Nichtprioritätszelle,
die sich in einem anderen Standortgebiet befindet, zurück wechselt.
-
20 CI
-
Dieses
Feld enthält
die Identitäten
aller Prioritätszellen.
Sie können
in einer Folge vorliegen, wodurch das nächste Feld die jeweiligen LAC-Kodes
in einer Folge enthält,
oder die Felder 20 und 21 können wechseln, so dass die
Zellenidentität
(CI) und der LAC in einer Reihenfolge für jede Prioritätszelle
dargestellt werden. Die bevorzugte Länge einer Zellenidentität (CI) beträgt beispielsweise
2 Oktetts (16 Bit).
-
21 LAC
-
Für jede Prioritätszelle
enthält
dieses Feld den jeweiligen Standortgebietskode (LAC), und die Länge des
Feldes beträgt
vorzugsweise 2 Oktetts (16 Bit). Die Alternativen für die gegenseitige
Reihenfolge der CI- und der LAC-Kodes wurden oben beschrieben.
-
22 Text
-
Dieses
Feld enthält
Kurztextnachrichten (beispielsweise 16 Oktetts oder acht alphanumerische
Zeichen pro Nachricht), die dem Benutzer auf der Anzeige des Endgeräts angezeigt
werden sollen, wenn das Endgerät
in der jeweiligen Zelle arbeitet (siehe Felder 13, 15 und 20).
Die Textnachrichten können
sich auf eine Zelle, eine Zellengruppe oder auf ein Standortgebiet
(siehe Feld 12) beziehen.
-
23 ...
-
Die
Erfindung begrenzt nicht anderswie die Inhalte der PI-Nachricht 10,
so dass sie auch andere Felder als die oben aufgeführten enthalten
kann.
-
2 zeigt
ein Mobilfunksystem 30, das Basisstationen 31, 32, 33 und 34 mit
ihren Abdeckungsgebieten oder Zellen 31a, 32a, 33a und 34a aufweist.
Der Block 36 stellt einfach die anderen stationären Teile des
Mobilfunknetzwerks, wie Basisstationssteuerungen, Vermittlungsausrüstung, Verbindungen
zu anderen Kommunikationsnetzen und dergleichen dar. Eine Datenbank 37 ist
auch mit diesem Block verbunden. Der Betrieb eines Mobiltelefons 35 im
Mobilfunksystem 30 wird unten diskutiert.
-
Es
werde angenommen, dass die Prioritätszellen 32a und 33a für das Mobiltelefon 35 definiert
sind, was durch die Schraffur in diesen Zellen gezeigt ist. Die
Zellenidentitäten,
die diese Zelle darstellen, und die anderen Parameter, die die Prioritätspraxis
des Mobiltelefons steuern, sind in der Datenbank 37 gespeichert, die
physikalisch an der Mobilvermittlungszentrale (MSC, in der Figur
nicht gezeigt) oder an einem anderen Ort angeordnet sein kann, wo
der Betreiber, der das Mobilfunksystem 30 verwaltet, sogenannte
intelligente Netzwerkdienste (IN-Dienste)
für das
Netzwerk erzeugt. Wenn das Mobiltelefon 35 angeschaltet
wird, oder wenn es anderswie im Gebiet des Mobilfunksystems 30 ankommt,
wird es eine Verbindung zu einer Basisstation in einer an sich bekannten
Art aufbauen, und dann überträgt es gemäß dem Stand
der Technik eine sogenannte IMSI-Anfügungsanforderung (IMSI-Attach
request) an das Netzwerk 36, wodurch es registriert wird,
um im Netzwerkgebiet zu arbeiten, und sein Standort wird in den
Standortdatenbanken (die in der Figur nicht gezeigt sind) des Netzwerkes
aktualisiert. In einer Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung überträgt dann
das Netzwerk 36 an das Mobiltelefon eine PI-Nachricht (Prioritätsinformation)
gemäß der 1,
die eine Liste von Prioritätszellenidentitäten enthält, die
von der Datenbank 37 gelesen werden, wodurch die Nachricht
eine USSD-Nachricht (Unstructured Supplementary Service Data, unstrukturierte
Zusatzdienstdaten) oder eine SMS-Nachricht (Kurznachrichtendienst)
ist.
