DE69926461T2

DE69926461T2 - System und verfahren zur bestimmung einer übergabebasisstation in einen mobilkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69926461T2
Application number: DE69926461T
Authority: DE
Inventors: Joon Kyong CHUN; Woo Hyun Kwonson-gu LEE; Sung Kee Yongin-shi JUNG; T.H Songnam-shi YU
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1999-05-08
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2019-05-09
Also published as: CA2294909C; RU2193281C2; EP0993755A2; US6564057B1; KR19990084579A; EP0993755B1; JP2002503435A; JP3496941B2; CN1266602A; CA2294909A1; WO1999059253A2; AU723726B2; KR100326330B1; DE69926461D1; WO1999059253A3; AU3734499A; CN1126418C; BR9906408A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemein Mobilkommunikationssysteme und im Besonderen eine Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Übergabe einer Mobilstation an eine von Basisstationen in einem Mobilkommunikationssystem.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein Zeitmultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)Mobilkammunikationssystem führt eine Übergabe durch, um kontinuierlich einen Anrufdienst auch dann bereitzustellen, wenn sich eine Mobilstation während des Anrufdienstes von einer gegenwärtigen Zelle zu einer angrenzenden Zelle bewegt. Es gibt zwei Arten der Übergabe: Eine weiche und eine harte Übergabe. Bei der weichen Übergabe erhält die Mobilstation einen Anruf aufrecht, wobei sie sowohl einen Kanal, der durch eine Übergabe-Zielbasisstation zugewiesen wurde, an die die Mobilstation zu übergeben ist, als auch einen Kanal verwendet, der durch die gegenwärtige Basisstation, von der sie bedient wird, zugewiesen wurde. Unterdesen wird einer der zwei Kanäle, dessen Kanalbedingung einen Wert kleiner als ein Schwellenwert aufweist, freigegeben. Bei der harten Übergabe wird ein durch die gegenwärtig bedienende Basisstation zugewiesener Kanal zuerst freigegeben, und dann wird eine Verbindung zu einer angrenzenden Basisstation versucht.
Während eines Anrufs überwacht eine Mobilstation gewöhnlich die Stärke von Pilotsignalen, die von Basisstationen gesendet werden, die an die Mobilstation angrenzen oder sich in ihrer Nähe befinden. Die Mobilstation speichert die Pilotsignale mit einer relativ höheren Stärke in einer Tabelle. Die in der Tabelle enthaltenen Basisstationen werden als "angrenzende (oder Übergabe-Kandidaten) Basisstationen" bezeichnet. Wenn sich die Mobilstation bewegt, verändert sich die Stärke der angrenzenden Basisstationen, und die Mobilstation ändert die in der Tabelle gespeicherten Werte. Die Mobilstation liefert dann Information über die Pilotsignalstärken an die bedienende Basisstation. Nach Empfang der Pilotsignalstärken-Information bestimmt dann die mit der Mobilstation in Kommunikation stehende Basisstation, ob ein Übergabevorgang durchzuführen ist. Eine Basisstation mit einem Pilotsignal, das höchste Stärke aufweist, wird eine Übergabe-Zielbasisstation, an die die Mobilstation zu übergeben ist. Das Bestimmen der Übergabe durch einfaches Messen der Stärke des empfangenen Signals erhöht jedoch die Häufigkeit des Übergabevorgangs, was eine Zunahme einer Sys temlast zur Folge hat.
1 zeigt ein Diagramm, das ein Mobilkommunikationssystem veranschaulicht. Ein Mobilkommunikationsnetz enthält ein Mobilvermittlungszentrum (MSC) 141, das mit einer Vielzahl von Basisstations-Steuereinheiten (BSCs) 131–13n verbunden ist, von denen jede mit einer Vielzahl von Basisstationen 121–12n verbunden ist. Mobilstationen 111–11n, die zu einer Zelle gehören, sind drahtlos mit einer entsprechenden Basisstation 121 verbunden, um einen Anrufdienst bereitzustellen. Mehrfache Basisstationen 121–12n werden durch die BSC 131 gesteuert. Die BSCs 131–13n werden durch das MSC 141 gesteuert. Wenn die Mobilstation 111 mit einem Draht-Teilnehmer 161, der zu einem öffentlichen Telefonnetz (PSTN) 151 gehört, und nicht mit einer anderen Mobilstation, die zu dem Mobilkommunikationsnetz gehört, zu kommunizieren versucht, errichtet das MSC 141 einen Verkehrskanal durch Verbinden des Draht-Teilnehmers 161 mit der Mobilstation 111 über das PSTN 151. Alternativ ist es auch möglich, die Basisstationen 121–12n und die entsprechende BSC 131 in einem Körper zu vereinen.
Mit Verweis auf 2 wird nun ein herkömmlicher Übergabevorgang beschrieben, der durch das Mobilkommunikationssystem von 1 durchgeführt wird. Wenn eine Mobilstation MS5, die gegenwärtig von einer Basisstation BS1 bedient wird, sich zu einem Zellengebiet CELL2 einer angrenzenden Basisstation BS2 begibt, erfolgt die Übergabe in einem überlappten Gebiet OL eines Versorgungsgebietes (oder Bedeckung) CELL1 der Basisstation BS1 und eines Versorgungsgebiets CELL2 der Basisstation BS2 unter der Steuerung einer BSC (nicht) gezeigt). Das heißt, wenn sich die von der Basisstation BS1 bediente Mobilstation MS5 zu dem überlappten Gebiet OL bewegt, misst sie eine Stärke, T_add, eines von der angrenzenden Basisstation BS2 empfangenen Signals und liefert die gemessene Stärkeinformation an die BSC. Die BSC bestimmt dann, ob die Basisstation BS2 die Mobilstation MS5 bedienen kann, und liefert den Dienst an die Mobilstation MS5 sowohl über die Basisstation BS1 als auch die Basisstation BS2, wenn die Basisstation BS2 den Dienst bereitstellen kann.
