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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsverfahren, das
für Mobilkommunikationssysteme
geeignet ist, und betrifft genauer genommen ein Verfahren, das zur
Verwendung beim Messen einer Signalqualität und beim Steuern von Mobilstationen
in Mobilkommunikationen geeignet ist, wobei Mehrfachzugriffsverbindungen
zwischen Mobilstationen und ortsfesten Stationen mittels eines CDMA-Verfahrens durchgeführt werden.
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Stand der
Technik
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Mobilkommunikationen
haben eine weite Verwendung gefunden, und TDMA (Mehrfachzugriff im
Zeitmultiplex) wird oft als ein Vielfachzugriffsverfahren eingesetzt,
aber in den vergangenen Jahren ist der Trend in Richtung des Einsatzes
von CDMA (Vielfachzugriff im Codemultiplex) gegangen, das Vorteile
hat, wie beispielsweise die effiziente Verwendung von Frequenzen,
die leichtfertige Handhabung von Kommunikationen bei unterschiedlichen Übertragungsraten,
und die Eigenschaft, dass es schwierig abzufangen ist.
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Wenn
eine Mobilstation, so wie ein Zellulartelefon, im Standby-Betrieb
ist, oder in Kommunikation auf einem durch eine gewisse Mobilstation
aufgebauten Funkkanal ist, wird die Signalqualität auf dem Funkkanal sich ändern, wenn
die Mobilstation sich bewegt.
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Um
zu Funkkanälen
mit besserer Qualität
zu gelangen, führt
eine Mobilstation deshalb das Folgende durch. Zuerst empfängt die
Mobilstation Funkkanäle,
die von den benachbarten Basisstationen übertragen werden, und auch
andere Funkkanäle, die
von der Basisstation übertragen
werden, die bereits eine Funkverbindung mit der Mobilstation etabliert
hat, und misst die Signalqualität
dieser Funkkanäle.
Zweitens vergleicht die Mobilstation die Qualität dieser Funkkanäle mit der
der Funkkanäle,
die zum Standby-Betrieb oder für
die Verbindung verwendet werden. Drittens steuert die Mobilstation
ein Umschalten auf einen Funkkanal, von dem als Vergleichsergebnis
festgestellt worden ist, dass er eine hohe Qualität hat.
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Hierbei,
mit TDMA, werden Vielfachzugriffsverbindungen durch Teilen der Zeit
der Verwendung derselben Funkfrequenz unter jedem Benutzer hergestellt.
Das heißt,
dass Funkkanäle
durch Teilen der Verwendungszeit einer einzelnen Funkfrequenz in
einer Vielzahl von Zeitschlitzen gebildet werden, wobei jeder Benutzer
einen unterschiedlichen Zeitschlitz verwendet. In einem TDMA auf
diese Weise einsetzenden Mobilkommunikationssystem werden Zeitschlitze,
die nicht von Benutzern verwendet werden, speziell neben den zur Übertragung
und zum Empfang verwendeten Zeitschlitzen bereitgestellt. während dieser
Idolschlitze wird die Signalqualität der Funkkanäle gemessen,
die neben dem Funkkanal bzw. abseits des Funkkanals sind, der bereits
zum Etablieren einer Funkverbindung verwendet worden ist. Dann wird
ein Vergleich mit der Qualität
des Funkkanals getätigt,
der zum Standby-Betrieb oder zur Kommunikation verwendet wurde,
und der Funkkanal wird auf den einen mit der höchsten Qualität umgeschaltet.
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CDMA
wird andererseits durch Verwenden unterschiedlicher Codes für jeden
Benutzer auf derselben Funkfrequenz realisiert. Aus diesem Grund wird
die Verwendungszeit auf derselben Frequenz nicht für den einzigen
Zweck zum Erreichen von Vielfachzugriffsverbindungen aufgeteilt.
Es gibt keine Schlitze oder Rahmen, die speziell zum Messen der Qualität der Funkkanäle reserviert
sind.
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Um
Funkkanäle
zu empfangen, die abseits von dem Funkkanal sind, der zum Etablieren
einer Funkverbindung und dem Messen der Qualität davon verwendet worden ist,
ist es deshalb in eine CDMA-Technik einsetzenden Mobilkommunikationssystemen
erforderlich, zwei Empfänger
zu haben, d.h. einen für Kommunikationen
verwendeten Empfänger und
einen Empfänger
zum Empfangen anderer Funkkanäle,
die von den benachbarten Stationen übertragen werden, als auch
derselben Basisstation, die eine Funkverbindung mit der Mobilstation
etabliert hat, und zum Messen der Qualität davon, wie in 6 gezeigt.
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Jedes
Empfängersystem
in 6 umfasst prinzipiell einen Frequenzumwandler
zum Umwandeln eines in der Antenne empfangenen Signals zu einem
Verarbeitungsfrequenzband durch Mischen (Multiplizieren) mit einem
durch eine Synthetisiereinheit 40 erzeugten Signal, und
zwei PSK-Detektoren zum
QPSK-(quadrature phase shift keying) Erfassen des abwärts-umgewandelten
Signals. Die von der Synthetisierereinheit 40 an jeden
PSK-Detektor gelieferten Trägerwellen
sind gegenseitig um π/2
außer Phase.
Dann führt
das Basisbandteilstück 50 Kommunikationen
mit der Basisstation aus durch Ausführen einer bezeichneten Prozedur
mit Bezug zu den von der Basisstation empfangenen Signalen auf der Grundlage
von durch den Kommunikationsempfänger
erfassten In-Phase-Signalen und orthogonalen Signalen, und misst
die Qualität
des für
die Kommunikation verwendeten Funkkanals. Das Basisbandteilstück 50 misst
auch die Qualität
von anderen Funkkanälen
als dem Funkkanal, der. aktuell zum Etablieren einer Funkverbindung
zum Empfangen einer Benutzerinformation verwendet wird. Die Messung
basiert auf den demodulierten In-Phase- und orthogonalen Signalen,
die durch einen signalqualitätsmessenden
Empfänger
empfangen sind. Dann vergleicht das Basisbandteilstück 50 die
Qualitäten
der oben gemessenen Funkkanäle.
