DE69935859T2 - Sanftes weiterreichen in einem hybriden gsm/cdma netzwerk - Google Patents

Sanftes weiterreichen in einem hybriden gsm/cdma netzwerk Download PDF

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DE69935859T2
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Ilan Kessler
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen drahtlose Telekommunikationen und insbesondere fortgeschrittene zellulare Telefonnetzwerke.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die globales System für Mobilstationen (GSM = global system for mobile) Telekommunikationen werden in zellularen Telefonnetzwerken in vielen Ländern auf der Welt verwendet. GSM bietet einen nützlichen Bereich von Netzwerkdiensten und Standards. Existierende GSM Netzwerke basieren auf Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division multiple access) digitaler Kommunikationstechnologie. In einem TDMA basierten zellularen Netzwerk kommuniziert jede mobile Teilnehmereinheit mit nur einer einzigen Basisstation zu einem gegebenen Zeitpunkt. Wenn ein Teilnehmer sich von einer Zelle zu einer anderen fortbewegt, findet eine „harte Übergabe" statt, in welcher die Basisstation, mit welcher der Teilnehmer kommuniziert hat, ihre Verbindung mit dem Teilnehmer abbricht, und eine neue Basisstation übernimmt.
  • Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division multiple access) ist eine verbesserte digitale Kommunikationstechnologie, welche eine effizientere Verwendung der Funkbandbreite als TDMA bietet, wie auch eine zuverlässigere, schwundfreie Verbindung zwischen zellularen Telefonteilnehmern und Basisstationen. Der führende CDMA Standard ist IS-95, verbreitet durch die Telecommunications Industry Association (TIA). Dieser Standard bietet „weiche Übergabe" (oder „Übergabe") Fähigkeit, wobei die Teilnehmereinheit, wenn sie sich von einer Zelle zu einer anderen bewegt, zeitweise in Kontakt mit zwei oder mehr Basisstationen zur gleichen Zeit ist. Die weiche Übergabe, welche durch den Codemultiplexansatz möglich gemacht wird, verringert die Wahrscheinlichkeit eines Verlusts der Verbindung, welcher häufig in harten Übergaben auftreten kann.
  • Die PCT Patentanmeldung WO 977/31503 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schalten der Funkinterfaceschicht eines drahtlosen Telefonanrufs von Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) moduliert zu GSM Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA) Modulation während des Verlaufs dieses Telefonanrufs oder anderer Kommunikation. Ein Satz von Basisstationen, welcher gemäß dem GSM Standard operiert, generiert ein Pilotpeilsignal gemäß CDMA Technologie. Während eines Telefonanrufs detektiert eine Teilnehmereinheit CDMA Pilotsignale, und benachrichtigt ein Basisstationssteuerelement, wenn CDMA Pilotsignale detektiert werden und die Stärke, mit welcher sie empfangen werden. Das Basisstationsteuerelement identifiziert CDMA Pilotsignale von dem CDMA Pilotpeilsignal, und initiiert eine CDMA zu GSM Übergabe über die Generation eines Satzes von Signalisierungsnachrichten, welche die Teilnehmereinheit anweisen, und empfangende GSM Infrastrukturausrüstung zum Präparieren des Schaltens der Funkinterfaceschicht. Die Teilnehmereinheit antwortet durch Akquirieren der GSM Synchronisationsinformation, und durch Aufbauen eines HF Interfaces mit der GSM Basisstation ohne Unterbrechung des Telefonanrufs, welcher durchgeführt wird.
  • Die PCT Patentanmeldung PCT/US 96/20764 beschreibt ein drahtloses Telekommunikationssystem, welches ein CDMA Luftinterface (das heißt grundlegende HF Kommunikationsprotokolle) verwendet, um GSM Netzwerkdienste und Protokolle zu implementieren. Unter Verwendung dieses Systems würden mindestens einige der TDMA Basisstationen (BSSs) und Teilnehmereinheiten eines existierenden GSM Netzwerks ersetzt oder ergänzt werden durch korrespondierende CDMA Ausrüstung. Die CDMA BSSs in diesem System sind angepasst um mit GSM Mobilvermittlungsstellen (MSCs = mobile switching centers) über ein Standard GSM A-Interface zu kommunizieren. Der Kern von GSM Netzwerkdiensten wird derart aufrechterhalten, und das Wechseln von TDMA zu CDMA ist gegenüber den Benutzern transparent.
  • Hybride zellulare Kommunikationsnetzwerke, welche sowohl GSM wie auch CDMA Elemente beinhalten, sind in den PCT Patentveröffentlichungen WO 95/24771 und WO 96/21999 beschrieben, und in einem Artikel von Tscha, et al., benannt „A Subscriber Signaling Gateway between CDMA Mobile Station and GSM Mobile Switching Center", in Proceedings of the 2nd International Conference on Universal Personal Communications, Ottawa (1993), Seiten 181–185, beschrieben. Keine dieser Publikationen behandelt die spezifischen Angelegenheiten, wie effiziente Übergaben von Teilnehmereinheiten zwischen unterschiedlichen Basisstationen, welche in solchen hybriden Netzwerken durchgeführt werden sollen.
  • Die PCT Patentanmeldung PCT/US97/00926 beschreibt Verfahren von Intersystem-Übergabe zwischen CDMA und TDMA BSSs in einem hybriden GSM/CDMA Telekommunikationssystem. Eine GSM/TDMA BSS generiert Pilotpeilsignale gemäß CDMA Technologie. Während eines Telefonanrufes detektiert eine Teilnehmereinheit die Pilotsignale und benachrichtigt ein Basisstationssteuerelement, dass die Signale detektiert wurden. Die Teilnehmereinheit wird dann von der CDMA zu der TDMA BSS ohne Unterbrechung des Anrufs übergegeben.
  • Das europäische Patent mit Nummer 0701337 von Mitsubishi Electric Corporation offenbart ein mobiles Kommunikationssystem, in welchem verschiedene Zugriffsverfahren gemäß der Priorität des Benutzers ausgewählt werden können. In dem mobilen Kommunikationssystem hat jede der Mobilstationen und der Funkbasisstationen einen Funkprozessor, welcher TDMA, CDMA und FDMA Kommunikationseinheiten hat. Die CDMA Kommunikationseinheit beinhaltet Kanalcodierer, jeweils zum Durchführen einer primären Modulation für ein Sendesignal, Spreizspektrumcodegeneratoren zum jeweiligen Generieren von unterschiedlichen Spreizspektrumsignalen, einen Taktgenerator/ein Steuerelement zum Steuern der Generation von Chiptakten zum Steuern der Generation der Spreizspektrumcodes, Oszillatoren zum Einstellen von unterschiedlichen Trägerfrequenzen für Ausgänge, berechnet als Produkte, und eine CPU zum allgemeinen Steuern von verschiedenen Teilen oder Elemente zum Steuern der Zuweisung eines CDMA Signals oder eines TDMA Signals für einen beliebigen Zeitschlitz, welcher von der TDMA Kommunika tionseinheit gesendet wird. Der Funkprozessor sendet unterschiedliche Signale von unterschiedlichen Zugriffsverfahren, welche in jedem Zeitschlitz des gleichen Rahmens mit unterschiedlichen Signalen existieren.
  • Das U.S. Patent Nummer 5659598 von Jaervelae Teuvo et al offenbart ein Dualmodusterminal, welches vorgesehen wird, in welchem eine Mobilstation eines mobilen Funksystems und ein schnurloses Telefon kombiniert werden. Die Art des Terminals kann eine Verbindung mit sowohl einer Basisstation des mobilen Funksystems und eines festen Teils des drahtlosen Telefonsystems haben. Übergabe kann den Transfer eines Anrufs von einem festen Teil des schnurlosen Telefonsystems, welches eine Terminal-initiierte Übergabe zu einer Basisstation des mobilen Funksystems beinhalten, welche eine Netzwerk-initiierte Übergabe hat. Um eine geeignete Übergabeprozedur durchzuführen erhält der Schnurlostelefonteil von dem Mobilstationsteil des Terminals Messergebnisse betreffend der empfangenen Signalstärken der Mobilsystembasisstationen in der Nachbarschaft. Der Schnurlostelefonteil des Terminals leitet diese Messergebnisse über einen festen Teil des Schnurlostelefonsystems an einen mobilen Austausch bzw. Exchange des Mobilsystems in einer Übergabeanforderungsnachricht weiter. Der mobile Austausch wählt eine geeignete Basisstation zum Übergeben aus und informiert den Mobilstationsteil des Terminals über die Identität der ausgewählten Basisstation über den Schnurlostelefonteil.
  • Das europäische Patent mit der Nummer 0719064 von Nokia Mobile Phones Limited offenbart ein Funktelefon, welches automatisch einen Anruf von einem Funktelefonsystem zu einem anderen Funktelefonsystem übergibt. Kommunikation mit Bezug auf Funktelefonsysteme kann gleichzeitig während Übergabe durchgeführt werden, bis die Übergabe vollständig ist, oder Kommunikation mit einem Funktelefonsystem bricht ab, bevor Kommunikation mit dem anderen Funktelefonsystem beginnt. Verzögerungen zwischen Signalen von unterschiedlichen Funktelefonsystemen, welche hörbare Interferenz verursachen würden, werden durch FIR Filterung und/oder dynamische Zeitverzerrung verhindert. Wenn eine Übergabe fehlschlägt, dann wird Kommunikation mit dem ursprünglichen Funktelefonsystem wieder aufgenommen oder fortgeführt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen zur Verwendung in einem gemischten TDMA/CDMA zellularen Kommunikationsnetzwerk vorzusehen.
  • Es ist ein weiteres Ziel von einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung, verbesserte Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen, welche Übergabe einer Teilnehmereinheit zwischen TDMA und CDMA Basisstationen ohne Unterbrechung von Kommunikationen ermöglichen.