Wenn die Stärke eines von der Basisstation BS1 empfangenen Signals unter eine Schwelle T_drop abnimmt, während sich die Mobilstation MS5 zu der Basisstation BS2 bewegt, wird eine mit der gegenwärtig bedienenden Basisstation BS1 verbundene Funkstrecke freigegeben, und der Dienst wird über eine mit der Basisstation BS2 verbundene Funkstrecke bereitgestellt. Hier findet die Freigabe der Funkstrecke nicht statt, sobald die Signalstärke der Basisstation BS1 unter die Schwelle T_drop fällt, sondern die Basisstation BS1 wird fallen gelassen, wenn die Signalstärke für eine Schutzzeit T_Tdrop dauernd unter der Schwelle T_drop gehalten wird.
In einigen Fällen kann die Mobilstation MS5 eine entfernte Basisstation anstelle einer angrenzenden Basisstation oder einer Basisstation, die sich ganz in der Nähe der Mobilstation MS5 befindet, als die Übergabe-Zielbasisstation auswählen. Wenn z.B., auf 3 verweisend, sich die Mobilstation MS5 von der Basisstation BS1 zu der Basisstation BS2 bewegt, bestimmt die Mobilstation MS5 eine Übergabe-Zielbasisstation abhängig von Stärken von Pilotsignalen, die von den Basisstationen gesendet werden. Für die Übergabe ist es hier vorzuziehen, dass die Mobilstation MS5 eine Basisstation auswählt, die sich ganz in ihrer Nähe befindet.
Die Signalstärke der nächsten Basisstation BS2 kann jedoch infolge eines Hindernisses, z.B. ein Gebäude, niedriger sein als eine Signalstärke einer entfernten Basisstation BS3. In diesem Fall kann die Mobilstation MS5, abhängig von der Signalstärke, an die entfernte Basisstation BS3 und nicht an die nächste Basisstation BS2 übergeben werden. Wenn sich die Mobilstation weiter bewegt, ändert sich jedoch die Kanalbedingung so, dass die Signalstärke der gegenwärtig verbundenen Basisstation BS3 abnimmt und niedriger wird als die Signalstärke der nächsten Basisstation BS2. Die Mobilstation MS5 führt daher erneut eine Übergabe durch. Bei einem ungünstigsten Szenario kann ein plötzlicher Abfall in der Signalstärker der BS3 dazu führen, dass der Dienst beendet wird, wodurch der Anruf getrennt wird.
Das heißt, wenn die Signalstärke der Basisstation BS3 infolge der pysikalischen Umgebungen der Mobilstation MS5 zu einem Zeitpunkt höher ist als T_add, führt die Mobilstation MS5 einen Übergabe-Hinzufügen-Prozess durch, um die Basisstation BS3 einem aktiven Satz hinzufügen. Im nächsten Moment, wenn die Signalstärke der Basisstation BS3 abnimmt, führt jedoch die Mobilstation MS5 einen Übergabe-Fallenlassen-Prozess durch, um die Basisstation BS3 aus dem aktiven Satz zu entfernen. In diesem Fall können die für die Übergabe ausgetauschten Steuersignale die Systemlast erhöhen, und die dem aktiven Satz hinzugefügte Basisstation BS3 kann der Mobilstation MS5 unnötig einen Verkehrskanal zuweisen, wodurch die Kanalressourcen verringert werden.
EP 0 680 160 A2 offenbart ein Verfahren und Vorrichtung zur Sendeleistungssteuerung einer Mobilstation während einer weichen Übergabe in einem CDMA-System mit den Merkmalen des vorkennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Entsprechend diesem Verfahren und Vorrichtung und entsprechend einer entsprechenden Ausführung wird ein erstes Sendeleistungssteuerbit von einer ersten Mobilstation mit einem zweiten Sendeleistungssteuerbit einer neuen Basisstation verglichen. Dann wird die Mobilstation mit der höheren Sendeleistung ausgewählt, und eine weiche Übergabe wird durchgeführt.
Die entsprechenden Stellen der Mobilstationen und der Basisstation werden jedoch nicht in Betracht gezogen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um eine Übergabe abhängig von Stärken von Signalen, die von Basisstationen in der Nähe einer Mobilstation empfangen werden, und Gewichten durchzuführen, die auf der relativen Stelle der Mobilstation in Bezug auf jede der in ihrer Nähe gelegenen Basisstationen basieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 15 bzw. 1 erfüllt. Gewichte, die jeder der Basisstationen entsprechen, werden ebenfalls in Betracht gezogen, um die Übergabe-Zielbasisstation auszuwählen. Die Gewichte werden bestimmt, indem eine Bewegungsrichtung der Mobilstation relativ zu jeder der Basisstationen bestimmt wird, wobei die Bewegungsrichtung auf der Richtung der Bewegung der Mobilsstation basiert. Vorteilhafte Ausführungen werden durch die Unteransprüche offenbart.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das ein herkömmliches Mobilkommunikationssystem veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das einen Übergabevorgang des Standes der Technik veranschaulicht, wo eine Basisstation als eine Übergabe-Zielbasisstation ausgewählt wird, die ein Signal mit der größten Stärke aufweist.