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Aufgrund
des Bedarfs nach kompakteren und leichteren Zellulartelefonen laufen
die Strukturen, wie beispielsweise zum Bereitstellen eines zusätzlichen
Empfängers
ausschließlich
für Qualitätsmessungen
von Funkkanälen
in benachbarten Basisstationen, solchen Bedürfnissen zuwider. Außerdem ist
es wichtig, den Leistungsverbrauch zu reduzieren, weil Zellulartelefone
prinzipiell wiederaufladbare Batterien als Energiequellen verwenden,
und Strukturen, die zwei Empfängersysteme
in den Mobilstationen Bereitstellen, auch den Bedürfnissen
nach einer niedrigeren Leistungsaufnahme zuwiderlaufen.
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Andererseits
könnte
auch eine Struktur, worin die Funkkanal-Qualitätsmessungen und eine Funkkanalumschaltsteuerung
nicht auf der Mobilstationsseite sondern auf der Basisstationsseite
durchgeführt
werden, betrachtet werden. Bei diesem Strukturtyp muss jedoch jede
Basisstation einen Qualitätsmessungsempfänger entsprechend
jeder Mobilstation separat bereitstellen, und die Verarbeitungslast
auf der Netzwerksseite einschließlich der Basisstation wird
zunehmen, so dass dieses eine extrem unrealistische Lösung für die heutige
Situation sein würde,
in der erwartet werden kann, dass viele Mobilstationen gleichzeitig
verwendet werden.
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US 5 619 491 A beschreibt
ein CDMA-Übertragungssystem.
Eine Rahmenstruktur ist bereitgestellt, und eine in einem Rahmen
zu übertragende Nutzlastinformation
wird in Signalbündeln
durch ein wählbares
Spreizen komprimiert. Durch Messen der Feldstärkenverteilung in einem Rahmen
kann jede ortsfeste Station jedes Betreibers und auch die Mobilstationen
nicht verwendete Zeitschlitze finden und zur Übertragung einer Anzahl aufeinanderfolgender freier
Zeitschlitze in Abhängigkeit
von dem zu übertragenden
Informationsvolumen auswählen.
In einem Zeitrahmen kann der Nutzlastdatenblock zu einem Bündel komprimiert
sein, so dass, nach dem Empfang des Bündels, es für den Empfänger Zeit gibt, Messungen in
anderen Frequenzbändern
für den Rest
dieses Zeitrahmens auszuführen.
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US 5 533 014 A betrifft
eine nicht-kontinuierliche Übertragung
für einen
nahtlosen Handover in DS-CDMA-Systemen.
Eine nicht-kontinuierliche Übertragung
in CDMA-Kommunikationstechniken wird
erreicht durch Verwenden eines niedrigeren Spreizungsverhältnisses,
wodurch die gespreizte Information nur ein Informationsteil eines
Rahmens in einem komprimierten Modus füllt, mit Übriglassen eines unbesetzten Teils
des Rahmens. Die Evaluierung anderer Trägerfrequenzen für Handover-Entscheidungen
kann durch Verwenden des komprimierten Modus in dem Downlink von
einer Basisstation an eine Mobilstation durchgeführt werden. Die Mobilstation
führt Messungen
in dem Downlink durch, und die Evaluierung kann in der Mobilstation und/oder
einem Funknetzwerk-Controller
durchgeführt
werden. Die Mobilstation führt
Messungen auf anderen Trägerfrequenzen
während
des unbesetzten Teils des Rahmens des komprimierten Modus durch,
da sie während
dieser Zeit nicht die Basisstation abhören muss, mit der sie aktuell
verbunden ist.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Situation getätigt worden,
und hat eine erste Aufgabe zum Messen der Qualität sich in der Nähe befindender
Funkkanäle
ohne Bereitstellen eines alleinigen Empfängers auf der Mobilstationsseite,
und zum Sicherstellen einer Kompaktheit, einer Leichtigkeit und
eines reduzierten Leistungsverbrauchs in Mehrfachzugriffsverbindungen
mittels eines CDMR-Verfahrens
durchführender
Mobilkommunikationen.
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Außerdem ist
es eine zweite Aufgabe, die Last auf der Basisstationsseite zum
großen
Teil zu reduzieren.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den durch den unabhängigen Anspruch
1 spezifizierten Gegenstand gelöst.
Vorzuziehende Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
definiert.
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Um
die obigen Aufgaben zu erreichen, gibt es ein Kommunikationsverfahren
in einem Kommunikationssystem mit einer ersten Übertragungsvorrichtung und
einer Vielzahl zweiter Übertragungsvorrichtungen,
die mit der ersten Übertragungsvorrichtung kommunizieren.
Das durch jede der zweiten Übertragungsvorrichtungen
durchgeführte
Kommunikationsverfahren umfasst einen Schritt zum intermittierenden
Empfangen von von der ersten Übertragungsvorrichtung
empfangenen Signalen oder intermittierenden Übertragen von Signalen an die
erste Übertragungsvorrichtung.
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Es
gibt ein Kommunikationsverfahren, worin die erste Übertragungsvorrichtung
und die zweiten Übertragungsvorrichtungen
Vielfachzugriffsverbindungen mittels eines CDMA-Verfahrens durchführen. Die
erste Übertragungsvorrichtung überträgt eine Steuerinformation
zum Steuern der zweiten Übertragungsvorrichtungen
und eine Benutzerinformation an die zweiten Übertragungsvorrichtungen mit
Verwenden eines in eine Vielzahl von Schlitzen aufgeteilten Funkkanals.
Das Kommunikationsverfahren umfasst einen Schritt, dass die zweiten Übertragungsvorrichtungen
Zeitschlitze erfassen, in denen eine Benutzerinformation nicht existiert.
Mit Verwenden dieser Schlitzperioden, die keine Benutzerinformation
enthalten, empfangen die zweiten Übertragungsvorrichtungen dann
andere Funkkanäle,
die von der ersten Übertragungsvorrichtung übertragen
werden, und auch Funkkanäle,
die von den benachbarten Basisstationen übertragen werden. Die zweiten Übertragungsvorrichtungen
werden die Messung der Qualität
der empfangenen Signale durchführen.