-
Die
Liste der Prioritätszellenidentitäten und
der anderen Parameter, die die Prioritätspraxis betreffen, könnten natürlich auch
permanent im Speicher des Mobiltelefons 35 gespeichert
werden, aber die oben beschriebene Verwendung der Datenbank, die
mit dem Netzwerk verbunden ist, liefert einige spezielle Vorteile. Der
wichtigste davon ist die automatische Aktualisierung der Information
im Mobiltelefon. Wenn die Prioritätsdaten geändert werden, beispielsweise
wenn eine neue Basisstation installiert wird, oder durch einen geänderten
Vertrag zwischen dem Betreiber und dem Benutzer, dann wird der Betreiber
oder irgend eine andere Stelle, die die Änderungen verwirklicht, diese Änderungen
in der Datenbank 37 aufzeichnen, wodurch das Mobiltelefon 35 aktualisierte
Information erhalten wird, wenn es sich das nächste Mal registriert, ohne
einen autorisierten Verkaufsagenten besuchen zu müssen, um
die Software zu aktualisieren. Es ist auch möglich, eine Ausführungsform
zu präsentieren,
in welcher geänderte
Information in der Datenbank 37 automatisch eine Aktualisierungsnachricht
vom Netzwerk an das Mobiltelefon 35 erzeugt, ohne dass
die Notwendigkeit für
eine Neuregistrierung besteht. Wenn die Prioritätsinformation in einer Datenbank
des Netzwerks gespeichert ist, ist ein unehrlicher Benutzer nicht
fähig,
die Prioritätseinstellungen
so leicht zu ändern,
wie wenn die Daten permanent im Mobiltelefon gespeichert sind. Die
Prioritätsdaten
können
auch so definiert werden, dass sie für eine gewisser Benutzergruppe
identisch sind, wodurch alle Mobiltelefone, die mit der Gruppe verbunden
sind, PI-Nachrichten
empfangen, die im wesentlichen identisch sind. Die Gruppeneinstellungen
werden einfach durch das Ändern
der Daten in der Datenbank 37 geändert.
-
Man
nehme an, dass das Mobiltelefon 35 eine IMSI-Anfügeanforderung über eine
Nicht-Prioritäts-Basisstation 31 übertragen
hat, und über
dieselbe Basisstation Information über die Prioritätszellenidentitäten empfangen
hat. Das Mobiltelefon 35 beginnt die SI-Nachrichten (Systeminformation),
die auf den BCCH-Kanälen
von anderen Basisstationen in einer an sich bekannten Weise gesendet
werden, zu empfangen, wodurch es die Zellenidentitäten der
anderen Zellen erhält.
Für eine
Zellenneuauswahl erzeugt das Mobiltelefon eine Liste möglicher
neuer Zellen zusätzlich
zur aktuellen Zelle, wodurch die C2-Parameter, die für die Zellen berechnet
werden, die Entscheidungsfaktoren sind, die die Reihenfolge in der
Liste bestimmen. In der Situation, die in 2 gezeigt
ist, zeigt der C2-Parameter, der für die Zelle 32a berechnet
wurde, dass er vorteilhafter als die Zelle 31a ist, wodurch
das Mobiltelefon die Zelle 32a als eine neue Zelle auswählt. Ein
praktisches Beispiel für
das Erzeugen eines vorteilhaften Wertes für den C2-Parameter einer Prioritätszelle
ist detaillierter weiter unten gezeigt.
-
Wenn
der C2-Parameter berechnet wird, ist es vorteilhaft, dass in der
PI-Nachricht das Mobiltelefon 35 angewiesen wird, die Zeitverzögerungen
der Prioritätszellen
nicht zu beachten (Feld 16 in 1), wodurch die
Prioritätszelle 32a sofort
als eine sehr vorteilhafte Zelle auf der Zellenneuauswahlliste erscheint.