3 ist ein Diagramm, das einen Übergabevorgang des Standes der Technik veranschaulicht, wo eine Basisstation als eine Übergabe-Zielbasisstation ausgewählt wird, die ein Signal mit der größten Stärke aufweist.
4 ist ein Diagramm, das einen Übergabevorgang in einem Mobilkommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist ein Zeitdiagramm des Übergabevorgangs von 4.
6 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Anwenden von Gewichten auf Basisstationen in der Nähe einer Mobilstation entsprechend einer Bewegungsrichtung der Mobilstation veranschaulicht.
7 ist eine Grafik, die das Hinzufügen von Gewichten zu den empfangenen Signalstärken, die den Basisstationen in der Nähe der Mobilstation entsprechen, veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Verweis auf die begleitenden Zeichungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden wohl bekannte Konstruktionen oder Funktionen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verundeutlichen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zum Bestimmen einer Übergabe-Zielbasisstation in einem Mobilkommunikationssystem bereit, durch Erfassen einer Stelle einer Mobilstation und Anwenden von Gewichten auf die Pilotsignale, die von Basisstationen in der Nähe der Mobilstation empfangen werden. Aus diese Weise ist es möglich, die durch den häufigen Übergabevorgang verursachte Systemlast zu verringern und auch die Möglichkeit der Trennung eines Anrufs zu verringern. Indem die Stelle der Mobilstation mehrmals erfasst wird, ist es hier möglich, eine Bewegungsrichtung der Mobilstation genau zu bestimmen. Des Weiteren kann zum Bestimmen der Bewegungsrichtung die Stelle der Mobilstation verfolgt werden, indem die momentane Stelle der Mobilstation mit den vorherigen Stellen der Mobilstation verglichen wird.
Erfingsgemäße Übergabeverfahren werden nun mit Verweis auf 4 bis 7 beschrieben. In einem erfindugemäßen Mobilkommunikationssystem misst eine Mobilstation die Stärken von Pilotsignalen, die von jeweiligen Basisstationen gesendet werden, und liefert die Signalstärkeinformation an eine Basisstations-Steuereinheit (BSC). Die BSC wählt dann die Übergabe-Zielbasisstation aus. Des Weiteren legt die vorliegende Efringung Gewichte an die jeweiligen angrenzenden (oder Übergabe-Kandidaten) Basisstationen an, um die bestgeeignete Übergabe-Zielbasisstation auszuwählen. Die Gewichte werden bevorzugt entsprechend der relativen Stelle der Mobilstation MS5 in Bezug auf jede der Übergabe-Kandidaten-Basisstationen bestimmt.
A. Erste Ausführung
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Anwenden von Gewichten auf die benachbarten Basisstationen entsprechend einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gemäß 4 benutzt eine Basisstation BS1 eine Technik zur Verfolgung einer Mobilstation MS5 während einer Kommunikation. Diese Stellenverfolgungstechnik wird in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 38278/1998 mit einem gemeinsamen Zessionär offenbart. Al ternativ kann eine Mobilstation mit einem GPS-(Globales Positionsbestimmungssystem)Empfänger ihre Stelleninformation an die Basisstation liefern. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Gebrauch solcher Stellenverfolgungstechniken begrenzt.
Zum Verfolgen der Stelle der Mobilstation MS5 sendet eine Basisstation BS1 in Kommunikation mit der Mobilstation MS5 eine Stellenverfolgungsnachricht. Bei Empfang einer Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht von der Mobilstation MS5 sendet die bedienende Basisstation BS1 an die BSC Information, die zur Stellenverfolgung nötig ist, z.B. eine Sendezeit der Stellenverfolgungsnachricht und eine Empfangszeit der Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht. Das Senden der Stellenverfolgungsnachricht erfolgt vorzugsweise periodisch oder entsprechend einer Verkehrskanalbedingung. Die Basisstation kann z.B. die Stellenverfolgungsnachricht bei Empfang einer Übergabeanforderung von der Mobilstation MS5 senden. Die BSC liefert dann eine elektronische Seriennummer (ESN) der Mobilstation MS5 an die benachbarten (oder Übergabe-Kandidaten) Basisstationen, um ihnen zu erlauben, das Signal von der Mobilstation MS5 zu empfangen.
Bei Empfang der Stellenverfolgungsnachricht während der Kommunikation sendet die Mobilstation MS5 die Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht bei einem hohen Leistungspegel in einem Bemühen, auch die benachbarten Basisstationen BS2 und BS3 dieselbe empfangen zu lassen. Bei Empfang der Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht senden die Basisstationen Nachrichten zur Stellenverfolgung an die BSC. Die BSC bestimmt dann eine Bewegungsrichtung der Mobilstation unter Verwendung von Information, die in den von den vielfachen Basisstationen empfangenen Nachrichten enthalten ist. Die BSC wählt dann die Übergabe-Zielbasisstation entsprechend dem Bestimmungsergebnis aus.