(Verweis auf 3A-3D)
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Gemäß diesem
Aspekt ist es möglich,
die Qualität
sich in der Nähe
befindender Funkkanäle
zu messen, ohne einen alleinigen Empfänger auf der Mobilstationsseite
bereitzustellen, und die Kompaktheit, Leichtigkeit und den reduzierten
Leistungsverbrauch in Mehrfachzugriffsverbindungen mittels eines
CDMA-Verfahrens durchführender
Mobilkommunikationen sicherzustellen. Da die Kommunikationsqualität in der
Mobilstation gemessen wird, und die Funkkanal-Umschaltsteuerung bzw. Funkkanal-Vermittlungsststeuerung
für den
Zonentransfer und den Handover unter der Überwachung der Mobilstationen durchgeführt wird,
ist es außerdem
möglich,
die Last auf der Basisstationsseite zum großen Teil zu reduzieren.
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Außerdem umfasst
ein weiterer Aspekt einen anfänglichen Übertragungsschritt
zum Übertragen von
Signalen von der zweiten Übertragungsvorrichtung
an die erste Übertragungsvorrichtung
bei einer Übertragungsrate
R1; einen Aussetzungsschritt zum Aussetzen von Signalübertragungen
von der zweiten Übertragungsvorrichtung
an die erste Übertragungsvorrichtung;
und einen zweiten Übertragungsschritt zum Übertragen
von Signalen von der zweiten Übertragungsvorrichtung
an die erste Übertragungsvorrichtung
bei einer Übertragungsrate
R2, die größer als
die Übertragungsrate
R1 ist. (Verweis auf 10A-10E).
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Gemäß diesem
Aspekt wird, nachdem der Aussetzungsschritt zum Aussetzen von Signalübertragungen
von der Mobilstation (zweite Übertragungsvorrichtung)
an die Basisstation (erste Übertragungsvorrichtung)
durchgeführt
ist, der zweite Übertragungsschritt
zum Übertragen
von Signalen von der Mobilstation an die Basisstation bei einer
hohen Übertragungsrate
R2 durchgeführt,
wodurch der Informationsverlust vermieden wird, wenn Kommunikationen
für den
Empfang benachbarter Funkkanäle unterbrochen
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Mobilkommunikation
gemäß einem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Signalformats auf einem Funkkanal
desselben Mobilkommunikationssystems zeigt.
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3A-3D sind
Diagramme zum jeweiligen Erläutern
der Beziehung zwischen dem Zustand der Kommunikationsdaten auf demselben
Mobilkommunikationssystem und den Qualitätsmessungsoperationen für die empfangenen Signale
von sich in der Nähe
befindenden Basisstationen.
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4A-4C sind
Diagramme zum jeweiligen Erläutern
der Messungsoperationen für
die Signalqualität
eines Mobilkommunikationssystems gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines wesentlichen Teilstücks eines
Empfängers
gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines wesentlichen Teilstücks eines
konventionellen Empfängers
zeigt.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines dritten und vierten
Aspekts der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Flussdiagramm des Steuerprogramms für den dritten Aspekt.
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9 ist
ein Flussdiagramm des Steuerprogramms für den vierten Aspekt.
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10A-10E sind erläuternde Diagramme für die Operationen
des dritten und des vierten Aspektes.
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Erster Aspekt
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sollen mit Verweis auf die Zeichnungen
erläutert
werden.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Mobilkommunikationssystems
gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Zeichnung hat
die Mobilstation 1 eine Fähigkeit zum Etablieren einer
Funkkommunikation gemäß einem
CDMA-Verfahren mit irgendeiner der Basisstationen 2a, ...
. Jede Basisstation 2a, ... verwaltet Kommunikationen in
der Funkzone 3a, ..., die daran zugewiesen sind, und sie
werden alle durch eine Basisstations-Steuerstation 4 gesteuert.
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Eine
Dienststeuerstation 5 ist mit einem öffentlichen Drahtnetzwerk bzw.
Fernsprechnetz 6 verbunden, und bringt eine Vielzahl (obwohl
in dem veranschaulichten Beispiel nur eine gezeigt ist) von Vermittlungsstellen 7 zusammen.
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Wenn
ein Anruf an eine Mobilstation auftritt, während Mobilstation 1 in
der Funkzone 3b liegt, wird der Kommunikationspfad von
der Dienststeuerstation 5 an die Basisstation 2b der
Funkzone 3b, in der Mobilstation 1 liegt, gemäß einem
konventionellen Verfahren festgesetzt, um Mobilstation 1 anzurufen.
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Hierbei,
mit Bezug zu dem Mobilkommunikationssystem gemäß des vorliegenden Aspektes,
soll ein Beispiel eines Funkkanalformats, das beim Aussenden von
Signalen von der Basisstation an die Mobilstation verwendet ist,
mit Verweis auf 2 erläutert werden. Wie in dieser
Zeichnung gezeigt, hat dieser Funkkanal ein Wiederholungsmuster,
wobei ein einzelner Rahmen in sechzehn Schlitze aufgeteilt ist. Hierbei
ist, wie in der Zeichnung angegeben, jeder Schlitz angeordnet, um
eine synchronisierende Information bei dem Kopf der Sprachinformation
zu haben. Diese synchronisierende Information wird verwendet, so
dass die Mobilstation 1 die Sprachinformation in Synchronität mit jedem
Schlitz empfangen wird.
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Die
Vielfachzugriffsverbindungen in der vorliegenden Ausführungsform
sind durch ein CDMA-Verfahren mit Verwenden eines unterschiedlichen
Codes für
jeden Benutzer auf derselben Funkfrequenz realisiert. Aus diesem
Grund sind, in der vorliegenden Ausführungsform, die Funkkanäle in eine
Vielzahl von Zeitschlitzen nicht nur für Vielfachzugriffsverbindungszwecke
aufgeteilt, sondern, um eine Steuerinformation, so wie die synchronisierende Information,
an die Mobilstation 1 zusammen mit der Sprachinformation
mit Verwenden desselben Funkkanals zu senden.
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Als
Nächstes
sollen die Mobilstations-Empfangsoperationen in einem Mobilkommunikationssystem
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform erläutert werden.