  • In bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein gemischtes GSM/CDMA zellulares Kommunikationssystem sowohl TDMA wie auch CDMA Basisstationen, welche gleichzeitig durch eine Mobilvermittlungsstelle (MSC = mobile switching center) gesteuert werden. Systeme dieses Typs sind im Allgemeinen in den oben stehend genannten PCT Patentanmeldungen beschrieben, welche hierin im Weg der Referenz mit aufgenommen werden. Eine Teilnehmereinheit in dem Netzwerk, auf welche hierin auch als eine Mobilstation (MS = mobile station) Bezug genommen wird, ist dazu in der Lage, mit beiden Typen von Basisstationen zu kommunizieren, und zwar durch geeignetes Schalten zwischen TDMA und CDMA Luftinterfaces, während bevorzugterweise GSM Netzwerkprotokolle über beide Typen von Interface verwendet werden. Es ist ein Merkmal von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass das Kommunikationssystem auf einer existierenden GSM/TDMA Infrastruktur basieren kann, mit der Hinzufügung von CDMA BSSs und mit im Wesentlichen keiner anderen Modifikation der existierenden Infrastruktur.
  • Um zu bestimmen, wann eine Übergabe stattfinden soll, überwacht eine MS in Kommunikation mit einer derzeitigen Basisstation von einem Typ (CDMA oder TDMA) HF Signale, welche von einer anderen Basisstation stammen, welche eine Basisstation des anderen Typs (jeweils TDMA oder CDMA) sein kann. Eine Nachrichtensequenz zwischen der derzeitigen Basisstation und der MS ermöglicht der MS, geeignete Synchronisationsinformation mit Bezug auf die neue Basisstation zu akquirieren, und diese Information zurück zu berichten zu der derzeitigen Basisstation. Die Information wird durch das System verwendet, um der MS zu ermöglichen, ein Luftinterface mit der neuen Basisstation aufzubauen, wobei die Übergabe ohne wesentliche Unterbrechung von Kommunikationen zwischen der MS und dem Netzwerk stattfindet.
  • In dem Kontext der vorliegenden Erfindung wird auf solche Übergaben zwischen Basisstationen auf „mobil-assistierte Übergaben" Bezug genommen. Mobil-assistierte Übergabe wird in GSM und in CDMA Systemen verwendet, welche im Stand der Technik bekannt sind, wobei eine Mobilstation die Stärke von Signalen, welche von einem Basisstationstransceiver in einer benachbarten Zelle empfangen werden, mist und darüber berichtet, bevor sie zu dieser Zelle übergegeben wird. In hybriden GSM/CDMA Systemen, welche bis heute vorgeschlagen wurden, wird es jedoch angenommen, dass Mobilstationen dazu in der Lage sind, Signale von entweder einer CDMA oder einer TDMA Basisstation zu jedem gegebenen Zeitpunkt zu empfangen (oder ein CDMA Peilsignal, welches einer TDMA Basisstation zugeordnet ist, wie in der oben genannten PCT Patenanmeldung PCT/US 97/00926), aber nicht beide, und deshalb nicht dazu in der Lage ist, diesen Typ von Assistenz zu liefern. Das Vorsehen von mobiler Assistenz gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ermöglicht Übergaben, dass sie glatter und zuverlässiger durchgeführt werden, als andernfalls möglich wäre.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung schaltet die MS zwischen TDMA und CDMA Operation in dem Verlauf eines Telefonanrufs, gemäß den Anweisungen, welche von der Basisstation empfangen werden, mit welcher die Einheit in Kommunikation steht. Bevor Übergabe stattfinden soll, empfängt die MS Signale von sowohl TDMA wie auch CDMA Basisstationen, und berichtet zu den Basisstationen zurück bezüglich der Signale, welche sie empfängt. Die Information, welche derart berichtet wurde, wird zurück berichtet und durch das BSC verwendet, um die Übergabe zu initiieren. Bevorzugterweise beinhaltet die MS einen einzigen Funktransceiver und deshalb kann zu jedem gegebenen Zeitpunkt die MS mit entweder der TDMA oder der CDMA Basisstation kommunizieren, aber nicht mit beiden (gemäß den Prinzipien von IS-95, wie hierin oben stehend beschrieben wurde, kann die Einheit jedoch mit mehr als einer CDMA Basisstation gleichzeitig kommunizieren.). Es sei erwähnt, dass jede GSM/TDMA Basisstation ihren eigenen Synchronisationstakt hat, mit welchem die MSs, welche damit in Kommunikation stehen, synchronisiert werden, während die CDMA Basisstationen untereinander mit einer Echtzeit des Tages synchronisiert werden. Deshalb akquiriert und synchronisiert die Mobilstation in jedem Fall des Schaltens zwischen den TDMA und CDMA Stationen ihre Operation zu dem geeigneten Taktsignal ohne wesentliche Unterbrechung des Telefonanrufs.
  • In einigen dieser bevorzugten Ausführungsbeispiele ist die MS in Kommunikation mit einer CDMA Basisstation, wenn es bestimmt wird, dass die Einheit zu einer GSM/TDMA Basisstation übergegeben werden kann. CDMA Übertragung durch den MS Transceiver wird vorübergehend unterbrochen, wobei während dieser Zeit die Einheit einen GSM Nachbarscan durchführt, im Allgemeinen gemäß GSM Standards, um zu der TDMA Basisstation zu akquirieren und zu synchronisieren. Bevorzugterweise wird die CDMA Übertragung für einen einzigen Rahmen unterbrochen, typischerweise 20 msec lang, wodurch ein Leerlaufzeitschlitz gemäß dem IS-95 Standard erzeugt wird. Nachdem die TDMA Basisstation identifiziert wurde, und geeignete Nachrichten ausgetauscht wurden, wird ein Verkehrskanal zwischen der Basisstation geöffnet, und die MS wird zu der TDMA Basisstation geschaltet, während die Unterbrechung eines Telefonanrufs, welcher durch die MS durchgeführt wird, im Wesentlichen minimiert wird.
  • In anderen dieser bevorzugten Ausführungsbeispiele ist die MS in Kommunikation mit einer TDMA Basisstation, wenn es bestimmt wird, dass die Einheit zu einer CDMA Basisstation übergegeben werden kann. Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele hierin mit Bezug auf MSs beschrieben wurden, welche einen einzigen Transceiver für TDMA und CDMA Verwendung haben, sei es verstanden, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung gleichartig angewandt werden können unter Verwendung von Teilnehmereinheiten und Systemhardware von anderen Typen, und insbesondere unter Verwendung einer Teilnehmereinheit, welche separate oder nur teilweise integrierte TDMA und CDMA Transceiver hat.
  • Es ist deshalb ein Verfahren zum Übergeben einer Mobilstation gemäß dem angefügten Anspruch 1 vorgesehen.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Empfangen der Daten das Empfangen einer Messung von Signalstärke, und das Übergeben der Mobilstation beinhaltet Vergleichsmessungen von Signalstärken von den ersten und zweiten Basisstationen und das Übergeben der Mobilstation ansprechend auf den Vergleich. Bevorzugterweise beinhaltet das Empfangen der Daten das Anwenden eines Gewichtungsfaktors auf die Messung der Signalstärke, wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Variieren des Faktors gemäß einem Netzwerkszustand in dem System beinhaltet. Weiter bevorzugt beinhaltet das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Übertragen eines Gewichtungsfaktors über die Kommunikationsverbindung zu der Mobilstation, welche den Gewichtungsfaktor auf die Messung anwendet.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Empfangen der Daten das Empfangen einer Identifikation der zweiten Basisstation basierend auf dem Dekodieren durch die Mobilstation des Signals, welches über das zweite Luftinterface empfangen wurde.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird von der ersten Basisstation zu der Mobilstation eine Liste von Frequenzen von Basisstationen des zwei ten Typs in dem System derart übertragen, dass die Mobilstation versucht, das Signal bei einer Frequenz in der Liste zu empfangen.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Übergeben der Mobilstation das Übertragen eines Übergabekommandos von der ersten Basisstation.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Aufbauen der Kommunikationsverbindung und das Empfangen der Daten ansprechend auf das Signal das Aufbauen der Verbindung und Empfangen des Signals bei der Mobilstation unter Verwendung eines einzigen HF Transceivers in der Mobilstation.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet eines der ersten und zweiten Luftinterfaces ein TDMA Interface, und das andere der Interfaces beinhaltet ein CDMA Interface, wobei das TDMA Interface bevorzugterweise ein GSM Interface beinhaltet, und wobei das CDMA Interface derart konfiguriert ist, dass es GSM Netzwerknachrichten weiterleitet. Bevorzugterweise ist das CDMA Interface auf dem IS-95 Standard basiert.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Aufbauen der Kommunikationsverbindung die Verwendung einer einzigen Funkressourcenmanagementprotokollschicht, um das erste Luftinterface zu verwalten, und wobei das Übergeben der Mobilstation die Verwendung einer einzigen Funkressourcenmanagementprotokollschicht zum Verwalten des zweiten Luftinterfaces beinhaltet.
  • Noch mehr bevorzugt beinhaltet das Empfangen der Daten von der Mobilstation das Definieren eines Überlappgebiets zwischen dem ersten Bereich, welcher durch das erste Luftinterface bedient wird und einem zweiten Bereich, welcher durch das zweite Luftinterface bedient wird, und das Triggern der Mobilstation zum Empfangen der Daten, wenn die Mobilstation in dem Gebiet des Überlapps ist.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das erste Luftinterface ein CDMA Interface, und wobei das zweite Luftinterface ein GSM/TDMA In terface beinhaltet, und das Empfangen von Daten von der Mobilstation beinhaltet das Schalten der Mobilstation zum Unterbrechen einer CDMA Kommunikationsverbindung derart, dass ein GSM/TDMA Signal empfangen und dekodiert wird. Bevorzugterweise beinhaltet das Schalten bzw. An- und Aussteuern (Gating) der Mobilstation das Unterbrechen von CDMA Kommunikationen für die Dauer eines IS-95 Rahmens, wobei das Empfangen der Daten das Empfangen einer Identifikation auf der zweiten Basisstation basierend auf dem Dekodieren der GSM Frequenzkorrektur und Synchronisationskanälen des Signals durch die Basisstation beinhaltet.
  • In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das erste Luftinterface ein GSM/TDMA Interface, und das zweite Luftinterface beinhaltet ein CDMA Interface, und das Empfangen der Daten von der Mobilstation beinhaltet das Steuern der Mobilstation zum Unterbrechen der Kommunikationsverbindung derart, dass ein CDMA Signal empfangen und dekodiert wird.