Die in den Nachrichten zur Stellenverfolgung enthaltene Information kann eine Empfangszeit enthalten, zu der die Basisstationen BS2 und BS3 die Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht empfangen haben. Außerdem analysiert die BSC von den Basisstationen BS1, BS2 und BS3 empfangene Information, um die Stelle der Mobilstation zu bestimmen, und legt verschiedene Gewichte an die Stärken der jeweiligen Pilotsignale von den benachbarten (oder Übergabe-Kandidaten) Basisstationen basierend auf der bestimmten Stelle an. Das heißt, die Basisstation, die relativ näher bei der Mobilstation liegen, werden mit höheren Gewichten versehen, und die relativ weiter entfernt von der Mobilstation liegenden Basisstationen werden mit geringeren Gewichten versehen.
Außerdem werden die Stelleninformation der Mobilstation MS5, die Gewichtsinformation und die Stelleninformation der Basisstationen BS1, BS2 und BS3 an die Mobilstation MS5 gesen det. Es wird erwogen, dass, obwohl die Zahl der Basisstationen, die an die Mobilstation MS5 grenzen oder in ihrer Nähe liegen, in 4 auf zwei begrenzt ist, es jede Zahl von angrenzenden Basisstationen geben könnte.
5 ist ein Zeitdiagramm, das einen in der Mobilkommunikations-Konfiguration von 4 durchgeführten Übergabevorgang veranschaulicht. In der folgenden Beschreibung in Verbindung mit 5 wird angenommen, dass sich die Mobilstation MS5 von der Basisstation BS1 zu der Basisstation BS2 bewegt. Um die Stelle der Mobilstation MS5 zu erfassen, sendet die Basisstation BS1, die gegenwärtig mit der Mobilstation MS5 kommuniziert, in Schritt 511 eine Stellenverfolgungsnachricht an die Mobilstation MS5. Zur gleichen Zeit speichert die Basisstation BS1 eine Sendezeit der Stellenverfolgungsnachricht und informiert die BSC über das Senden der Stellenverfolgungsnachricht.
Die BSC sendet dann ESN-Information der Mobilstation MS5 an die benachbarten Basisstationen BS2 und BS3 und erlaubt den Basisstationen BS2 und BS3, eine Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht von der Mobilstation MS5 zu empfangen. Die benachbarten Basisstationen BS2 und BS3 geben dann Empfänger frei, um die von der Mobilstation MS5 gesendete Bestätigungsnachricht zu empfangen. Bei Empfang der Stellenverfolgungsnachricht sendet die Mobilstation MS5 in Schritt 513 die Stellenverfolgungs-Bestätigungsnach- bei einer hohen Sendeleistung, sodass die benachbarten Basisstationen BS2 und BS3 ebenfalls die gesendete Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht empfangen können.
Bei Empfang der Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht sendet die Basisstation BS1 an die BSC eine Sendezeit der Stellenverfolgungsnachricht und eine Empfangszeit der Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht in Schritt 515. Ferner senden die Basisstationen BS2 und BS3 an die BSC die Empfangszeit der Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht in Schritt 517. In Schritt 519 misst dann die BSC die Entfernungen zwischen der Mobilstation MS5 und den betreffenden Basisstationen BS1–BS3 unter Verwendung der Sendezeit der Stellenverfolgungsnachricht in der Basisstation BS1 und der Empfangszeit der Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht in der betreffenden Basisstation BS1–BS3, um die Stelle der Mobilstation MS5 zu berechnen.
In dem Fall, wo die Stelle der Mobilstation MS5 periodisch erfasst wird, vergleicht die BSC die vorherige Stelle der Mobilstation MS5 mit der gegenwärtigen Stelle der Mobilstation MS5, um eine Bewegungsrichtung der Mobilstation MS5 vorherzusagen. Durch Vorhersagen der Bewegungsrichtung ist es möglich, eine Basisstation zu bestimmen, die der Nachbarschaft entspricht, zu der sich die Mobilstation MS5 bewegt. Basierend auf der vorherge sagten Bewegungsrichtung wird ein höheres Gewicht auf eine Basisstation angewandt, die mit der Nachbarschaft verbunden ist, zu der sich die Mobilstation MS5 bewegt, und ein geringeres Gewicht wird auf Basisstationen angewandt, von denen sich die Mobilstation MS5 wegbewegt, wie unten mit Verweis auf 6 beschrieben wird.
Gemäß 6 und unter Berücksichtigung der vorhergesagten Bewegungsrichtung der Mobilstation MS5 wird der umgebende Bereich in Bezug auf die gegenwärtige Stelle der Mobilstation MS5 in mehrere Zonen geteilt, und dann werden geeignete Gewichte auf die jeweiligen benachbarten Basisstationen BS2–BS7 angewandt. In diesem Beispiel wird, wie gezeigt, der umgebende Bereich in 8 Zonen mit einem Winkel von 45° in Bezug auf eine horizontale oder vertikale Achse, die durch die gegenwärtige Stelle der Mobilstation MS5 läuft, geteilt.
Hier wird durch Vergleichen der vorherigen Stelle mit der gegenwärtigen Stelle der Mobilstation MS5 vorhergesagt, dass sich die Mobilstation MS5 zu der Basisstation BS2 bewegen wird, wie durch den Umrisspfeil gezeigt. Der Vorhersage entsprechend werden unterschiedliche Gewichte auf die jeweiligen benachbarten Basisstationen BS2–BS7 angewandt. Das heißt, die Basisstation BS2 wird mit einem höchsten Gewicht A versehen, die Basisstationen BS3 und BS4 mit einem Gewicht B, das niedriger ist als das Gewicht A, die Basisstationen BS5 und BS6 mit einem Gewicht C, das niedriger ist als das Gewicht B, und die Basisstation BS7 wird mit einem Gewicht D versehen, das niedriger ist als das Gewicht C.