Um die Erläuterung
zu vereinfachen, wird hierbei ein Zustand angenommen, wobei die
Mobilstation 1 in der Funkzone 3b liegt und bereits
einen Kommunikationspfad mit der Basisstation 2b etabliert
hat.
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Wenn
der Funkkanal von der Basisstation 2b an die Mobilstation
wie in 3A angegeben definiert ist,
dann erfasst die Mobilstation 1 Schlitze, in denen Sprachdaten
nicht existieren, und während der
Perioden bzw. Dauern dieser Schlitze, empfängt sie Funkkanäle anderer
Basisstationen 2a, 2c und 2d, die zu
der Basisstation 2b benachbart sind. Die Mobilstation 1 empfängt auch
andere Funkkanäle, die
von der Basisstation 2b übertragen werden, aber die
Funkkanäle
sind abseits von dem einen, der aktuell in Verbindung mit der Basisstation 2b war.
Dann misst Mobilstation 1 die Qualität der empfangenen Signale und
vergleicht die Signalqualitäten
der Funkkanäle.
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Wenn
als ein Ergebnis des Vergleichs herausgefunden wird, dass der aktuell
verwendete Funkkanal die beste Signalqualität hat, dann wird der Kommunikationspfad
aufrecht erhalten wie er ist, wohingegen, wenn die Signalqualität eines
Funkkanals, der von dem aktuell verwendeten Funkkanal unterschiedlich
ist, als der beste herausgefunden wird, dann wird die Steuerung
durchgeführt,
um zu diesem besten Funkkanal umzuschalten.
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In
dem Fall des Letzteren gibt es hierbei zwei mögliche Fälle. In einem Fall wird die
Umschaltung zu einem Funkkanal von einer der Basisstationen 2a, 2c oder 2d,
die benachbart zu der Basisstation 2b sind, getätigt. In
einem anderen Fall wird die Umschaltung zu einem anderen von der
Basisstation 2b übertragenen
Funkkanal getätigt.
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Aufgrund
der Verzögerung
in dem Prozess des Aufteilens der Sprachdaten in Schlitze unterbricht
die Mobilstation 1 den Empfang anderer Funkkanäle nur mit
einer gewissen Zeitverzögerung.
Aus diesem Grund, wie in 3B gezeigt,
wenn z.B. keine Sprachdaten in den Perioden von Schlitzen S1 und
S5 existieren, unterbricht die Mobilstation 1 dann tatsächlich,
wie in 3C gezeigt, den Empfang der Funkkanalsignale
von der Basisstation 2b bei den Perioden von Schlitzen
S2 und S6, die einen Schlitz später
als die Schlitze S1 und S5 kommen, und empfängt Signale von unterschiedlichen
Funkkanälen, wie
in 3D angegeben.
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Außerdem wird,
für jeden
Schlitz, die Mobilstation 1 nur mit dem Beginnen von Signalen
unterschiedlicher Funkkanäle
während
der Perioden der Sprachinformation beginnen, in denen Sprachdaten nicht
in jedem Schlitz existieren, weil die Mobilstation 1 die
bei dem Kopf jedes Schlitzes positionierte Synchronisationsformation
empfängt.
In 3C ist dieses durch die Tatsache angedeutet, dass
die Empfangsoperationen des aktuellen Funkkanals von der Basisstation 2b von
den Kopfteilstücken
der Sprachinformation der Schlitze S2 und S6 in der Mobilstation 1 ausgeführt werden.
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Weiterhin
ist es selbstverständlich
möglich, eine
Vermittlungssteuerung bzw. Umschaltsteuerung nicht nur für Funkkanäle durchzuführen, die
kommunizieren, sondern auch für
die, die im Standby-Betrieb sind.
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Gemäß einem
Mobilkommunikationssystem dieses Typs ist die Mobilstation 1 zum
Erfassen von Zeitschlitzen implementiert, in denen Sprachdaten nicht
existieren, und empfängt
Signale von Funkkanälen
abseits von dem aktuell zum Etablieren der Verbindung verwendeten
Funkkanal, und misst die Qualität
dieser Signale. Es gibt keine Notwendigkeit, separat einen qualitätsmessenden
Empfänger
mit dem Kommunikationsempfänger
in der Mobilvorrichtung bereitzustellen. Deshalb reicht ein einzelnes Empfängersystem
aus, wie in 5 gezeigt. Als ein Ergebnis
ist es möglich,
die Mobilstation kompakter und leichter herzustellen, als auch einen
niedrigen Leistungsverbrauch sicherzustellen. Da die Funkkanal-Umschaltsteuerung
außerdem
unter der Überwachung
der Mobilstation durchgeführt
wird, kann die Last auf der Basisstationsseite zum großen Teil
reduziert werden.
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Zweiter Aspekt
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Als
Nächstes
soll ein Aspekt erläutert
werden, der die Kompaktheit, Leichtigkeit und einen niedrigen Leistungsverbrauch
sicherstellt, und eine Vermittlungssteuerung bzw. Umschaltsteuerung
der Funkkanäle
unter Überwachung
der Mobilstationen durch ein, von dem der obigen Ausführungsform
unterschiedlichen, Verfahren durchführt.
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In
dem Mobilkommunikationssystem des vorliegenden Aspektes wird angenommen,
um die Untersuchung zu vereinfachen, dass die Mobilstation 1 in
der Funkzone 3b liegt und bereits einen Kommunikationspfad
mit der Basisstation 2b etabliert hat.
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In
dem Mobilkommunikationssystem gemäß dem vorliegenden Aspekt ist
wenigstens ein Schlitz jedem Rahmen zuvor zugewiesen, beim Senden
von Daten von der Basisstation 2b an die Mobilstation 1. Während der
Periode bzw. Dauer dieses Schlitzes empfängt die Mobilstation 1 Signale
durch die Funkkanäle,
die von den Basisstationen in der Nähe der Basisstation 2b übertragen
sind, und Signale durch die Funkkanäle, die von der Basisstation 2b übertragen
sind, aber wobei die Kanäle
abseits von dem einen sind, der zum Etablieren eines Kommunikationspfades
verwendet wurde, wie in der Annahme angegeben. Die Mobilstation 1 misst
die Qualität
der empfangenen Signale und vergleicht die Signalqualität der Funkkanäle. Weiterhin
führt die
Mobilstation 1 eine Steuerung durch, um zu dem Funkkanal
mit der besten Signalqualität
umzuschalten.