Wenn das Mobiltelefon 35 sich an der Grenze der Zelle 32a befindet,
die sich dicht an der Nichtprioritätszelle 31a der Basisstation 31 befindet,
dann wird es möglicherweise
das Signal empfangen, das durch die zuletzt erwähnte Basisstation gesendet
wird, als ein stärkeres
Signal als das, das von der Basisstation 32 gesendet wird.
Um zu bewirken, dass das Mobiltelefon auch in dieser Situation die
Prioritätszelle 32a auswählt, müssen die
Versatzparameter und die PI-Nachrichten, die durch die Basisstationen 31 und 32 gesendet
werden, so eingerichtet sein, dass die PI-Nachricht das Mobiltelefon
instruiert, den C2-Parameter der Prioritätszelle 32a ohne den
Versatzparameter zu berechnen, aber den C2-Parameter der Nichtprioritätszelle 31a mit
dem Versatzparameter zu berechnen (Feld 17 in 1),
wodurch der C2-Parameter, der die Prioritätszelle 32a darstellt,
auch im Bereich der Zelle 32a so vorteilhaft wie möglich sein
wird.
-
Gemäß der 1 enthält die PI-Nachricht
Information darüber,
ob die Hysterese auch im Fall der Prioritätszellen angewandt werden soll
(Feld 18 in 1). Die Hysterese kann die oben
erwähnte
CRH-Hysterese oder die Zeithysterese gemäß dem Absatz 6.2.2 in der Norm
GSM 05.08 sein. In 2 befindet sich die Prioritätszelle 32a ganz
innerhalb des Gebietes der Nichtprioritätszelle 31a, so dass
es in gewissen Situationen passieren kann, dass beide Zellen dem
Mobiltelefon 35 in Bezug auf die Zellenneuauswahl als nahezu
gleich erscheinen. Wenn die Anwendung der Hysterese verhindert wird,
wenn die Zellenneuauswahl eine Verschiebung von einer Nichtprioritätszelle
in eine Prioritätszelle
bedeuten würde,
so kann das Mobiltelefon immer veranlasst werden, schnell von der
Zelle 31a zurück
zur Zelle 32a zu wechseln, aber eine Verschiebung in der umgekehrten
Richtung zu verzögern.
-
Als
nächstes
zeigen wir detaillierter ein praktisches Beispiel, um den C2-Parameter
so zu berechnen, dass die oben dargestellten Funktionen erhalten
werden. Für
Nichtprioritätszellen
berechnet das Mobiltelefon die C2-Parameter in einer an sich aus dem Stand
der Technik bekannten Art, das heißt durch die Verwendung der
Formeln:
C2(T) = C1 + ZELLEN_NEUAUSWAHL_VERSATZ – TEMPORÄRER_VERSATZ·H(PENALTY_ZEIT – T), wenn
PENALTY_ZEIT <> 11111, und
C2
= C1 – ZELLEN_NEUAUSWAHL_VERSATZ,
wenn PENALTY_ZEIT = 11111,
wobei die Stufenfunktion H(x) definiert
ist als
H(x) = 0, wenn x < 0,
und
H(x) = 1, wenn x >=
0.
-
Der
oben erwähnte
Verssatzparameter, der sich auf eine Basisstation bezieht, ist hier
mit dem Namen ZELLEN_NEUAUSWAHL_VERSATZ gemäß den GSM-Normen gezeigt, und
der oben erwähnte
Verzögerungsfaktor
ist das Produkt des temporären
Versatzparameters TEMPORÄRER_VERSATZ
und der Stufenfunktion H, in welcher der Wert der Stufenfunktion
H von der Beziehung zwischen dem Untersuchungsaugenblick und der
definierten Verzögerung
PENALTY_ZEIT abhängt.
Die Werte der Korrekturfaktoren für die Prioritätszellen
hängen
von der PI-Nachricht ab, die durch das Mobiltelefon empfangen wird.