Da die BSC die Stellen der Basisstationen kennt, bestimmt sie unterdessen eine Übergabe-Zielbasisstation unter Verwendung von so berechneter Gewichtsinformation der jeweiligen benachbarten Basisstationen, der Stelleninformation der Mobilstation und der benachbarten Basisstationen und der Signalstärken der benachbarten Basisstationen und weist dann der Mobilstation MS5 einen Verkehrskanal zur Kommunikation mit der bestimmten Übergabe-Zielbasisstation zu, um dadurch die Übergabe durchzuführen. Ferner sendet in Schritt 521 (5) die BSC die Gewichtsinformation und die Stelleninformation der benachbarten Basisstationen BS2–BS7 und der Mobilstation MS5 über die gegenwärtig bedienende Basisstation BS1.
Die Mobilstation MS5 bestimmt, dass eine Basisstation, an die sie zu übergeben ist, durch Anwenden der Gewichte auf die Stärken der Pilotsignale von den benachbarten Basisstationen und verifiziert, abhängig von ihrer Stelle und den Stellen der benachbarten Basisstationen, erneut, ob die bestimmte Basisstation eine geeignete Übergabe-Zielbasisstation ist. In dieser Weise kann die Mobilstation die am besten geeignete Übergabe-Zielbasisstation bestimmen. Tabelle 1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung einer endgültien Übergabe- Zielbasisstation.
TABELLE 1
Obwohl in Tabelle 1 die Stärken der von den Basisstationen BS1–BS4 empfangenen Signale einander fast gleich sind, wird die Basisstation BS2 als eine endgültige Übergabe-Zielbasisstation bestimmt, da sie das höchste von der BSC gegebene Gewicht aufweist. Das heißt, in Tabelle 1 sind die Basisstationen in der Reihenfolge des Übergabe-Bestimmungswertes angeordnet, der durch Addieren der Gewichte zu den Empfangssignalstärken erhalten wird, und die Basisstation mit dem höchsten Übergabe-Bestimmungswert wird als eine Übergabe-Zielbasisstation ausgewählt, wie in durch 7 gezeigt.
Auf 7 verweisend stellt eine X-Achse PN-(Pseudo-Zufallsrauschen)Sequenzen dar, die zum Teilen der Basisstationen benutzt werden, und eine Y-Achse stellt den Übergabe-Bestimmungswert der Empfangssignalstärkenangabe (RSSI) plus dem Gewicht dar. Die Übergabe-Zielbasisstation ist hier die Basisstation BS2, da sie den höchsten Übergabe-Bestimmungswert von 95 aufweist.
Selbst wenn die Übergabe-Zielbasisstation in dieser Weise ausgewählt wird, kann jedoch in dem Fall, wo die benachbarten Basisstationen von der Mobilstation MS5 durch Gebäude oder andere Hindernisse abgeschirmt werden, die Signalstärke einer Basisstation, die weiter weg ist, höher sein als die Übergabe-Bestimmungswerte der benachbarten Basisstationen BS2–BS7. Um ein solches Ereignis zu verhindern, sendet die BSC die Stelleninformation der an die Mobilstation MS5 grenzenden Basisstationen zusammen mit der Gewichtsinformation der benachbarten Basisstationen. Selbst wenn die weiter entfernte Basisstation infolge ihrer hohen Signalstärke als die Übergabe-Zielbasisstation bestimmt wird, verifiziert daher die Mobilstation die Bestimmung der Übergabe-Zielbasisstation unter Verwendung der Stelleninformation der benachbarten Basisstationen, um so eine optimale Übergabe-Zielbasisstation auszuwählen.
In dieser Ausführung wurde ein Verfahren zum Bestimmen der Stelleninformation der Mobilstation beschrieben. In dem Fall, wo die Mobilstation einen GPS-Empfänger enthält und In formation über ihre Stelle an die BSC liefert, ist es jedoch möglich, die Stelle der Mobilstation ohne Unterstützung von den benachbarten Basisstationen einfach zu erfassen. Da in dieser Ausführung die BSC die Stellen der Übergabe-Kandidaten-Basisstationen kennt, kann sie die Übergabe-Zielbasisstation unter Berücksichtigung der Stelle der Mobilstation bestimmen, indem sie ein höheres Gewicht auf die Basisstation anwendet, die der Mobilstation am nächsten ist, und ein niedrigeres Gewicht auf die weiter von der Mobilstation entfernte Basisstation anwendet, unter Verwendung der von der Mobilstation gesendeten Stelleninformation und der Stärken der Pilotsignale von den benachbarten Basisstationen.