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Wenn
z.B. die Funkkanäle
von der Basisstation 2b an die Mobilstation 1 wie
in 4A gezeigt definiert sind, dann sind S1-S3 als
vakante Schlitze zugewiesen, wie in 4B gezeigt.
Während
der Perioden dieser Schlitze S1-S3 empfängt die Mobilstation 1 Signale
auf Funkkanälen,
die abseits von dem aktuell verwendeten Funkkanal sind, wie in 4C gezeigt,
und misst die Signalqualität
davon.
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Gemäß diesem
Typ des Mobilkommunikationssystems, empfängt die Mobilstation Signale
auf Funkkanälen,
die abseits von den Funkkanälen
sind, die aktuell in den Perioden der Schlitze verwendet werden,
die zuvor als vakant bezeichnet worden sind. Deren Signalqualität kann gemessen
werden, ohne Erfordernis, einen qualitätsmessenden Empfänger zusätzlich zu
dem Kommunikationsempfänger
in der Mobilstation bereitzustellen. Als ein Ergebnis ist nur ein
Empfängersystem
erforderlich, wie in 5 gezeigt. Somit ist es möglich, die
Kompaktheit, Leichtigkeit und einen niedrigen Leistungsverbrauch
der Mobilstation sicherzustellen, und die Last auf der Basisstationsseite
zum großen
Teil zu reduzieren, weil die Funkkanal-Vermittlungssteuerung bzw. Funkkanal-Umschaltungssteuerung
unter der Überwachung der
Mobilstation durchgeführt
werden kann.
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Weiterhin
ist es selbstverständlich
möglich, die
Umschaltsteuerung bzw. Vermittlungssteuerung nicht nur für Funkkanäle durchzuführen, die
kommunizieren, sondern auch für
die, die im Standby-Betrieb sind.
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Dritter Aspekt
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1. Prinzip
des Aspektes
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In
einem CDMA-Mobilkommunikationssystem gibt es im Grunde ein einzelnes
Frequenzband für
jede einer Vorwärtsverbindung
(Verbindung von der Basisstation an die Mobilstation) und einer
Rückwärtsverbindung
(Verbindung von der Mobilstation an die Basisstation). Kommunikationen
werden durch eine Vielzahl von Mobilstationen durch Zuweisen unterschiedlicher
Spreizungscodes mit Bezug zu jeder Mobilstation realisiert. Hierbei
muss die Mobilstation sowohl eine Trägerwelle für die Vorwärtsverbindung als auch eine
Trägerwelle
für die
Rückwärtsverbindung
erzeugen, um mit der Basisstation zu kommunizieren. Während man
sich ausdenken kann, separate Oszillatoren zum Erzeugen dieser Trägerwellen
bereitzustellen, werden die zwei Trägerwellen jedoch üblicherweise
von derselben Synthetisierereinheit erzeugt, die durch einen gemeinsamen
Oszillator erzeugt ist, so dass die Mobilstationen wirtschaftlich
hergestellt werden können.
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Wenn
die Qualität
der empfangenen Signale abnimmt, werden die Qualitäten der
empfangenen Signale nach anderen Kanälen als dem Kanal, der zum
Empfangen einer Benutzerinformation verwendet wird, durchsucht,
und ein Handoff bzw. eine Abgabe wird durchgeführt, wenn benötigt. Um
die Qualitäten
der empfangenen Signale abzusuchen, könnte man sich ausdenken, einen
Empfänger
alleinig für die
Suche bereitzustellen, aber wie mit Bezug zu der ersten und der
zweiten Ausführungsform
erläutert,
ist es vorzuziehen, einen einzelnen Vorwärtsverbindungsempfänger mittels
eines Gemeinschaftsbetriebs bzw. Timesharings zu verwenden. Das
heißt, dass
der Empfänger
eine synchronisierte Nachbildung des Spreizungssignals einsetzen
muss, um das empfangene Signal zu demodulieren. Da es erforderlich
ist, dass der Empfänger
vielfältige
Funkkanäle empfangen
muss, wobei jedem davon ein unterschiedliche Spreizungscode zugewiesen
ist, sollte er die Fähigkeit
zum Erzeugen identischer synchronisierter Codes gemäß jedem
Funkkanal haben.
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CDMA-Mobilkommunikationssysteme
haben im Grunde eine einzelne Frequenz für jede der Vorwärtsverbindung
und der Rückwärtsverbindung.
Jedoch ist es wünschenswert,
eine Vielzahl von Frequenzbändern
gemäß den Verkehrsbedingungen
zu verwenden. Es sei z.B. der Fall angenommen, dass zwei Frequenzen,
Kanal A und Kanal B, mit beiden Kanälen in Zonen mit relativ großen Verkehrsmengen
verwendet werden. In dem Fall, wobei die Zone geringen Verkehr hat,
wird nur Kanal A oder Kanal B verwendet.
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Wenn
eine Vielzahl von Frequenzbändern verwendet
wird, kann es Fälle
geben, in denen Kanal B abgesucht wird, während eines Kommunizierens mit
der lokalen Basisstation über
den Kanal A. In Mobilstationen, die mit nur einem Oszillator versehen sind,
um die Kosten zu reduzieren, ist es nicht möglich, gleichzeitig auf einer
Vielzahl von Kanälen
zu kommunizieren. Aus diesem Grund muss, in solch einer Mobilstation,
das Umschalten zwischen Kanälen A
und B mittels eines Gemeinschaftsbetriebs durchgeführt werden,
um Kommunikationen und eine Suche parallel durchzuführen. Als
ein Ergebnis werden die Kommunikationen auf Kanal A während der
Periode unterbrochen werden, in der der Oszillator Kanal B aufbaut.
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In
nur einen einzelnen Kanal verwendenden Mobilkommunikationssystemen
ist es wiederum vorzuziehen, Kommunikationen und Suchen durch einen
Gemeinschaftsbetrieb durchzuführen,
so dass die Mobilstation wirtschaftlich hergestellt werden kann,
weil eine gleichzeitige Suche und Kommunikationen eine große Last
in einer Mobilstation bewirken.