  • Alternativ oder zusätzlich beinhaltet das Empfangen der Daten das Weiterleiten einer GSM Zellenbroadcast-Dienstnachricht zu der Mobilstation zum Initiieren einer Suche durch die Mobilstation für ein Signal von einer Basisstation des zweiten Typs. Bevorzugterweise beinhaltet das Weiterleiten der GSM Zellenbroadcast-Dienstnachricht zu der Mobilstation das Weiterleiten der Nachricht derart, dass sie durch die Mobilstation empfangen wird, während die Mobilstation in einem dedizierten Modus operiert.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Empfangen der Daten von der Mobilstation das Empfangen einer Identifikation eines CDMA Pilotbeams, welcher durch die Mobilstation decodiert wird. Weiter bevorzugt beinhaltet das Verfahren das Abbilden der zweiten Basisstation als eine GSM Basisstation zum Steuern der Übergabe.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das mobile drahtlose Kommunikationssystem ein GSM mobiles drahtloses Telekommunikationssystem.
  • Das Verfahren beinhaltet ferner folgendes:
    Abbilden der CDMA Basisstation, welche gemäß den CDMA Luftinterfaces operiert, als ein GSM/TDMA Subsystem; Vergleichen der Stärken der ersten und zweiten Signale, im Wesentlichen als ob beide der ersten und zweiten Basisstationen GSM/TDMA Basisstationen wären; und Übergeben der Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation ansprechend auf den Vergleich der Signalstärken.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Abbilden der CDMA Basisstationen das Zuweisen einer GSM Frequenz und eines Orts zu der Basisstation.
  • Weiter bevorzugt beinhalten das Aufbauen der Kommunikationsverbindung und das Übergeben der Mobilstation das Übermitteln von Nachrichten zwischen den ersten und zweiten Subsystemen und einer Mobilvermittlungsstelle in dem System über ein GSM A-Interface. Bevorzugterweise operieren die ersten und zweiten Basisstationssubsysteme gemäß einem CDMA Luftinterface, wobei das Übergeben der Mobilstation das Übermitteln eines neuen IS-95 Langcodes durch das A-Interface beinhaltet, im Wesentlichen ohne das Verletzen von A-Interfaceprotokollen.
  • Bevorzugterweise beinhaltet das Empfangen der Daten von der Mobilstation das Anwenden eines Gewichtungsfaktors auf das zweite Signal, und wobei das Vergleichen der Stärken der Signale das Vergleichen des gewichteten Signals beinhaltet, wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Übermitteln des Gewichtungsfaktors zu der Mobilstation beinhaltet, welche den Gewichtungsfaktor auf das zweite Signal anwendet. Bevorzugterweise beinhaltet das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Variieren des Faktors gemäß einem Netzwerkzustand in dem System.
  • Es wird auch gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß den angefügten Ansprüchen eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung zur Verwendung in einem mobilen Telekommunikationssystem vorgesehen, welche folgendes aufweist:
    Eine Basisstation eines ersten Typs, welche ein erstes Signal gemäß einem ersten Luftinterface sendet und empfängt;
    eine Basisstation eines zweiten Typs, welche ein zweites Signal gemäß einem zweiten Luftinterface sendet und empfängt; und
    eine Mobilstation, welche das zweite Signal über das zweite Luftinterface von der Basisstation des zweiten Typs empfängt, während eine Kommunikationsverbindung über das erste Luftinterface mit der Basisstation des ersten Typs aufrecht erhalten wird, und welche Daten zu der Basisstation des ersten Typs ansprechend auf das zweite Signal derart sendet, dass die Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation ansprechend auf die gesendeten Daten übergegeben wird.
  • Bevorzugterweise beinhalten die Daten, welche durch die Mobilstation gesendet werden, eine Messung von Signalstärke, und zwar derart, dass die Mobilstation ansprechend auf einen Vergleich von Signalstärken der ersten und zweiten Signale übergegeben wird. Bevorzugterweise wird ein Gewichtungsfaktor auf die Messung von Signalstärken angewandt, wobei der Gewichtungsfaktor gemäß einem Netzwerkzustand in dem System variiert wird. Bevorzugterweise wird der Gewichtungsfaktor über die Kommunikationsverbindung zu der Mobilstation übertragen, welche den Gewichtungsfaktor auf die Messung anwendet.
  • Weiter bevorzugt decodiert die Mobilstation das zweite Signal zum Bestimmen einer Identifikation der Basisstation des zweiten Typs.
  • Bevorzugterweise überträgt die Basisstation des ersten Typs zu der Mobilstation eine Liste von Frequenzen von Mobilstationen des zweiten Typs in dem System, und zwar derart, dass die Mobilstation versucht, das zweite Signal bei einer Frequenz in der Liste zu empfangen.
  • Bevorzugterweise sendet die Basisstation des ersten Typs ein Übergabekommando zu der Mobilstation, wobei die Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation übergegeben wird.
  • Weiter bevorzugt beinhaltet die Mobilstation einen einzigen HF Transceiver, welcher sowohl mit den Basisstationen des ersten wie auch des zweiten Typs kommuniziert.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet eines der ersten und zweiten Luftinterfaces ein TDMA Interface, und das andere der Interfaces beinhaltet ein CDMA Interface, wobei das TDMA Interface bevorzugterweise ein GSM Interface beinhaltet, und wobei das CDMA Interface derart konfiguriert ist, dass es GSM Netzwerknachrichten weiterleitet. Bevorzugterweise ist das CDMA Interface auf dem IS-95 Standard basiert. Weiter bevorzugt verwendet die Mobilstation eine einzige Funkressourcenmanagementprotokollschicht zum Verwalten von sowohl den ersten wie auch den zweiten Luftinterfaces.
  • Bevorzugterweise triggert die Basisstation die Mobilstation derart, dass sie das zweite Signal über das zweite Luftinterface empfängt, wenn die Mobilstation in einem Überlappgebiet zwischen einem ersten Bereich, welcher durch das erste Luftinterface bedient wird, und einem zweiten Bereich, welcher durch das zweite Luftinterface bedient wird, befindet.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet ein erstes Luftinterface ein CDMA Interface, und das zweite Luftinterface beinhaltet ein GSM/TDMA Interface, und die Basisstation des ersten Typs schaltet die Mobilstation derart, dass sie die Kommunikationsverbindung derart unterbricht, dass sie ein GSM Signal empfängt und decodiert.
  • Bevorzugterweise unterbricht die Mobilstation die Verbindung für die Dauer eines IS-95 Rahmens.
  • Weiter bevorzugt verarbeitet die Mobilstation das zweite Signal zum Dekodieren der GSM Frequenzkorrektur und der Synchronisationskanäle des Signals.
  • In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das erste Luftinterface ein GSM/TDMA Interface, und das zweite Luftinterface beinhaltet ein CDMA Interface, und die Basisstation des ersten Typs steuert die Mobilstation zum Unterbrechen der Kommunikationsverbindung derart, dass ein CDMA Signal empfangen und dekodiert wird.
  • Bevorzugterweise übermittelt die GSM Zellenbroadcaststelle eine Zellenbroadcast-Dienstnachricht zu der Mobilstation zum Initiieren einer Suche durch die Mobilstation für das zweite Signal weiter, wobei die Mobilstation die Zellenbroadcast-Dienstnachricht empfängt, während die Mobilstation in einem dedizierten Modus betrieben wird.
  • Alternativ oder zusätzlich verarbeitet die Mobilstation das CDMA Signal zum Identifizieren eines CDMA Pilotbeams.
  • Bevorzugterweise empfängt die Mobilstation das CDMA Signal während eines ersten TDMA Zeitschlitzes und verarbeitet das Signal während eines nachfolgenden TDMA Zeitschlitzes, während mit der Basisstation über das TDMA Interface kommuniziert wird, um so die Daten zur Übertragung zu der Basisstation zu generieren.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die mobile drahtlose Telekommunikation ein GSM Telekommunikationssystem, welches folgendes aufweist:
    Mittel zum Abbilden der CDMA Basisstation in dem GSM System als eine GSM Basisstation,
    wobei die Mobilstation von dem ersten zu dem zweiten Subsystem ansprechend auf einen Vergleich der Stärken der ersten und zweiten Signale, welche von der Mobilstation empfangen werden, übergegeben wird, im Wesent lichen als ob sowohl die ersten wie auch die zweiten Basisstationen gemäß einem GSM/TDMA Luftinterface operieren würden.
  • Bevorzugterweise wird der Basisstation, welche das CDMA Signal überträgt, eine GSM Frequenz und ein Ort in dem System zugewiesen. Weiter bevorzugt werden Nachrichten zwischen den ersten und zweiten Basisstationen und einer Mobilvermittlungsstelle in dem System über ein GSM A-Interface weitergeleitet, wobei sowohl die ersten wie auch die zweiten Signale CDMA Signale beinhalten. Bevorzugterweise wird ein neuer IS-95 Langcode durch das A-Interface von der zweiten zu der ersten Basisstation weitergeleitet, um die Mobilstation im Wesentlichen ohne Verletzung von A-Interfaceprotokollen zu übergeben.