B. Zweite Ausführung
Bei dieser Ausführung wendet die Mobilstation Gewichte auf die jeweiligen benachbarten Basisstationen unter Verwendung der von der bedienenden Basisstation bereitgestellten Stelleninformation der jeweiligen benachbarten Basisstationen an. Grundsätzlich kennt eine Basisstation ihre eigenen Stellenkoordinaten, sie von einem Satelliten über ein GPS-System empfängt, und kennt auch Stellenkoordinaten von anderen Basisstationen, die von der BSC bereitgestellt oder während einer anfänglichen Systemeinrichtung festgelegt werden. Die bedienende Basisstation sendet an die Mobilstation Stelleninformation von sich selbst und anderen Basisstationen und Information über die benachbarten Stationen (z.B. PN-Offset-Information) über einen Paging-Kanal oder einen Sync-Kanal.
Unter Verwendung der obigen von der Basisstation empfangenen Information kann die Mobilstation eine Stellenkoordinate (Xi, Yi) der bedienenden Basisstation und Stellenkoordinaten (Xn, Yn) der benachbarten Basisstationen berechnen. Das heißt, die Mobilstation kann die benachbarten Basisstationen durch Analysieren von PN-Offset-Werten der Basisstationen, von denen die Pilotsignale empfangen werden, bestimmen. Außerdem kann die Mobilstation ihre Stelle in der gleichen Weise wie die erste Ausführung oder nach dem herkömmlichen Verfahren bestimmen. Bei Empfang der Stelleninformation der Service-Basisstation und der benachbarten Basisstationen berechnet die Mobilstation relative Entfernungen zwischen der gegenwärtig bedienenden Basisstation und den jeweiligen Basisstationen. Die relative Entfernung wird beim Auswählen einer Basisstation, die der Mobilstation am nächsten ist, in dem Fall verwendet, wo mehrere Basisstation mit dem gleichen Gewicht vorhanden sind.
Die relative Entfernung ist definiert als: Dn = ((Xn – Xi)2 + (Yn – Yi)2)1/2 (1)wo eine Horizontalentfernung Dx = Xn – Xi ist, und eine Vertikalentfernung Dy = Yn – Yi ist.
Ferner ist es möglich, Winkel (oder Richtungen) zwischen einer Basisstation, zu der die Mobilstation gehört, und den anderen Basisstationen unter Verwendung der Stellenkoordinaten der betreffenden Basisstationen zu berechnen. Dx und Dy stellen die Horizontal- und Vertikalentfernung vom Ursprung (0, 0) dar. Unter Verwendung dieser Werte ist es möglich, die relative Entfernung und einen Winkel zwischen der gegenwärtigen Basisstation und einer entsprechenden Basisstation zu berechnen. Das heißt, unter der Annahme, dass die gegenwärtige Stelle der Mobilstation gleich der Stelle der bedienenden Basisstation ist, werden die Entfernungen und Winkel zwischen der bedienenden Basisstation und den jeweiligen benachbarten Basisstationen berechnet. Nimmt man z.B. an, dass die gegenwärtig bedienende Basisstation eine Stellenkoordinate (2, 2) hat und eine benachbarte Basisstation eine Stellenkoordinate (0, 0) hat, wird die relative Entfernung 2 × 2^1/2 (da Dx = 2 und Dy = 2) aus Gleichung (1), und der Winkel dazwischen wird 45° aus Gleichung (2) θ = tan–1(Dx/Dy) (2).
Da außerdem die Mobilstation die auf die jeweiligen benachbarten Basisstationen entsprechend den Winkeln anzuwendenen Gewichte kennt, wendet sie das höhere Gewicht auf die Basisstation an, die mit einer Nachbarschaft verbunden ist, zu der sich die Mobilstation bewegt, und ein niedrigeres Gewicht auf die Basisstationen an, die weiter von der Mobilstation entfernt sind. Die Bewegungsrichtung der Mobilstation kann in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung bestimmt werden oder kann direkt von dem Satelliten über den GPS-Empfänger empfangen werden.
Des Weiteren führt, wenn es mehrere Basisstationen mit dem gleichen Gewicht gibt, die Mobilstation die Übergabe an die der gegenwärtigen Basisstation am nächsten gelegene Basisstation unter Verwendung der relativen Entfernung Dn durch. In dieser Ausführung wurde ein Verfahren zum Berechnen der Entfernungen und Winkel (oder Richtungen) zwischen den betreffenden benachbarten Basisstationen unter der Annahme beschrieben, dass die Stelle der Mobilstation gleich der Stelle der bedienenden Basisstation ist. Da jedoch die Mobilstation, wie oben erwähnt, ihre eigene Stelle kennt, kann sie auch die Entfernungen und Winkel zwischen den betreffenden benachbarten Basisstationen unter Verwendung ihrer eigenen Stelle berechnen.
Zusammengefasst, das erfindungsgemäße Übergabeverfahren beinhaltet das Messen der Stärken der von den jeweiligen Basisstationen gesendeten Pilotsignale durch die Mobilstation. Die Basisstation bestimmt dann die Übergabe-Kandidaten-Basisstationen entsprechend den Pilotsignalstärkemessungen. Danach wendet die Mobilstation unterschiedliche Gewichte auf die Übergabe-Kandidaten-Basisstationen in zwei verschiedenen Verfahren an. In einem ersten Verfahren sagt die BSC die Stelle und die Bewegungsrichtung der Mobilstation unter Verwendung verschiedener Information (d.h. Sendezeit einer Stellenverfolgungsnachricht und Empfangszeit einer Stellenverfolgungs-Bestätigungsnachricht) vorher, die von den benachbarten Basisstationen einschließlich der Service-Basisstation gesendet werden, wendet Gewichte auf betreffenden Übergabe-Kandidaten-Basisstationen basierend auf der vorhergesagten Bewegungsrichtung an und sendet die Gewichtsinformation an die Mobilstation.