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Somit
offenbaren der dritte Aspekt und der unten beschriebene vierte Aspekt
Kommunikationsverfahren, die fähig
sind zum Vermeiden eines Informationsverlustes in dem Fall, dass
Kommunikationen für
die Messung von Signalqualitäten
unterbrochen werden.
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2. Konfiguration
des Aspektes
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Die
Konfiguration des Mobilkommunikationssystems des dritten Aspektes
der vorliegenden Erfindung soll mit Verweis auf 7 erläutert werden.
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In
dieser Zeichnung enthält
eine Mobilstation 101 eine Übertragungsvorrichtung 111.
Während
die Übertragungsvorrichtung 111 fähig ist
zum Kommunizieren mit der Basisstation auf beiden Kanälen A und B über Antenne 114,
sind Kommunikationen nur auf einem der Kanäle bei einem gewissen Augenblick möglich. Eine
Steuereinheit 112 steuert die Übertragungsvorrichtung 111.
Ein Speicher 113 speichert ein unten zu erläuterndes
Steuerprogramm und vielfältige
Datentypen.
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Eine
Basisstation 102 enthält
eine Übertragungsvorrichtung 121.
Die Übertragungsvorrichtung 121 kommuniziert
mit der Mobilstation 101 auf einem Kanal A über die
Antenne 124. Eine Steuereinheit steuert die Übertragungsvorrichtung 121.
Ein Speicher 123 speichert ein Basisstations-Steuerprogramm
und vielfältige
Datentypen. Eine andere Basisstation 103 hat eine der Basisstation 102 ähnliche Konfiguration,
abgesehen von der Tatsache, dass sie mit der Mobilstation 101 auf
Kanal B kommuniziert.
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Als
Nächstes
soll ein Beispiel der Rahmenstruktur in dem vorliegenden Aspekt
mit Verweis auf 10A erläutert werden. In dem vorliegenden Aspekt
tauschen die Mobilstation 101 und Basisstationen 102, 103 vielfältige Signale
in Einheiten von Superrahmen aus. Ein einzelner Superrahmen ist
aus 64 Rahmen zusammengesetzt, und jeder Rahmen ist ferner
aus einer Vielzahl von Schlitzen zusammengesetzt.
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3. Operationen
des Aspektes
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Als
Nächstes
sollen die Operationen des vorliegenden Aspektes erläutert werden.
Wenn die Mobilstation 101 in der Zone der Basisstation 102 liegt, wird
das in 8 gezeigte Programm in der Mobilvorrichtung 101 aktiviert.
In diesem Flussdiagramm, wenn der Prozess zum Schritt SP1 voranschreitet, wird
ein Befehl von der Steuereinheit 112 an die Übertragungsvorrichtung 111 zum
Setzen der Übertragungsraten
sämtlicher
Rahmen ausgegeben, identisch zu sein (wie in 10B gezeigt).
Dann werden normale Kommunikationen zwischen der Mobilstation 101 und
der Basisstation 102 durchgeführt. Das heißt, dass
ein eindeutiger Spreizungscode an die Mobilstation 101 zugewiesen
ist, und die Mobilstation 101 und die Basisstation 102 auf
Kanal A kommunizieren. Während
dieser Kommunikation kann die Basisstation 102 der Mobilstation 101 die Kanäle melden,
die durch sich in der Nähe
befindende Basisstationen verwendet werden.
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Wenn
die Prozedur zum Schritt SP2 voranschreitet, wird, in der Steuereinheit 112,
beurteilt, ob es eine Notwendigkeit gibt zum Durchführen einer nicht-kontinuierlichen Übertragung
in der Mobilstation 101. Das heißt, dass basierend auf der
Qualität der
von der kommunizierenden Basisstation empfangenen Signale mit einem
Zielwert beurteilt wird. Diese Prozedur soll die Qualität der empfangenen
Signale auf anderen Kanälen
als dem kommunizierenden Kanal sicherstellen, und es muss gemessen
werden, um den Handoff bzw. die Abgabe vorzubereiten, wenn die Empfangsqualität heruntergeht.
Da die Übertragungsvorrichtung 111 nur
auf einem einzelnen Kanal bei einem Augenblick kommunizieren kann,
werden Kommunikationen während
eines Überwachens
der Signalqualität
von anderen Kanälen
als dem Funkkanal, der zur Kommunikation verwendet wird, unterbrochen
werden.
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Wenn
die obige Bedingung nicht erfüllt
ist, wird die Prozedur des Schrittes SP1 wiederholt und normale Übertragungen
werden wieder aufgenommen. Wenn die Mobilstation 101 sich
von der Basisstation 102 in die Richtung der Basisstation 103 bewegt
(in 7), wird dann die Qualität des von der Basisstation 102 empfangenen
Signals abnehmen. Sobald die obige Bedingung erfüllt ist, resultiert ein JA
in Schritt SP2, und die Prozedur schreitet zum Schritt SP3 voran.
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Hierbei
wird eine neue Signalübertragungsrate,
die fähig
ist zum Kompensieren des Informationsverlustes aufgrund einer nicht-kontinuierlichen Übertragung,
ausgewählt,
und der Basisstation 102 werden die ausgewählte Signalübertragungsrate
und betroffene Rahmen gemeldet. Dann wird ein Bestätigungssignal
für die
Meldung von der Basisstation 102 an die Mobilstation 101 zurückgegeben.
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Hier
soll ein spezifisches Beispiel der Prozedur zum Entscheiden bzw.
Bestimmen der Signalübertragungsrate
erläutert
werden. Beispielsweise ist die Mobilstation 101 fähig zum
Handhaben von Signalübertragungsraten 32, 64, 128, 160, 192 und 256 ksps
(Symbole pro Sekunde), und die Übertragungsrate
für eine
Normalübertragung
ist 128 ksps. Außerdem
werden, in 10, Kommunikationen unterbrochen,
um sich in der Nähe
befindende Basisstationen in dem ersten Rahmen bei dem Kopf jedes
Superrahmens zu durchsuchen. Dieser Rahmen soll fortan als ein unterbrochener
Rahmen bezeichnet werden.