  • Bevorzugterweise wendet die Mobilstation einen Gewichtungsfaktor auf das zweite Signal an, bevor die Signalstärken verglichen werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird vollständiger von der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele davon verstanden werden, wenn sie zusammen mit den Zeichnungen genommen werden, wobei folgendes gilt:
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines hybriden GSM/CDMA zellularen Kommunikationssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2A ist ein schematisches Blockdiagramm, welches Kommunikationsprotokolle zwischen einer Mobilstation und Basisstationssubsystemen in dem System von 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2B ist ein schematisches Blockdiagramm einer hybriden GSM/CDMA Mobilstation gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3A und 3B sind schematische Blockdiagramme, welche Kommunikationsprotokollstapel zwischen Elementen des Systems von 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 4A ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die Übergabe einer Mobilstation von einer CDMA Basisstation zu einer GSM Basisstation in dem System von 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4B ist ein schematisches Blockdiagramm, welches Signalfluss zeigt, welcher mit der Übergabe von Figur A zugeordnet ist, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches Signalfluss zeigt, welcher mit der Versorgung mit Tageszeitinformation in dem System von 1 zugeordnet ist;
  • 6 ist eine schematische Darstellung, welche Zellen in einem hybriden GSM/CDMA zellularen Kommunikationssystem zeigt, welche nützlich ist für das Verständnis eines Verfahrens zum Übergeben einer Mobilstation von einer GSM Basisstation zu einer CDMA Basisstation, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches Signalfluss zeigt, welcher mit einer Übergabe von einer GSM Basisstation zu einer CDMA Basisstation zugeordnet ist, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die Übergabe einer Mobilstation zwischen CDMA Basisstationen in einem hybriden GSM/CDMA zellularen Kommunikationssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 9 ist eine schematische Darstellung, welche Signalfluss zeigt, welche mit der Übergabe von 8 zugeordnet ist, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Ein Bezug wird nun gemacht auf 1, welche ein schematisches Blockdiagramm eines hybriden GSM/CDMA zellularen Kommunikationssystems 20 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. Das System 20 ist um ein öffentliches Landmobilnetzwerk (PLMN = public land mobile network) 22 aufgebaut, welches auf dem GSM Kommunikationsstandard basiert, wie hierin oben stehend beschrieben wurde. Die Infrastruktur für solche Netzwerke existiert bereits und wird in vielen Ländern breit verwendet, und die vorliegende Erfindung hat den Vorteil des Ermöglichens von allmählicher Einfügung von CDMA Dienst in Verbindung mit einem solchen Netzwerk ohne die Erfordernis für wesentliche Veränderungen an der existierenden Infrastruktur. Das PLMN 22 beinhaltet mindestens eine Mobildienstvermittlungsstelle (MSC) 24, oder möglicherweise eine Anzahl von solchen Stellen (obwohl nur eine MSC gezeigt ist für die Klarheit der Darstellung), welche Netzwerkoperationen innerhalb eines geographischen Gebiets steuert. Neben anderen Funktionen ist die MSC 24 zur Ortsregistrierung von Teilnehmereinheiten und Übergabe von Teilnehmereinheiten zwischen Basisstation verantwortlich, wie auch für das Verbinden des PLMN 22 mit einem öffentlich vermittelten Telefonnetzwerk (PSTN = public switch telephone network) und/oder Paketdatennetzwerk (PDN = packet data network) 48. Das PLMN beinhaltet auch eine Netzwerkmanagementstelle (NMC = network management center) 26 und eine Zellenbroadcaststelle (CBC = cell broadcast center) 28. Diese Funktionen sind hierin nachfolgend beschrieben.
  • Das System 20 beinhaltet eine Vielzahl von Mobilstationen (MS) 40, welche mit dem PLMN 22 über eine Vielzahl von Basisstationssubsystemen (BSS) 30 und 32 über eine drahtlose HF Verbindung in einer oder mehreren von den akzeptierten zellularen Kommunikationsfrequenzen kommunizieren. Die MS 40, welche auch als eine Teilnehmereinheit bekannt ist, ist dazu in der Lage, mit sowohl der GSM BSS 30 unter Verwendung eines im Wesentlichen standardmäßigen GSM TDMA Signalisierungsprotokolls zu kommunizieren, wie auch mit CDMA BSS 32 unter Verwendung von CDMA-basierten Kommunikationsverfahren, welche nachfolgend beschrieben sind. Zusätzlich, obwohl in standardmäßigen GSM Systemen Mobilstationen typischerweise Broadcasts von CBC 28 nur in dem Leerlaufmodus empfangen, ist die MS 40 dazu in der Lage, solche Broadcasts während eines Anrufs durch die BSS 30 zu empfangen, wie hierin weiter nachfolgend beschrieben wird. Obwohl zum Zweck der Klarheit nur eine der MS 40, GSM BSS 30 und CDMA BSS 32 in 1 gezeigt ist, wird es verstanden werden, dass in der Wirklichkeit das System 20 typischerweise eine Vielzahl von jedem dieser Systemelemente beinhaltet.
  • Sowohl die GSM BSS 30 wie auch die CDMA BSS 32 kommunizieren mit und werden gesteuert durch die MSC 24. Kommunikationen zwischen der GSM BSS 30 und der MSC 24 sind im Wesentlichen gemäß dem GSM Standards. CDMA BSS 32 ist relativ zu dem IS-95 CDMA Standard derart modifiziert, dass sie mit dem PLMN 22 gemäß GSM Standards kommuniziert, und insbesondere derart, dass sie mit der MSC 24 über das GSM Standard A-Interface kommuniziert, wie weiter hierin unten stehend mit Bezug auf die 3A und 3B beschrieben wird. Die BSS 32 kommuniziert auch mit der CBC 28, und zwar derart, dass sie Nachrichten, welche über die Luft gebroadcasted werden sollen, empfängt, und beinhaltet eine Funkoperations- und Wartungsstelle (OMC-R = operation and maintenance center) 38. Die OMC-R kommuniziert mit der NMC 26 über ein GSM Standard Q3 Interface, bevorzugterweise unter Verwendung eines Informationsmodels basierend auf der GSM 12.XX Serie von Spezifikationen, welche hierin im Weg der Referenz mit aufgenommen werden. Optional kann die BSS 32 mit einem allgemeinen Paketdatendienst (GPRS = general packet data service) 50 derart verbunden werden, wie durch das europäische Telekommunikationsstandardinstitut (ETSI = European Telecommunications Standards Institute) vor geschlagen wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die BSS 32 zur Übertragung von Paketdaten direkt mit dem PSDN/PDN 48 gekoppelt sein (obwohl eine solche Verbindung aus dem Grund der Einfachheit nicht in 1 gezeigt ist), und zwar bevorzugterweise mit einer Verbindung zum Internet hierdurch.
  • Kommunikationen zwischen der CDMA BSS 32 und der MS 40 werden auf einem CDMA „Luftinterface" aufgebaut, welches bevorzugterweise allgemein gemäß dem IS 95 Standard für CDMA Kommunikationen ist. Die BSS 32 ist um ein Basisstationssteuerelement (BSC) 34 herum aufgebaut, welches eine Anzahl von Basisstationstransceivern (BTS = base station transceiver) 36 steuert und mit diesen kommuniziert. Jeder BTS sendet HF Signale zu und empfängt HF Signale von der MS 40, wenn die MS 40 innerhalb eines geographischen Gebiets, oder Zelle, ist, welches durch den bestimmten BTS bedient wird. Wenn während eines Telefonanrufs die MS sich von der Zelle eines CDMA BTS 36 zu einer anderen bewegt, findet eine „weiche Übergabe" bzw. Soft Handover (oder Übergabe) zwischen den BTSs statt, wie in dem CDMA betreffenden Stand der Technik bekannt ist.
  • Es kann jedoch auch Bereiche von Dienst des Systems 20 geben, welche keine CDMA Abdeckung haben (das heißt es gibt keinen CDMA BTS 36 in einem solchen Bereich), oder in welchem die Abdeckung schwach oder überfüllt ist. Wenn sich die MS 40 in einen solchen Bereich während eines Telefonanrufs begibt, wird die MS von dem CDMA BTS zu einem BTS übergegeben, welcher der GSM BSS 30 zugeordnet ist, ohne den Anruf zu unterbrechen. Ähnlich, wenn sich die MS 40 von einem Bereich, welcher nur durch GSM BSS 30 bedient wird, in die Zelle des CDMA BTS 36 während eines Anrufs begibt, wird die MS bevorzugterweise von der GSM zu der CDMA BSS übergegeben. Verfahren zum Durchführen solcher Übergabe zwischen CDMA und GSM/TDMA Diensten und zurück, wie auch zwischen einer CDMA BSS 32 und einer anderen, sind hierin nachfolgend weiter beschrieben. Durch solche Verfahren und durch die Architektur des Systems 20, wie in 1 gezeigt ist, empfängt die MS 40 die Vorteile von CDMA Dienst in solchen Bereichen, welche durch das System 20 bedient werden, in welchen der Dienst implementiert wurde, ohne Dienst in TDMA Bereichen zu verlieren. Übergaben zwischen CDMA und TDMA Bereichen sind im Wesentlichen transparent gegenüber den Benutzern der MS 40, weil stark abstrahierte GSM Netzwerkprotokolle durchgängig in dem System gefunden werden, und nur das niedrig abstrahierte HF Luftinterface während der Übergabe verändert wird.
  • 2A ist ein Blockdiagramm, welches schematisch Kommunikationsprotokollstapel zwischen der MS 40 und den BSSs 30 und 32 zeigt, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die MS 40 kommuniziert mit der GSM BSS 30 über ein GSM Um Interface, welches auf einem standardmäßigen TDMA Luftinterface basiert, so dass im Wesentlichen keine Modifikation an der BSS 30 oder der GSM Schicht 1 und Schicht 2 Standardinterfaceprotokolle benötigt wird, um die MS 40 aufzunehmen. Die MS 40 kommuniziert mit der CDMA BSS 32 über ein CDMA Um Interface, basierend auf einem CDMA IS-95 Luftinterface mit bestimmten Modifikationen. Teilnehmereinheiten, welche im Stand der Technik bekannt sind, sind dazu in der Lage, über entweder ein GSM Um oder ein CDMA Um Interface zu operieren, aber nicht über Beide.
  • Um beide dieser Interfaces aufrechtzuerhalten, beinhaltet die MS 40 Mobilausrüstung (ME = mobile equipment) 42 (1), welche entweder zwei Funktransceiver beinhalten muß, einer konfiguriert für TDMA Operation und einer für CDMA, oder einen einzigen Transceiver, welcher dynamisch zwischen TDMA und CDMA schalten kann. Die ME beinhaltet mobilen Abschluss (MT = mobile termination), welcher Terminalausrüstung (TE = terminal equipment) 46 für Sprach- und/oder Dateneingabe und Ausgabe unterstützt. Zusätzlich beinhaltet die MS 40 ein Teilnehmeridentitätsmodul (SIM) 44, gemäß GSM Standards.
  • 2B ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die MS 40 zeigt, welche einen einzigen Funktransceiver in dem ME 42 zeigt, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die MS 40 ist um eine Modemeinheit 59 herum gebaut, einschließlich eines DSP Kerns 60, welcher zum Generieren und Verarbeiten von sowohl TDMA wie auch CDMA Signalen in der Lage ist. Bevorzugterweise beinhaltet der Kern 60 eine ASIC Einrichtung, einschließlich allein stehende CDMA Sendungs/Empfangs-Verarbeitung, welche durch die GSM Zeitgebungslogik 64 und einem GSM Hardwarebeschleuniger (oder DSP) 62 unterstützt ist, wie auch das Aufweisen eines Anschlusses für SIM 44. Der Kern 60 empfängt Eingabe und liefert Ausgabe zu der TE 46. In diesem Fall wird die TE 46 als ein Audiomikrofon oder Lautsprecher repräsentiert, und der Kern 60 führt DIA und A/D Konvertierung aus, wie auch Vocoding Funktionen an den Audiosignalen, wie im Stand der Technik bekannt ist. Es wird entweder GSM oder CDMA Vocoding angewandt, und zwar abhängig davon, ob die MS 40 in Kontakt mit der GSM BSS 30 oder der CDMA BSS 32 ist. Der Kern 60 kann zusätzlich oder alternativ derart konfiguriert sein, dass er mit der TE 46 arbeitet, um digitale Dateneingabe/-ausgabe, wie eine Faxeinrichtung, vorzusehen.