In einem zweiten Verfahren empfängt die Mobilstation Stelleninformation der benachbarten Basisstationen und legt Gewichte an die benachbarten Basisstationen entsprechend ihrer Bewegungsrichtung unter Verwendung der empfangenen Stelleinformation an. Nach Anlegen der Gewichte an die benachbarten Basisstationen addiert die Mobilstation die entsprechenden Gewichte zu den Stärken der Pilotsignale von den benachbarten Basisstationen, um die bestgeeignete Übergabe-Zielbasisstation auszuwählen.
Außerdem wird in den folgenden zwei unterschiedlichen Verfahren verziert, ob die ausgewählte Basisstation wirklich eine optimale Übergabe-Zielbasisstation ist oder nicht. Bei einem ersten Verfahren empfängt die Mobilstation ihre eigene Stelleninformation und die Stelleninformation der benachbarten Basisstationen von der BSC und vergleicht ihre eigene Stelle mit den Stellen der benachbarten Basisstationen, um festzustellen, ob die nächstgelegene Basisstation ausgewählt wurde. Wenn festgestellt wird, dass die unter Verwendung der Gewichte ausgewählte Basisstation nicht die nächstgelegene Basisstation ist, nimmt die Mobilstation eine Fehlauswahl der Übergabe-Zielbasisstation wahr und führt die Übergabeprozedur erneut durch.
Bei einem zweiten Verfahren berechnet die Mobilstation eine relative Entfernung Dn zwischen der Mobilstation und den betreffenden Basisstationen unter der Annahme, dass ihre eigene Stelle gleich der Stelle der Service-Basisstation ist, und verifiziert unter Verwendung der relativen Entfernung Dn, ob die ausgewählte Basisstation eine optimale Übergabe-Zielbasisstation ist. Wenn z.B. die relative Entfernung der unter Verwendung des Gewichts ausgewählten Basisstation die kürzeste ist, kann die Mobilstation bestätigen, dass die Übergabe-Zielbasisstation richtig ausgewählt wurde.
Des Weiteren ist es möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit, Geschwindigkeit und Entfernung der Mobilstation aus einer Erfassungszeit der vorherigen Stelle und einer Erfassungszeit der gegenwärtigen Stelle der Mobilstation zu erfahren. Die Mobilstation kann an eine Basisstation mit einem geeigneten Zellenradius entsprechend der Bewegungsgeschwindig keit übergeben werden. Wenn sich die Mobilstation mit hoher Geschwindigkeit bewegt, kann der kleine Zellenradius der benachbarten Basisstation unvermeidlich zu häufigem Übergeben führen. In diesem Fall sollte die Übergabe oft in kurzen Intervallen durchgeführt werden, was die Wahrscheinlicht des Fehlschlagens der Übergabe und des Trennens des Anrufs erhöht. Um dies zu verhindern, wird, wenn sich die Mobilstation mit hoher Geschwindigkeit bewegt, ein Steuerungsrecht an die Basisstation mit einem großen Zellenradius übergeben, um die stabile Übergabe durchzuführen. Andernfalls, wenn sich die Mobilstation mit langsamer Geschwindigkeit bewegt, wird das Steuerungsrecht an die nächstgelegene Basisstation übergeben. Außerdem, da das Mobilkommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung grundsätzlich die Stelle der Mobilstation erfasst, ist es möglich, einen Stellenverfolgungsdienst ohne einen getrennten Stellen-Aktualisierungsprozess bereitzustellen.
Wie oben beschrieben, wird die herkömmliche Übergabe in Abhängigkeit von nur der Signastärke durchgeführt. Wenn die Stärke eines Signals von einer Basisstation, die von der Mobilstation weit entfernt ist, infolge der Umgebungen vorübergehend hoch ist, findet daher eine unrichtige Übergabe an diese Basisstation statt. Nach einer Weile, wenn die Empfangssignalstärke abnimmt, müsste der Übergabevorgang erneut durchgeführt werden. Das häufige Durchführen des Übergabevorgangs erhöht die Systemlast, was in einer Zunahme der Wahrscheinlichkeit der Anruftrennung resultiert. Das erfindungsgemäße Mobilkommunikationssystem führt jedoch den Übergabevorgang unter Berücksichtigung der Stellen der Basisstationen und der Gewichte der benachbarten Basisstationen, die durch Verfolgen der Stelle der Mobilstation erlangt werden, durch, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems erhöht und ein stabiler Übergabevorgang sichergestellt wird.