Wenn das Feld „Verzögerung?" der PI-Nachricht
einen gewissen Wert (beispielsweise 1) enthält, dann gibt das Mobiltelefon
dem TEMPORÄREN_VERSATZ
einen Nullwert, wenn der C2-Parameter der Prioritätszelle
berechnet wird. Entsprechend gibt, wenn das Feld „Versatz?" der PI-Nachricht
einen gewissen Wert (beispielsweise 1) enthält, dann das Mobiltelefon dem
ZELLEN_NEUAUSWAHL_VERSATZ einen Nullwert bei der Berechnung des C2-Parameters
für die
Prioritätszelle,
wenn PENALTY_ZEIT 11111 ist.
-
Der
modifizierte C2-Parameter könnte
auch C2_PRIORITÄTS_ZELLE
genannt werden. Es ist vorteilhaft, wenn das Mobiltelefon die modifizierte
C2-Parameterberechnung nur dann verwendet, wenn seine aktuelle Zelle
eine Nichtprioritätszelle
ist. Der Betrieb des Mobiltelefons kann als ein Algorithmus in Pseudosprache folgendermaßen formuliert
werden, wobei jeder Schritt, dem eine entsprechende Bezugszahl folgt,
sich auf
3 bezieht:
-
Die
Wirkung der Hysterese, ob sie benutzt wird oder nicht, erscheint
nicht im oben beschriebenen Algorithmus, aber im Licht dessen, was
oben dargestellt wurde, ist es einfach, die Hysterese als einen
Teil des Vergleichs der C2- oder C2_PRIORITÄTS_ZELLE-Werte hinzu zu fügen.
-
Dem
Betreiber, der ein Mobilfunksystem verwaltet, präsentiert die Erfindung einen
breiten Bereich an Möglichkeiten,
um die Zellprioritäten,
die sich auf ein Gerät
beziehen, zu steuern. Dies ist sehr vorteilhaft, da vom Standpunkt
des Netzwerks sich nicht alle Endgeräte gleich benehmen, so dass
die Verwendung eines einzigen Normmusters für alle Geräte unvermeidlich nachteilige
Funktionen in einigen Geräten
verursachen würde.
Als Beispiel können
wir eine Situation betrachten, in der ein Benutzer sich täglich durch
oder hinter eine Prioritätszelle
bewegt, ohne dass er sich zu lange in der Zelle aufhält (beispielsweise
kann die Zelle sich in einem Gebäude
befinden, dass der Benutzer mit seinem Endgerät täglich mit hoher Geschwindigkeit
in seinem Wagen entlang der Autobahn passiert). Während die
Zelle, allgemein gesagt, eine Prioritätszelle ist, ist es für das Mobiltelefon
nicht wert, diese Zelle während
einer solch schnellen Passage zu benutzen, da ein kurzer Besuch
bei einer Zelle nur die Synchronisation des Endgeräts im Netzwerk
behindert und zusätzlichen
Signalisierverkehr bewirkt. Der Betreiber kann den Computer, der
den Systembetrieb überwacht,
so programmieren, das er die entsprechenden Fälle erkennt. In den erkannten
Fällen
kann das jeweilige Endgerät
angewiesen werden, einen Verzögerungsfaktor
bei der Berechnung des C2-Parameters
für die
Prioritätszelle
zu verwenden, wodurch während
einer schnellen Passage der C2-Parameter der Zelle keine Zeit hat,
auf einen Pegel anzusteigen, der eine vorteilhafte Zellenneuauswahl
anzeigen würde.
Durch Testen und Simulieren ist es möglich, andere entsprechende
Situationen zu finden, in welchen der Systembetrieb optimiert werden
kann durch das Auswählen
von Parametern, die sich auf einzelne Geräte beziehen.
-
In
Systemen des Stands der Technik umfasst ein Endgerät des Mobilfunksystems
eine gewisse feste Menge von Zellen in einer Liste, auf deren Basis
es die Zellenneuauswahl durchführt.