  • Der Kern 60 gibt digitale Daten aus, welche entweder in TDMA oder CDMA Format sein kann, und zwar zu einer Mischsignalausgabeeinrichtung 66. Die Einrichtung 66 verarbeitet und konvertiert die Daten in analoge Basisbandform, von dem Eingang zu dem HF Sender 68. Ein Duplexer 70 leitet die resultierenden HF Signale über eine Antenne zu der GSM oder CDMA Basisstation weiter, wie geeignet. Signale, welche von der Basisstation empfangen werden, werden durch den Duplexer 70 durch einen HF Empfänger 72 und eine Mischsignaleingabeeinrichtung 74 weitergeleitet, welche Basisbandkonvertierung und AGC Funktionen durchführt, zu dem Kern 60. Bevorzugterweise werden der Sender 68, der Empfänger 72 und die Mischsignaleinrichtungen 66 und 74 durch den Kern 60 gesteuert.
  • HF Sendung und Empfang durch die MS 40 sind bevorzugterweise bei Frequenzen in dem GSM 900 oder 1800 MHz Band, zur Kompatibilität mit existierender GSM Ausrüstung, insbesondere BSS 30. Unter der Annahme, dass die MS 40 nur den einzigen Transceiver beinhaltet, welcher in 2B gezeigt ist, welcher in dem GSM Band operiert, muß CDMA Ausrüstung in dem System 20 geeignet konfiguriert sein, um auch in diesem Frequenzbereich zu operieren.
  • Zurückkehrend auf 2A muß die MS 40, ob sie physikalisch einen Transceiver oder zwei beinhaltet, duale Luftinterfaceschichten 1 und 2 in ihrem Protokollstapel unterstützen, und zwar zur Operation vis-a-vis jeweils GSM BSS 30 und CDMA BSS 32. Das CDMA Luftinterface zwischen der MS 40 und der CDMA BSS 32 beinhaltet die CDMA Schicht 1, welche auf einem standardmäßigen IS-95 Protokoll operiert, und die GSM-CDMA Schicht 2, in welcher IS-95 Operation modifiziert wird, um die Bedarfe der GSM Netzwerkdienste aufzunehmen. Die Schicht 2 unterstützt Übertragungen von Rahmen zwischen der MS 40 und der BSS 30 oder 32. Die GSM-CDMA Schicht 2 beinhaltet Funktionalität wie Nachrichtenanforderung, Priorität und Fragmentierung, und Beendigung und Wideraufnahme von Kommunikationen, welche normalerweise durch die standardmäßige GSM Schicht 2, aber nicht durch CDMA IS-95, unterstützt werden. Vis-a-vis GSM BSS 30 sind die Luftinterfaceschichten 1 und 2 gemäß GSM Standards, im Wesentlichen ohne Modifikation.
  • Standardmäßige GSM Protokolle beinhalten eine dritte Funkinterfaceschicht (RIL3), einschließlich von drei Unterschichten, überhalb der GSM Schicht 1 und Schicht 2. Die niedrigste dieser drei RIL3 Unterschichten ist eine Funkressource (RR = radio resource) Managementschicht, welche Mobilmanagement (MM) und Verbindungsmanagement (CM = Connection Management) Unterschichten über ihr unterstützt. Die RIL3 Unterschichten in der GSM BSS 30 sind im Wesentlichen unverändert mit Bezug auf den GSM Standard, und die GSM MM und CM Unterschichten sind ähnlich im Wesentlichen ohne Veränderung in der MS 40 aufrechterhalten. Die CM Unterschicht unterstützt Signalisierung zur Anrufverarbeitung, wie auch GSM Zusatzdienste und Kurznachrichtendienst (SMS = short message service). Die MM Unterschicht unterstützt Signalisierung, welche zum Lokalisieren der MS 40, Authentifizierung und Verschlüsselungsschlüsselmanagement benötigt wird.
  • Um die MM und CM Schichten zu unterstützen, wird eine GSM-CDMA RR Schicht in die MS 40 und BSS 32 Protokollstapel eingefügt. Die GSM-CDMA RR Schicht, welche Funkressourcen verwaltet und Funkverbindungen zwischen der MS 40 und den BSSs 30 und 32 aufrecht erhält ist sich der Existenz der dualen GSM und CDMA Unterschichten (Schichten 1 und 2) in dem MS 40 Protokollstapel „bewusst". Sie ruft die geeigneten unteren Schichten in den MS Stapeln auf, um mit entweder der standardmäßigen RIL3-RR Schicht über das GSM Um Interface zu kommunizieren, oder die GSM-CDMA RR Schicht der BSS 32 über das CDMA Um Interface, und zwar abhängig von den Anweisungen, welche sie von der BSS empfängt, mit welcher sie in Kommunikation ist. Die MM und CM Schichten werden nicht durch die BSS 32 verarbeitet, sondern werden stattdessen durchgeleitet zwischen der MS 40 und dem MSC 24 zum Verarbeiten in einer Art und Weise, welche im Wesentlichen für die TDMA Luftinterfaceschichten unterhalb transparent ist. Die RR Schicht in dem MS Stapel steuert auch die Übergabe zwischen den korrespondierenden Luftinterfaces, welche in Schichten 1 und 2 definiert sind, und assistiert in der Zellenauswahl für die Übergabe, unter Anweisungen von der MSC 24 und den BSSs.
  • Unabhängig davon, welches der Luftinterfaces in Verwendung ist, unterstützt die GSM-CDMA RR Schicht die standardmäßigen GSM RIL3-MM und CM Schichten über ihr. Die RR Schicht bietet bevorzugterweise vollständige Funkressourcen-Managementfunktionalität, wie durch die GSM Spezifikationen 04.07 und 04.08 definiert, welche hierin im Weg der Referenz mit aufgenommen sind. Obwohl eine „RR" Schicht an sich nicht durch den CDMA IS-95 Standard definiert ist, hält die hierin beschriebene GSM-CDMA RR Schicht ebenfalls eine vollständige IS-95 Funkressourcenfunktionalität aufrecht.
  • Gemäß GSM Standards beinhaltet die Funktionalität der RR Schicht sowohl Leerlaufmodusoperation wie auch dedizierte Modusdienste (das heißt Dienste welche während einer Telefonunterhaltung durchgeführt werden). Die Leerlaufmodusoperation der RR Schicht beinhaltet automatische Zellenauswahl und Leerlaufübergabe zwischen GSM und CDMA Zellen, wie auch zwischen Paaren von CDMA Zellen und Paaren von GSM Zellen, mit Zellenveränderungsanzeige wie spezifiziert durch den GSM Standard. Die RR Schicht in dem Leerlaufmodus führt auch Broadcastkanalverarbeitung durch, wie durch GSM und CDMA Standards spezifiziert, und das Aufbauen von RR Verbindungen.
  • Im dedizierten Modus führt die RR Schicht die folgenden Dienste aus:
    • • Weiterleitungsdienste, Dienstanforderung, Transfer von Nachrichten, und im Wesentlichen alle anderen Funktionen, welche durch GSM Standards spezifiziert sind.
    • • Veränderung von dedizierten Kanälen (Übergabe), einschließlich harten Übergaben wie nachfolgend hierin beschrieben und CDMA-zu-CDMA weiche und „weichere" Übergaben.
    • • Moduseinstellungen für den RR Kanal, einschließlich Übertragungsmodus, Typ von Kanal und Codier-/Decodier-Transcodier-Modus.
    • • MS Parametermanagement basierend auf IS-95 Spezifikationen.
    • • MS Klassenzeichenmanagement basierend auf GSM Spezifikationen.
  • Es sei vom Fachmann verstanden, dass die obigen Merkmale der RR Schicht nur durch eine Zusammenfassung aufgelistet sind, und dass zusätzliche Details und Merkmale basierend auf veröffentlichten GSM und CDMA Spezifikationen hinzugefügt werden können.
  • 3A ist ein Blockdiagramm, welches schematisch Protokollstapel zeigt, welche in Signalisierungsinterfaces zwischen MS 40, CDMA BSS 32 und GSM MSC 24 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese Interfaces ermöglichen der MS 40, mit der GSM MSC 24 über ein CDMA Luftinterface zu kommunizieren. Der Betrieb dieser Interfaces, und insbesondere Nachrichtenfluß durch diese Interfaces, ist in größerer Detailliertheit in der oben erwähnten PCT Patenanmeldung PCT/US 96/20764 beschrieben und hierin im Weg der Referenz mit aufgenommen. Wenn die MS 40 in Kommunikation mit der MSC 24 über die GSM BSS 30 steht, sind die Protokollstapel gemäß GSM Standards, im Wesentlichen ohne Modifikation.
  • Wie hierin oben stehend erwähnt tauscht die MS 40 Signale mit der CDMA BSS 32 über das CDMA Um Interface aus, wobei die MS und BSS Protokollstapel modifiziert sind, um die GSM-CDMA RR Schicht und Schicht 2 zu beinhalten. In 3A ist eine Mitteilungsschicht explizit in dem BSS 32 Protokollstapel gezeigt, und zwar zum Weiterleiten von RIL3-CM und MM Signalisierung zwischen der MS 40 und der MSC 24, größtenteils ohne Verarbeitung durch die BSS 32. Andere Schichten, welche in dem Um Interface involviert sind, wurden hierin oben stehend mit Bezug auf 2A beschrieben.