Während die Erfindung mit Verweis auf bestimmte bevorzugte Ausführungen derselben gezeigt und beschrieben wurde, werden die Fachleute in der Technik erkennen, dass verschiedene Änderungen in Form und Details darin vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie durch die anliegenden Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen von Handover einer Mobilstation (MS) zu einer einer Vielzahl benachbarter Basisstationen (BS), das die folgenden Schritte umfasst: I. Messen der Stärke von Pilotsignalen von den benachbarten Basisstationen (BS), wenn Handover der Mobilstation (MS) zu einer der benachbarten Basisstationen stattfindet, II. Auswählen einer Handover-Ziel-Basisstation aus den benachbarten Basisstationen (BS) in Abhängigkeit von den gemessenen Signalstärken, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (b) das Auswählen der Handover-Ziel-Basisstation des Weiteren vom Gewichten abhängt, die auf Basis von Standorten der Mobilstation (MS) und der Basisstationen (BS) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Basisstations-Steuereinheit (BSC) durchgeführt wird und dass in Schritt I. in der Mobilstation die Pilotsignal-Stärken gemessen und zu der BSC gesendet werden, und dass in Schritt II. an der BSC eine der Basisstationen ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Basisstations-Steuereinheit (BSC) durchgeführt wird und dass in Schritt I. die Pilotsignal-Stärken an einer Mobilstation gemessen werden und die gemessene Stärken sowie Standortinformationen der Mobilstation zu der BSC gesendet werden und dass in Schritt II eine der Basisstationen an der BSC ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichte den benachbarten Basisstationen (BS) gemäß Richtungen der benachbarten Basisstationen auf Basis einer Bewegungsrichtung der Mobilstation (MS) verliehen werden, die entsprechend der Bewegung der Mobilstation vorhergesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungen der Mobilstationen (MS) mit Θ = TAN–1(Dx)/(Dy)berechnet werden, wobei Dx = Xn – Xi und Dy = Yn – Yi, wenn eine Koordinate der Basisstation in Dienst (Xy, Yi) ist und die Koordinate einer benachbarten Basisstation (Xn, Yn) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren den Schritt des Berechnens der relativen Distanz zwischen der Basisstation (BS) in Dienst und benachbarten Basisstationen umfasst, um zu prüfen, ob die nächstgelegene Basisstation als eine Handover-Ziel-Basisstation ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation (MS) ihre eigene Koordinate über ein Global Positioning System (GPS) empfängt, um eine Bewegungsrichtung derselben vorherzusagen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handover-Ziel-Basisstation eine benachbarte Basisstation (BS) mit einem höchsten Handover-Bestimmungswert ist, der bestimmt wird, indem die entsprechenden Gewichte zu den Stärken der empfangenen Pilotsignale hinzugefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Vorhersagens der Bewegungsrichtung der Mobilstation die folgenden Schritte umfasst: Senden einer Standortverfolgungsnachricht an einer Basisstation in Dienst und Bereitstellen einer Sendezeit der Standortverfolgungsnachricht für die BSC; beim Empfang der Standortverfolgungsnachricht Senden einer Quittierungsnachricht an der Mobilstation; beim Empfang der Quittierungsnachricht Senden einer Empfangszeit der Quittierungsnachricht von den Basisstationen zu der BSC, und Vorhersagen eines Standorts und einer Bewegungsrichtung der Mobilstation in Abhängigkeit von der Sendezeit der Standortverfolgungsnachricht und der Empfangszeit der Quittierungsnachricht an der BSC.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Handover-Ziel-Basisstation eine Basisstation ist, die den höchsten Handover-Bestimmungswert hat, der bestimmt wird, indem entsprechende Gewichte zu den gemessenen Stärken der empfangenen Pilotsignale hinzugefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation ihre eigene Koordinate über ein GPS empfängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: an einer Mobilstation (MS) die Pilotsignal-Stärken gemessen werden und beim Empfang einer Standortverfolgungsnachricht eine Quittierungsnachricht gesendet wird, beim Empfang der Quittierungsnachricht Handover-Informationen von der Basisstation zu einer BSC gesendet werden; an der BSC eine Bewegungsrichtung der Mobilstation auf Basis der Handover-Informationen vorhergesagt wird, und Gewichte, die den Basisstationen gemäß der vorhergesagten Bewegungsrichtung verliehen werden, zu der Mobilstation gesendet werden, und an der Mobilstation in Abhängigkeit von den gemessenen Stärken und den Gewichten eine der benachbarten Basisstationen als eine Handover-Ziel-Basisstation ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Handover-Informationen eine Sendezeit, zu der eine Basisstation im Dienst die Standortverfolgungsnachricht gesendet hat, sowie eine Empfangszeit enthalten, zu der die benachbarten Basisstationen die Quittierungsnachricht empfangen haben.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Handover-Ziel-Basisstation eine Basisstation ist, die den höchsten Handover-Bestimmungswert hat, der bestimmt wird, indem entsprechende Gewichte zu den gemessenen Stärken der empfangenen Pilotsignale hinzugefügt werden.
Vorrichtung zum Bestimmen von Handover in einem Mobilkommunikationssystem, die umfasst: eine Mobilstation, die die Stärke von Pilotsignalen von benachbarten Basisstationen misst und Informationen über die gemessene Stärke zu einer Basisstations-Steuereinheit (BSC) sendet, und die BSC, die eine der Basisstationen als Handover-Ziel-Basisstation in Abhängigkeit von den Informationen über die gemessenen Stärken und den Gewichten auswählt, die auf Basis der Standortinformationen der Mobilstation und der Basisstationen bestimmt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei den benachbarten Basisstationen Gewichte gemäß Richtungen der benachbarten Basisstationen auf Basis der Bewegungsrichtung der Mobilstation verliehen werden, und die Bewegungsrichtung gemäß der Bewegung der Mobilstationen vorhergesagt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Handover-Ziel-Basisstation eine Basisstation ist, die den höchsten Handover-Bestimmungswert hat, der bestimmt wird, indem entsprechende Gewichte zu den gemessenen Stärken der empfangenen Pilotsignale hinzugefügt werden.