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In
diesem Fall wird die Übertragungsrate
eines anderen Rahmens oder einer Vielzahl von Rahmen (nicht unterbrochen)
geändert,
um diese Daten zu kompensieren, die in dem unterbrochenen Rahmen
hätten übertragen
werden sollen. Das heißt, dass
eine Auswahl getätigt
wird zwischen "Setzen der Übertragungsrate
eines einzelnen Rahmens auf 256 ksps zum Kompensieren des einzelnen
unterbrochenen Rahmens", "Setzen der Übertragungsrate von
zwei Rahmen auf 192 ksps zum Kompensieren des einzelnen unterbrochenen
Rahmens" oder "Setzen der Übertragungsrate
von vier Rahmen auf 160 ksps zum Kompensieren des einzelnen unterbrochenen
Rahmens". Die Inhalte
des unterbrochenen Rahmens werden den Rahmen hinzugefügt, wobei
die Übertragungsraten
zum Kompensieren des Informationsverlustes geändert worden sind. Hier werden unten
Rahmen, in denen die Übertragungsrate
geändert
worden ist, als geänderte
Rahmen bezeichnet werden.
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Bei
einer allgemeineren Beschreibung dieser Auswahl ist die Menge des
Informationsverlustes aufgrund der nicht-kontinuierlichen Übertragung, wenn die normale Übertragungsrate
als R1 genommen wird, "(die
Anzahl unterbrochener Rahmen) × (die
Rahmenperiode) × R1". Wenn die Übertragungsrate
der geänderten
Rahmen als R2 genommen wird, sollte die Anzahl geänderter
Rahmen und die Übertragungsrate R2
so bestimmt sein, dass "(die
Anzahl geänderter
Rahmen) × (die
Rahmenperiode) × (R2 – R1)" größer als
die Menge des Informationsverlustes ist.
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In
dem vorliegenden Aspekt wird jedoch die Übertragungsrate ausgewählt, um
die Übertragungsrate
in den geänderten
Rahmen so niedrig wie möglich
zu machen (d.h. 160 ksps, wie in der obigen vielfältigen Auswahl
angegeben).
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Der
Grund für
dieses wird mit Verweis auf 10B-E
erläutert
werden. 10B zeigt einen Übertragungsausgangspegel
für den
Fall eines Durchführens
einer nicht-kontinuierlichen Übertragung,
wobei, wenn die Übertragungsrate
konstant ist, dann der Übertragungsausgangspegel,
der fähig
ist zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Pegels einer Zuverlässigkeit
bezüglich
dieser Übertragungsrate,
ein konstanter Wert p sein wird, solange wie die Beschaffenheit
des Übertragungspfades
sich nicht ändert.
Als Nächstes
zeigt 10C den Übertragungsausgangspegel für den Fall,
in dem ein geänderter
Rahmen mit einer verdoppelten Übertragungsrate
unmittelbar dem unterbrochenen Rahmen folgt. Als eine Eigenschaft
von CDMA, wenn die Übertragungsrate
verdoppelt wird, ist grob das Zweifache des Übertragungsausgangspegels erforderlich,
um dann einen konstanten Zuverlässigkeitspegel
beizubehalten. Demgemäß wird,
in der Zeichnung, der Übertragungsausgangspegel
bei der Spitze "2p" sein.
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Wenn
ein Versuch unternommen wird, die Übertragungsvorrichtung 111 diesem
Typ einer hohen Spitze anzugleichen, wird der Leistungsverbrauch
dieses Übertragungsschaltkreises
zunehmen, und die mögliche
Zeit zum Fortsetzen der Kommunikation wird in einer Mobilstation
mit einer Batterie als Leistungsquelle kürzer werden. Um eine lange Kommunikationszeit
unter solchen Beschaffenheiten sicherzustellen, wird weiterhin die
Vorrichtung größer werden
und die Tragbarkeit wird reduziert werden.
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Als
Nächstes
zeigt 10D ein Beispiel, worin sämtliche
andere Rahmen als der unterbrochene Rahmen zu geänderten Rahmen gemacht sind.
In diesem Fall, wenn in einem Superrahmen ein Rahmen unterbrochen
ist, und die Übertragungsrate
mit Verwenden der verbleibenden 63 Rahmen kompensiert wird, wird
der Anstieg in der Übertragungsrate
in den geänderten
Rahmen nur 1/63 der ursprünglichen Übertragungsrate
sein. Wenn z.B. die ursprüngliche Übertragungsrate
128 ksps ist, dann ist der Anstieg 128/63 = 2,0317 ksps, was somit
ermöglicht,
dass der Anstieg α in
der Übertragungsausgangspegelspitze
auf nur einem geringen Wert gehalten wird. Deshalb ist es wünschenswert,
den geänderten
Rahmen wie in 10D gezeigt für die Zwecke
zum Unterdrücken
des Leistungsverbrauchs festzulegen.
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Um
die Signalübertragungsprozedur
zu vereinfachen, wird jedoch angenommen, dass die zu verwendende Übertragungsrate
vorbestimmt ist. Das heißt,
in dem vorliegenden Aspekt, dass die auszuwählenden Übertragungsraten auf einen
beschränkten
Bereich eingeschränkt
sind, und dass eine Übertragungsrate,
die den Übertragungsausgangspegel der
Spitzen innerhalb dieses Bereiches minimiert, gewählt wird.
Der Übertragungsausgangspegel
für den
Fall, in dem die normale Übertragungsrate
128 ksps und die Übertragungsrate
der vier Rahmen, die dem unterbrochenen Rahmen folgen, auf 128 + 128/4
= 160 ksps festgelegt ist, ist in 10E gezeigt.
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Wie
wiederum in 8 gezeigt, wenn die Prozedur
zum Schritt SP4 voranschreitet, wird die Steuereinheit 112 Befehle
an Übertragungsvorrichtung 111 senden,
die die Anzahl unterbrochener Rahmen, die zum Durchführen der
Suche zu verwenden sind, und die Anzahl der geänderten Rahmen betreffen, mit
der Information der Übertragungsrate
und des Ausgangspegels. In der Übertragungsvorrichtung 111 wird
eine nicht-kontinuierliche Übertragung durch
den Kommunikationskanal und ein Absuchen anderer Kanäle basierend
auf den obigen Befehlen durchgeführt.