  • Die CDMA BSS 32 kommuniziert mit der GSM MSC 24 über ein standardmäßiges, im Wesentlichen nicht modifiziertes GSM A-Interface. Dieses Interface basiert auf den GSM SS7 und BSS Anwendungsteil (BSSAP = BSS application part) Protokollen, welche im Stand der Technik bekannt sind, bevorzugterweise gemäß dem GSM 08.08 Standard. BSSAP unterstützt Prozeduren zwischen der MSC 24 und der BSS 32, welche Interpretation und Verarbeitung von Information bezüglich Signalanrufen und Ressourcenmanagement benötigen, wie auch den Transfer von Anrufsteuerungs- und Mobilitätsmanagementnachrichten zwischen der MSC 24 und der MS 40. Die BSS 32 übersetzt CDMA Schicht 1 und GSM-CDMA Schicht 2 und RR Protokolle, welche zwischen der BSS und der MS 40 ausgetauscht werden, in geeignete SS7 und BSSAP Protokolle zur Übertragung zu der MSC 24 und umgekehrt.
  • Weil das CDMA BSC 34 mit der GSM MSC 24 unter Verwendung des standardmäßigen A-Interfaces kommuniziert, werden im Wesentlichen keine Modifikationen in der Kern GSM MSC benötigt, um die Hinzufügung der CDMA BSS 32 zu dem GSM System 20 zu ermöglichen. Ferner muß sich die MSC 24 nicht dessen bewusst sein, dass es einen Unterschied in der Identität zwischen der GSM/TDMA BSS 30 und der CDMA BSS 32 gibt, weil beide mit der MSC in einer im Wesentlichen identischen Art und Weise über das A-Interface kommunizieren. Bevorzugterweise werden Zellen, welche den BTSs 36 von BSS 32 zugeordnet sind, durch die MSC 24 auf im Wesentlichen die gleiche Art und Weise wie GSM/TDMA Zellen abgebildet, und ihnen werden somit GSM absolute Funkfrequenzkanalnummern (ARFCN = absolut radio frequency channel number) und Basisstationsidentitätscodes (BSIC = base station identify code) Werte gemäß dem GSM Standard zugeordnet. Von der Sichtweise der MSC 24 ist eine Übergabe zwischen der GSM BSS 30 und der CDMA BSS 32, oder sogar zwischen zwei unterschiedlichen CDMA BSSs, nicht unterschiedlich von einer Übergabe zwischen zwei GSM BSSs in einem konventionellen GSM/TDMA basierten System. Der BSIC der CDMA Zellen ist derart zugeordnet, dass er unterscheidbar ist innerhalb des Systems 20 von den konventionellen GSM Zellen.
  • 3B ist ein Blockdiagramm, welches schematisch Protokollstapel zeigt, welche in dem Weiterleiten von Sprachdaten zwischen der MS 40 und der MSC 24 über die CDMA BSS 32 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung involviert sind. Sprachdaten zwischen der MS 40 und der BSS 32 werden codiert und decodiert durch einen CDMA Vocoder, welcher irgendeinen der standardmäßigen IS-95 Vocoderprotokolle beinhalten kann, welche im Stand der Technik bekannt sind. Die BSS 32 übersetzt die CDMA Schicht 1, in GSM E1 TDMA Signale, und konvertiert die CDMA vocodierten Daten in PCM A-Gesetz begleitete Sprachdaten, und zwar gemäß den Erfordernissen des A-Interface Standards. Die MSC 24 sendet und empfängt somit Sprachdaten zu und von der MS 40 über die BSS 32 im Wesentlichen ohne Beachtung der Tatsache, dass die Daten zwischen der BSS und der MS CDMA codiert sind, als ob die MS 40 in dem GSM/TDMA Modus operieren würde.
  • 4A ist ein schematisches Blockdiagramm, welches Details des Systems 20 zeigt, welches nützlich ist in dem Verstehen eines Verfahrens zur Mobil assistierten Übergabe der MS 40 von der CDMA BSS 32 zur GSM BSS 30, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu 1 ist die BSS 30 hier detailliert gezeigt, um ein BSC 77 und mehrere der BTSs 78 und 80 zu beinhalten. 4A zeigt die Übergabe der MS 40 von einem der BTSs, welcher der BSS 32 zugeordnet ist, hierin bezeichnet als MTS 76, zu BTS 78 von BSS 30. Die BSS 32 beinhaltet auch das GSM-CDMA BSC 34 und BTSs 36, wie mit Bezug auf 1 beschrieben wurde.
  • Die Übergabe von der CDMA BTS 76 zu der TDMA BTS 78 wird bevorzugterweise durch die BSS 32 initiiert, wenn es bestimmt wird, dass die MS 40 in einem Ort ist, in welchem eine solche Übergabe wünschenswert sein kann. Diese Situation kann auftreten, wenn das Signal, welches von dem BTS 76 empfangen wird schwach ist, oder wenn es bekannt ist, dass die MS 40 die Grenze eines CDMA Abdeckgebiets erreicht, oder wenn Verkehr auf CDMA Kanälen stark ist. Alternativ kann die BSS 32 die MS 40 anweisen, ein Signal von dem BTS 78 zu suchen (oder anderen GSM BTSs), von Zeit zu Zeit, unabhängig von irgendwelchen spezifischen Zwängen, dies zu tun.
  • 4B ist ein schematisches Signalflussdiagramm, welches Signale zeigt, welche zwischen der MS 40, BSS 30 und 32 und MSC 24 in dem Übergabeprozess von 4A übermittelt werden, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das BSC 34 weist die MS 40 an, eine geschaltete Suche nach benachbarten GSM BTSs zu beginnen, wobei für kurze Perioden die MS 40 ihre Kommunikationen mit dem BTS 76 unterbricht, um TDMA Signale zu suchen und zu empfangen. Bevorzugterweise wird die MS 40 auf dem IS-95 Standard betrieben, welcher ermöglicht, dass CDMA Sendungen im Leerlaufmodus sind für eine Dauer von einem 20 msec Rahmen, während weichem der GSM TDMA Nachbarscan stattfinden kann, ohne CDMA Sprachkommunikationen wesentlich zu unterbrechen. Alternativ kann eine solche Leerlaufperiode auch unter anderen CDMA Standards eingefügt werden. Weiter alternativ, wie hierin oben ste hend erwähnt, kann die MS 40 separate TDMA und CDMA Transceiver beinhalten, welche gleichzeitig zu diesem Zweck verwendet werden können.
  • Bevorzugterweise beliefert das BSC 34 die MS 40 mit einer Liste der Frequenzen von benachbarten GSM TDMA Zellen, wie derjenigen, welche mit den BTSs 78 und 80 zugeordnet sind. Eine solche Liste ist nützlich in dem Verringern der Zeit, welche benötigt wird, um nach BTS 78 zu suchen und diese zu finden, weil die MS 40 nur bei den Frequenzen der Zellen auf der Liste suchen wird. Die Liste wird aktualisiert, wenn sich die MS 40 von einer Zelle zu einer anderen bewegt, und wird während Übergaben zwischen TDMA und CDMA Basisstationen unterhalten.
  • Wenn die MS 40 ein Signal bei der Frequenz des BTS 78 empfängt, versucht sie, die GSM Frequenzkorrektur (FCCH) und Synchronisation (SCH) Kanäle in dem Signal zu dekodieren. Die Dekodierung kann mehrere der geschalteten CDMA Leerlaufperioden benötigen, um vervollständigt zu werden. Sobald die Decodierung erfolgreich bewerkstelligt wurde, bestimmt die MS 40 den Leistungspegel des TDMA Signals und berichtet ihn zu der BSS 32 zusammen mit der GSM Zellenidentität. Basierend auf dieser Information bestimmt die BSS, ob und wann eine Übergabe stattfinden soll. Zu einer geeigneten Zeit initiiert die BSS 32 eine Übergabeanforderung zu der MSC 24. Die MSC 24 übermittelt die Übergabeanforderung zu der GSM BSS 30, welche die Anforderung bestätigt. Die GSM BSS 30 übermittelt dann ein Übergabekommando über die MSC 24 und CDMA BSS 32 zur MS 40, und die GSM BSS 30 öffnet einen neuen Verkehrskanal (TCH) mit der MS. Zu diesem Zeitpunkt ist die Übergabe vollständig, und die MS 40 schaltet zum BTS 78 hinüber.
  • Die Entscheidung zum Initiieren der Übergabe kann stattfinden, wann immer das Signal von dem GSM BTS 78 stärker wird als dasjenige des CDMA BTS 76, aber bevorzugterweise werden andere Kriterien angewandt. Zum Beispiel, weil CDMA Kanäle typischerweise bessere Übertragungsqualität als GSM Kanäle bieten, wird die Übergabe bevorzugterweise nur dann ausge löst, wenn das GSM Signal stärker ist als das CDMA Signal um irgendeinen vorbestimmten Gewichtungsfaktor. Der Faktor kann in dem System 20 vorprogrammiert sein, oder er kann durch einen Benutzer der MS 40 eingestellt werden. Er kann auch dynamisch ansprechend auf solche Parameter wie den geographischen Ort der MS und die relativen Mengen von Verkehr auf den CDMA und TDMA Kanälen in dem System eingestellt werden.
  • 5 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches den Signalfluss in dem System 20 (1) zeigt, welcher zugeordnet ist mit dem Vorsehen der Tageszeit zu den relevanten GSM BSCs und BTSs in dem System. Ursprünglich würden die GSM BSSs in dem System 20 nicht über die Tageszeit informiert werden, weil diese Information nicht über den GSM Standard benötigt wird. Anderseits benötigt der IS-05 Standard, dass CDMA Basisstationen synchronisiert sind, weil diese Synchronisation notwendig ist zur Identifikation und zum Dekodieren der Signale und zur weichen Übergabe zwischen Zellen. Deshalb ist es zur Mobil-assistierten Übergabe der MS 40 von dem TDMA BTS 78 zu CDMA 76 (wie in 4A gezeigt, aber mit der Richtung des Übergabepfeils umgekehrt) notwendig, dass die Tageszeit durch das System 20 geliefert wird.