Die Länge
einer gemeinhin verwendeten Liste beträgt sechs Zellen. Um die Prioritätszellen
besser zu finden, kann die Länge
der Liste erhöht
werden, um beispielsweise so viele Zellen zu enthalten, wie es Zellen
in den BA(BCCH)- oder BA(SACCH)-Nachrichten (BCCH Allocation – Broadcast
Control Channel/Slow Associated Control Channel, BCCH-Zuweisung – Übertragungssteuerkanal/langsamer
zugewiesener Steuerkanal) gibt, die von der Basisstation der aktuellen
Zelle gesendet werden. Es ist es wert, die Liste zu erweitern, insbesondere
wenn das Endgerät
anders nicht Prioritätszellen
in der Nachbarschaft erkennt, aber auf der Basis der gespeicherten Übergabehistorie
oder auf der Basis der empfangen LAC-Kodes und/oder Zellenidentitäten annimmt,
dass es Prioritätszellen
in der Nachbarschaft gibt, die in der kurzen Liste nicht erscheinen.
Dann besteht der Unterschied zum Stand der Technik darin, dass das
Endgerät
nicht alle möglichen
BCCH-Frequenzen
prüfen
muss, sondern dass es einfach die Anzahl der Zellenidentitäten, die
es in seinem Speicher aufbewahrt, erhöht. Das Abtasten aller Frequenzen
würde mehr
Leistung erfordern und mehr Zeit brauchen, und die Fähigkeit
eine Funkrufnachricht, die einen ankommenden Anruf darstellt, zu
empfangen, würde
reduziert werden. Wenn es keine Prioritätszellen in der Liste gibt,
würde eine
Alternative zu einer erweiterten Liste darin bestehen, dass das Endgerät kontinuierlich
die letzte Zelle in der Liste ersetzt, so dass es mindestens eine
Prioritätszelle
auf die Liste erhalten würde.
-
Oben
haben wir eine Prioritätsanordnung
mit Zellen von nur zwei Niveaus präsentiert: Prioritätszellen und
Nichtprioritätszellen.
Ein Benutzer kann auch mehrere geographisch unterschiedliche „Heimatgebiete" haben, wie beispielsweise
das Gebiet daheim und am Arbeitsplatz. Das System kann diese Gebiete
als von gleichem Wert ansehen, so dass, wenn sie sehr dicht beieinander
liegen oder sich sogar berühren,
sie ein Prioritätsheimatgebiet
bilden. Da jedoch die Zellen einzelne unterschiedliche Zellenidentitäten und
unterschiedlichen, an sie angefügten
Text aufweisen (siehe das Feld 23 in 1),
und sie unterschiedliche LAC-Kodes aufweisen können, kann dann das Endgerät eine unterschiedliche
Textnachricht dem Benutzer anzeigen in Abhängigkeit davon, in welcher
Prioritätszelle
des Heimatgebietes es arbeitet. Weiterhin beschränkt die Erfindung die Verwendung
der Prioritäten
nicht auf verschiedene Niveaus, die mit geeigneten Versatzparametern und
Steuerinstruktionen, die über
die PI-Nachricht übertragen
werden, verwirklicht werden können.
-
Das
Endgerät
muss SI-Nachrichten des sogenannten Typ 3 empfangen, die von anderen
Basisstationen gesendet werden, so dass es fähig ist, die Zellenidentitäten benachbarter
Zellen zu erkennen. Dies kann dazu führen, dass das Endgerät eine gleichzeitig
gesendet Funkrufnachricht, die einen ankommenden Anruf darstellt,
nicht empfängt.
Damit dies möglichst
selten auftritt, darf das Endgerät
die SI-Nachrichten des Typs 3 nur relativ selten, beispielsweise
nur einmal in 30 Minuten empfangen.
-
In
Anbetracht der vorangehenden Beschreibung ist es offensichtlich,
dass verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden
Erfindung vorgenommen werden können.
-
Der
Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst jedes neue Merkmal oder
eine Kombination von Merkmalen oder ihre Verallgemeinerung, die
hier entweder explizit oder implizit offenbart sind, unabhängig davon,
ob es sich auf die beanspruchte Erfindung bezieht oder irgend eines
oder alle der Probleme, die durch die vorliegende Erfindung angesprochen
werden, mildert. Der Anmelder gibt hier bekannt, dass neue Ansprüche hinsichtlich
solcher Merkmale während
der Verfolgung dieser Anmeldung oder irgend einer weiteren Anmeldung,
die davon abgeleitet wird, formuliert werden können.