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Wenn
die Prozedur zum Schritt SP5 voranschreitet, wird als Nächstes beurteilt,
ob es einen Bedarf zum Fortsetzen nicht-kontinuierlicher Übertragungen gibt. Es wird
z.B. eine NEIN-Entscheidung getätigt, wenn
die Empfangssignalqualität
von der Basisstation 102 zurückgekehrt ist, und die Prozedur kehrt
zum Schritt SP1 zurück.
Als ein Ergebnis meldet die Mobilstation 101 der Basisstation 102,
die Übertragungsrate
zu ändern
(nicht-kontinuierliche Übertragungen
terminieren und bei 128 ksps kommunizieren), ein Bestätigungssignal
wird von der Basisstation 102 an die Mobilstation 101 gesendet,
und normale Kommunikationen werden wieder aufgenommen.
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Wenn
es andererseits einen Bedarf zum Fortsetzen nicht-kontinuierlicher Übertragungen
gibt, dann schreitet die Prozedur zum Schritt SP6 voran. Hier wird
beurteilt, ob oder nicht eine Änderung
in der Signalübertragungsrate
erforderlich ist. Wenn z.B. aufgrund von Situationen, so wie einer
plötzlichen Abnahme
in der Qualität
von der Basisstation 102 empfangener Signale, die Anzahl
unterbrochener Rahmen, für
die zu suchen ist, zunimmt, dann wird als eine Folge die Übertragungsrate
noch höher
festgelegt werden müssen.
In diesem Fall wird eine Entscheidung von JA getätigt, und die Prozedur schreitet zum
Schritt SP3 voran. Als ein Ergebnis wird eine neue Übertragungsrate
zwischen der Mobilstation 101 und der Basisstation 102 bestimmt.
Wenn es keine Notwendigkeit gibt, die Übertragungsrate zu ändern, dann
schreitet die Prozedur zum Schritt SP4 voran, und nicht-kontinuierliche Übertragungen
werden bei der vorherigen Übertragungsrate
fortgesetzt.
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Vierter Aspekt
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Als
Nächstes
soll ein Mobilkommunikationssystem des vierten Aspektes der vorliegenden
Erfindung erläutert
werden.
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Während die
Struktur des vierten Aspektes dieselbe wie die des dritten Aspektes
ist, ist das Steuerprogramm der Mobilstation 101 darin
unterschiedlich, dass der Inhalt wie in 9 gezeigt
ist. Dann wird, in 9, Schritt SP13 anstelle von
Schritt SP3 in 8 durchgeführt.
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Im
Schritt SP13 wird die Signalübertragungsrate
der geänderten
Rahmen während
einer nicht-kontinuierlichen Übertragung
nur durch die Übertragungsseite
entschieden, d.h. die Mobilstation 101. Beim Entscheiden
dieser Signalübertragungsrate
wird keine vorherige Meldung an die Empfangsseite (Basisstation 102)
gegeben. Wenn eine nicht-kontinuierliche Übertragung
im Schritt SP4 durchgeführt wird,
wird deshalb die Übertragungsrate
auf der Empfangsseite erfasst und Kommunikationen werden bei der
erfassten Übertragungsrate
durchgeführt.
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Somit
wird, in dem vorliegenden Aspekt, die Signalübertragungsrate auf der Basisstation
bei der Empfangsseite erfasst. Es gibt kein Erfordernis für ein vorheriges
Austauschen, um über
die Signalübertragungsrate
zu entscheiden, und die Verarbeitungslast für die Mobilstation kann reduziert
werden.
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Beispiel einer
Modifizierung
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
und es sind z.B. die folgenden Modifizierungen möglich.
- (1)
In den oben beschriebenen Aspekten wird eine Sprachinformation als
ein Beispiel einer Benutzerinformation gegeben, aber die Benutzerinformation
ist nicht darauf beschränkt
und kann irgendein Typ einer Information sein, die übertragen
werden kann. Die Benutzerinformation kann z.B. Paketdaten sein.
- (2) In dem ersten Aspekt wird eine synchronisierende Information
zum Synchronisieren des Empfangs der Benutzerinformation als ein
Beispiel einer Steuerinformation zum Steuern der Mobilstation gegeben,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und
kann z.B. eine Information oder Daten zum adaptiven Erhöhen oder Verringern
in der Übertragungsleistung
bezüglich der
Mobilstation sein, oder vielfältige
Typen von Pilotsignalen. Zu dieser Zeit ist es möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher
Steuerinformationen in jedem Schlitz zur Übertragung aufzunehmen.
- (3) In dem dritten Aspekt meldet die Mobilstation der Basisstation
die Übertragungsrate
der geänderten
Rahmen, wenn die Signalübertragungsrate
geändert
wird, aber es ist möglich,
die Basisstation die Übertragungsrate
an die Mobilstation melden zu lassen.
- (4) In dem vierten Aspekt muss die Basisstation die Signalübertragungsrate
von der Mobilstation erfassen, aber es ist möglich, die Anzahl der geänderten
Rahmen und die Übertragungsrate
der geänderten
Rahmen vorher zu bezeichnen, wenn eine nicht-kontinuierliche Übertragung
beginnt (z.B. wenn die Mobilstation 101 die Zone der Basisstation 102 betritt),
und sie im Speicher bei beiden Enden zu speichern. In diesem Beispiel
einer Modifizierung ist die Übertragungsrate
der geänderten
Rahmen in der Basisstation 102 vorbestimmt, so dass eine
schnelle und zuverlässige Antwort
möglich
ist, selbst wenn die Übertragungsrate
ohne vorherige Meldung geändert
wird.
- (5) In dem ersten und dem zweiten Aspekt ist es möglich Prozeduren
durchzuführen,
die Schritten SP1 und SP2 der dritten und der vierten Ausführungsform ähnlich sind,
so dass die Mobilstation einen intermittierenden Empfang nur durchführt, wenn
die Qualität
der empfangenen Signale abfällt.