  • Das Verfahren von 5 erlaubt, dass die Tageszeit in dem System 20 ohne die Erfordernis von Hardware- oder Softwareveränderungen in der MSC 24 oder in dem GSM BSS 30 oder BTS 78 und 80 geliefert wird, und zwar durch Verwendung von CBC 28, welcher ein standardmäßiger Teil von PLMN 22 ist, um die Tageszeit über das System zu broadcasten. Ursprünglich liefert der CBC 28 einen Zellenbroadcastdienst (CBS = cell broadcast service) gemäß den GSM Interfacestandards 03.41 und 03.49, wodurch ermöglicht wird, dass allgemeine Kurznachrichten unbestätigt zu definierten geographischen Gebieten innerhalb des System 20 gebroadcasted werden. Die Nachrichten werden durch die MS 40 empfangen, während sie im Standby- oder Leerlauf-Modus ist (das heißt wenn die MS nicht in einem Telefonanruf involviert ist). Für den Zweck des Lieferns von Tageszeitinformation ist die MS 40 jedoch bevorzugterweise dazu in der Lage, CBS Nachrichten nicht nur zu empfangen, wenn sie im Leerlaufmodus ist, wie durch GSM Standards beschrieben, sondern auch wenn die MS in einem dedizierten Modus ist, das heißt während eines Telefonanrufs. Die Verwendung des CBS zum Liefern von Tageszeitinformation zur MS 40 ist insbesondere wünschenswert, wenn die MS nur einen einzigen Funksender und -empfänger beinhaltet, wie in 2B gezeigt ist; wenn duale Funkgeräte verwendet werden, eines für CDMA und das andere für TDMA, kann das CDMA Funkgerät die Tageszeit empfangen, während das TDMA Funkgerät in Verwendung in einen Telefonanruf ist.
  • CBS Nachrichten können auch verwendet werden, um eine Suche durch die MS 40 nach benachbarten Zellen zu initiieren, wie oben mit Bezug auf 4B beschrieben wurde.
  • Eine spezielle MS 90, welche mit einem GPS (global positioning system) Empfänger 91 ausgerüstet ist, ist in einer oder mehreren der GSM/TDMA Zellen des Systems 20 angeordnet, in welcher die Tageszeit benötigt wird. In 5 empfängt die MS 90 die Tageszeit von dem Empfänger 91 und ordnet die Zeit einer Identifikation zu der derzeitigen TDMA Rahmennummer zu, und zwar basierend auf Synchronisationssignalen, welche durch den BTS 78 gesendet wurden, und zwar gemäß dem GSM Standard. Alternativ kann die MS 90 derart konfiguriert sein, dass sie die Tageszeit von einer CDMA BSS empfängt, wobei in diesem Fall der GPS Empfänger 91 nicht benötigt wird. Die MS 90 öffnet einen Datenanruf über BTS 78, BSC 77, MSC 24 und PSTN/PDN 48 zu CBC 28, und sendet die Zellenidentifikation und Korrespondenz der derzeitigen Tageszeit und Rahmennummer zu dem CBC. Alternativ kann die MS 90 die Information durch irgendein anderes geeignetes Verfahren weiterleiten, wie die Verwendung der GSM SMS. CBC 28 sendet dann diese Information über den CBS zu der Zelle, so dass die MS 40 die Tageszeit auch dann empfängt, wenn sie in GSM/TDMA Modus betrieben wird. Deshalb, wenn die MS 40 zu dem CDMA BTS 76 übergegeben werden soll, gibt es einen Bedarf zum Akquirieren von Synchronisations- /Tageszeitinformation von der CDMA BTS, und die Übergabe kann schneller und gleichmäßiger durchgeführt werden.
  • Das Einfügen der Tageszeit in das System 20 hat auch Vorteile für den GSM Teil des Systems selbst, ohne Verbindung zu der CDMA Übergabe. Zum Beispiel kann die MS 40 ihre Tageszeit zu unterschiedlichen GSM BTSs 78 und 80 senden, und die Zeitverzögerung von der MS zu jeder der BTSs kann gemessen und verwendet werden, zum Bestimmen des Orts der MS.
  • 6 ist eine schematische Karte von überlappenden GSM/TDMA Zellen 92 und CDMA Zellen 94 in dem Netzwerk 20, welche Aspekte von mobilassistierter Übergabe von dem GSM BTS 78 zu dem CDMA BTS 76 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Operator des Systems 20 wird erkennen, dass wenn die MS 40 in einer der Zellen 1–5, welche in Figur A gezeigt sind, angeordnet ist, eine TDMA/CDMA Übergabe stattfinden kann. Deshalb wird der CBC 28 eine CBS Nachricht zu allen Dual-Modus (GSM/CDMA) MSs in diesen Zellen broadcasten, einschließlich der folgenden Information und Anweisungen:
    • • MS beginnt Suche nach CDMA Signalen (Suchtrigger).
    • • Frequenzen von CDMA BTSs in überlappenden und benachbarten Zellen.
    • • GSM Abbildung von CDMA Zellen 94 gemäß GSM MSC 24.
    • • Identifikation der Tageszeit mit der derzeitigen TDMA Rahmennummer, bevorzugterweise wie von MS 90 abgeleitet, obwohl andere Verfahren auch verwendet werden können, um die Tageszeit zu liefern.
    • • Optional der Faktor, mit welchem die CDMA Signalstärke multipliziert werden soll zum Vergleich mit dem TDMA Signal, wie hierin oben stehend beschrieben.
  • Es gibt keinen Bedarf, dass eine solche Nachricht in den Zellen 6–10 gebroadcasted wird. Ferner wird es verstanden werden, dass nur die Dual-Modus MSS programmiert sind, um diese Nachricht zu interpretieren und zu empfangen, während herkömmliche GSM/TDMA MSs sie ignorieren werden.
  • Die CBS Nachricht triggert und ermöglicht den Dual-Modus MSs, Information zu sammeln und zu der GSM BSS 30 und der MSC 24 zu liefern, zur Hilfestellung im Durchführen der Übergabe zu einer der CDMA BSSs, im Gegensatz zu hybriden GSM/CDMA Systemen, welche im Stand der Technik vorgeschlagen wurden.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, welches Signalfluß in dem System 20 zeigt, welches mit einer mobil-assistierten Übergabe von dem BTS 78 zum BTS 76 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie oben stehend mit Bezug auf 6 erwähnt wurde beginnt die Übergabe mit der Sendung des Suchtriggers und anderer Information. Der Suchtrigger wird periodisch durch den BTS 78 gesendet, wann immer die MS 40 in einer der GSM Zellen 1–5 (6) ist, oder ansprechend auf irgendeinen anderen vorher programmierten Zustand.
  • Beim Empfangen des Triggers schaltet die MS 40 ihren TDMA Verkehr mit BTS 78 aus und stellt ihren Empfänger auf eine geeignete CDMA Frequenz für eine kurze Periode ein, bevorzugterweise für ungefähr 5 msec. Dann, nachdem die MS das Kommunizieren mit dem BTS 78 wieder aufgenommen hat, versucht sie, jegliches CDMA Signal, welches sie empfängt, zu decodieren, um einen Pilotbeam des BTS zu identifizieren, dessen Sendung sie empfangen hat, beispielsweise von dem BTS 76. Wie oben stehend erwähnt wird der BTS 76 in dem System 20 derart abgebildet, als wäre er ein konventioneller GSM/TDMA BTS. Die MS 40 sendet deshalb eine Berichtsnachricht zurück zu dem GSM BTS 78, welche anzeigend ist für die Leistung des Signals, welches sie von dem BTS 76 empfängt (optional multipliziert mit dem relativen CDMA/TDMA Gewichtungsfaktor, welcher oben stehen erwähnt wurde), und zwar zusammen mit der GSM Systemabbildungsinformation zu dem BTS 76. Von dem Standpunkt der GSM BSS 30 und der MSC 24 gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen der Nachricht, welche durch die MS 40 gesendet wurde, in diesem Fall, und der Nachricht, welche als ein Ergebnis eines herkömmlichen GSM Nachbarscans gesendet werden würde.
  • Der Vorgang des Messens und Berichtens schreitet fort, bis die BSS 30 bestimmt, dass die MS 40 zu dem BTS 76 übergegeben werden soll. Bei diesem Punkt übermittelt die BSS 30 eine Nachricht zur MSC 24, welche anzeigt, dass die Übergabe benötigt wird. Die MSC 24 leitet eine Übergabeanforderung weiter zu der BSS 32, welche eine Bestätigung zurück über die MSC 24 zur BSS 30 sendet. Die GSM BSS 30 gibt dann ein Übergabekommando zur MS 40, und ein Verkehrskanal wird zwischen der MS 40 und der CDMA BTS 76 geöffnet, wodurch die Übergabe vollständig wird.
  • Der oben beschriebene Prozess erlaubt somit mobil-assistierte Übergabe von der GSM/TDMA BSS 30 zur CDMA BSS 32 mit hoher Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit, und mit minimaler Unterbrechung des Diensts in der Mitte eines Anrufs, während welchem die Übergabe stattfindet. Für den Zweck dieser Übergabe empfangen GSM Zellen in dem System 20 Tageszeitinformation, und die CDMA Zellen werden in das GSM System abgebildet, mit minimalen Hardwareausgaben und im Wesentlichen ohne die Notwendigkeit der Umprogrammierung von existierenden GSM Systemelementen.
  • Ein ähnlicher TDMA-CDMA Übergabevorgang kann durchgeführt werden, sogar in der Abwesenheit von Tageszeitinformation bei der GSM BSS 30. In diesem Fall, nachdem die MS 40 ein Pilotkanalsignal, welches dem BTS 76 zugeordnet ist, akquiriert hat, muß sie sich auf den CDMA Synchronisationskanal des BTS einstellen und diesen decodieren, um die Tageszeit abzuleiten. Diese Operation benötigt ungefähr 300 msec, wodurch eine bemerkbare aber noch tolerable Unterbrechung des Sprachdienstes während eines Anrufs erzeugt wird. Weiter alternativ kann ein ähnlicher Übergabevorgang unter Verwendung einer MS durchgeführt werden, welche zwei Transceiver hat, einer für TDMA und der andere für CDMA, wie hierin oben stehend beschrieben wurde.
  • 8 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches Übergabe zwischen zwei unterschiedlichen CDMA BSS 101 und 103 innerhalb des Systems 20 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die BSS 101 beinhaltet ein BSC 102 und eine Vielzahl von BTSs 106 und 108; und die BSS 103 beinhaltet einen BSC 104 und eine Vielzahl von BTSs 110 und 112. Die BSSs 101 und 103 sind im Wesentlichen ähnlich zu und austauschbar mit der BSS 32, welche in 1 gezeigt ist, und hierin oben stehend beschrieben wurde, und kommunizieren mit der GSM MSC 24 über das GSM A-Interface. Die MS 40 ist in der Figur gezeigt in der Mitte einer Übergabe von BTS 108 zu BTS 110, unter der Steuerung der MSC 24. Obwohl die Übergabe zwischen zwei CDMA BSSs stattfindet, ist sie von dem Standpunkt des Systems aus eine Übergabe zwischen zwei GSM BSSs, wobei die BTSs 108 und 110 jeweils durch die MSC 24 als GSM Zellen abgebildet werden.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm, welches Signalfluß zwischen den Elementen des Systems 20 zeigt, welches in 8 gezeigt ist, in der Dauer der Übergabe, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Übergabe wird getriggert, wenn die MS 40 zur BSS 101 berichtet, dass sie ein Signal von der BTS 110 mit einem höheren Leistungspegel als dasjenige des BTS 108 empfangen hat. Die BSS 101 sendet dann eine standardmäßige GSM Übergabe-Anforderungs- bzw. Benötigt-Nachricht zu der MSC 24, welche die GSM Zellenidentität der BTS 110 als die neue Zellenzuordnung spezifiziert, welche für die Übergabe gewünscht wird. Die MSC 24 sendet eine Übergabeanforderung zur BSS 103, welche durch Senden einer Bestätigung zu der MSC antwortet, welche die RIL3-RR Übergabekommandonachricht kapselt, welche zurück zur BSS 101 geleitet wird. Somit erfüllen alle Nachrichten, welche zwischen den BSSs 101 und 103 gesendet werden, die A-Interface Anforderungen, und CDMA Parameter, welche IS95 zugeordnet sind, werden auf korrespondierende GSM Parameter zugeordnet, zum Beispiel die Identifikation von Vocodertyp 13K QCELP in CDMA zu GSM Vollratenvocoder. Die Übergabeanforderung, Bestätigung und Kommando werden durch die MSC 24 ohne wesentliche Veränderung weitergegeben.
  • Nach dem Empfangen des Übergabekommandos sendet die alte BSS 101 die RR Übergabekommandonachricht zur MS 40, um die Übergabe zu der neuen BSS 103 wirksam werden zu lassen. Die Nachricht zu der MS 40 beinhaltet folgendes:
    • • Eine neue Langcodemaske gemäß CDMA Standards
    • • Nominale Leistungspegelparameter
    • • Rahmenversatz
    • • Codekanal
    • • Schicht 2 Bestätigungsnummerierung
    • • Vorwärtsverkehrskanalleistungssteuerungsparameter
    • • Nummer des Vorspanns
    • • Neue Bandklasse und Frequenz.
  • Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele hierin oben stehend beschrieben wurden mit Bezug auf ein bestimmtes hybrides GSM/CDMA System, wird es erkannt werden, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ähnlich angewandt werden können, um mobil-assistierte Übergaben in anderen hybriden Kommunikationssystemen ebenfalls zu erreichen. Ferner, obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele Referenz auf spezifische TDMA- und CDMA- basierte Kommunikationsstandard machen, wird der Fachmann erkennen, dass die Verfahren und Prinzipien, welche hierin oben stehend beschrieben wurden, auch zusammen mit anderen Verfahren des Datencodierens und der Signalmodulation verwendet werden können. Der Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst nicht nur die vollständigen Systeme und Kommunikationsprozesse, welche hierin oben stehend beschrieben wurden, sondern auch verschiedene innovative Elemente dieser Systeme und Prozesse, wie auch Kombinationen und Unterkombinationen davon.
  • Es wird deshalb erkannt werden, dass die bevorzugten Ausführungsbeispiele, welche oben beschrieben wurden, beispielhaft zitiert werden, und der volle Umfang der Erfindung wird nur durch die Ansprüche begrenzt.

Claims (58)

  1. Ein Verfahren zum Übergeben einer Mobilstation (40), die sich in Kommunikation mit einer ersten Basisstation (32) über eine erste Luftschnittstelle in einem Mobil-Drahtlos-Telekommunikationssystem (20) befindet, zu einer zweiten Basisstation (30), die gemäß einer zweiten Luftschnittstelle (air interface) operiert, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Empfangen an der Mobilstation (40) eines Signals, das über die zweite Luftschnittstelle von der zweiten Basisstation gesendet wurde, während eine Kommunikationsverbindung mit der ersten Basisstation unterhalten wird, Senden von Daten, ansprechend auf das empfangene Signal von der Mobilstation (40) zu der ersten Basisstation (32) über die erste Luftschnittstelle, Übergeben der Mobilstation (40) von der ersten zu der zweiten Basisstation (30), ansprechend auf die Daten, empfangen von der Mobilstation, gekennzeichnet dadurch, dass: die erste Basisstation (32) eine von einer CDMA- oder TDMA-Basisstation ist, wobei die erste Luftschnittstelle eine CDMA- bzw. TDMA-Luftschnittstelle ist, und die zweite Basisstation (30), die andere einer CDMA- oder TDMA-Basisstation ist, wobei die zweite Luftschnittstelle eine CDMA- bzw. TDMA-Luftschnittstelle ist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Daten eine Messung einer Signalstärke aufweisen, und wobei das Übergeben der Mobilstation (40) das Vergleichen von Messungen von Signalstärken von den ersten und zweiten Basisstationen und das Übergeben der Mobilstation, ansprechend auf den Vergleich, aufweist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, das weiterhin das Anwenden eines Gewichtungsfaktors auf die Messung von Signalstarke aufweist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Variieren des Faktors gemäß einer Netzwerkbedingung in dem System aufweist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Senden eines Gewichtungsfaktors über die Kommunikationsverbindung der Mobilstation (40) aufweist, die den Gewichtungsfaktor auf die Messung anwendet.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Daten eine Identifikation der zweiten Basisstation (30) aufweisen, und zwar basierend auf dem Decodieren des über die zweite Luftschnittstelle gesendeten Signals durch die Mobilstation.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin das Senden von der ersten Basisstation (32) zu der Mobilstation einer Liste von Frequenzen von Basisstationen des zweiten Typs in dem System aufweist, so dass die Mobilstation danach strebt, das Signal mit einer Frequenz in der Liste zu empfangen.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Übergeben der Mobilstation das Senden eines Übergabebefehls von der ersten Basisstation aufweist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Empfangen des Signals an der Mobilstation einen einzelnen HF-Transceiver in der Mobilstation verwendet.
  10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das TDMA-Interface ein GSM-Interface aufweist, und wobei das CDMA- Interface konfiguriert ist zum Übermitteln von GSM-Netzwerknachrichten.
  11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das CDMA-Interface auf einem IS-95-Standard basiert.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei eine Einzel-Funkressource-Managementprotokollschicht verwendet wird, um die erste Luftschnittstelle zu managen, und wobei das Übergeben der Mobilstation das Verwenden der Einzel-Funkressource-Managementprotokollschicht aufweist, um die zweite Luftschnittstelle zu managen.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin Folgendes aufweist: Definieren eines Überlappungsbereichs zwischen einer ersten Region, versorgt durch die erste Luftschnittstelle, und einer zweiten Region, versorgt durch die zweite Luftschnittstelle, und Veranlassen, dass die Mobilstation das Signal empfängt, wenn die Mobilstation in dem Überlappungsbereich ist.
  14. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Luftschnittstelle eine CDMA-Schnittstelle bzw. -Interface aufweist, und wobei die zweite Luftschnittstelle ein GSM/TDMA-Interface aufweist, und wobei das Empfangen des Signals an der Mobilstation das Gaten bzw. An- und Ausblenden der Mobilstation aufweist, um eine CDMA-Kommunikationsverbindung zu unterbrechen, um so ein GSM/TDMA-Signal zu empfangen und zu decodieren.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Gaten der Mobilstation das Unterbrechen von CDMA-Kommunikationen für die Dauer eines IS-95-Rahmens aufweist.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Senden der Daten das Senden einer Identifikation der zweiten Basisstation, basierend auf dem Decodieren von GSM-Frequenz-Korrektur- und Synchronisationskanälen des Signals durch die Mobilstation aufweist.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Luftschnittstelle ein GSM/TDMA-Interface aufweist und die zweite Luftschnittstelle ein CDMA-Interface aufweist, und wobei das Empfangen des Signals an der Mobilstation das Steuern der Mobilstation aufweist, um die Kommunikationsverbindung zu unterbrechen, um so ein CDMA-Signal zu empfangen und zu decodieren.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, das weiterhin das Übermitteln einer GSM-Zellbroadcast-Dienstnachricht an die Mobilstation aufweist, um eine Suche der Mobilstation nach einem Signal von einer Basisstation des zweiten Typs zu initiieren.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Übermitteln der GSM-Zellbroadcast-Dienstnachricht zu der Mobilstation das Übermitteln der Nachricht aufweist, um so von der Mobilstation empfangen zu werden, während die Mobilstation in einem dedizierten Modus operiert.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Senden der Daten von der Mobilstation das Senden einer Identifikation eines CDMA-Pilotbeams bzw. -strahls, decodiert von der Mobilstation, aufweist.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 17, das weiterhin das Abbilden der zweiten Basisstation als eine GSM-Basisstation aufweist, um so die Übergabe zu steuern.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Steuern der Mobilstation das Steuern der Mobilstation aufweist, um das CDMA-Signal während eines ersten TDMA-Zeitschlitzes zu empfangen und das Signal während eines nachfolgenden CDMA-Zeitschlitzes zu decodieren, während mit der Basisstation über die TDMA-Schnittstelle kommuniziert wird, um so die Daten für das Senden zu der Basisstation zu generieren.
  23. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Mobil-Drahtlos-Telekommunikationssystem (20) ein GSM-Mobil-Drahtlos-Telekommunikationssystem ist, wobei das Verfahren weiterhin Folgendes aufweist: Abbilden der CDMA-Basisstation, die gemäß dem CDMA-Luftinterface bzw. der -schnittstelle operiert als eine GSM/TDMA-Basisstation; Vergleichen der Stärke des Signals, das über die zweite Luftschnittstelle von der zweiten Basisstation gesendet wird, mit der Stärke eines Signals, empfangen über die erste Luftschnittstelle von der ersten Basisstation, und zwar im Wesentlichen so als ob die ersten und zweiten Basisstationen GSM/TDMA-Basisstationen wären; und Übergeben der Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation, ansprechend auf den Vergleich der Signalstärken.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei das Abbilden der CDMA-Basisstation das Zuweisen an die Basisstation einer GSM Frequenz und Standort aufweist.
  25. Verfahren gemäß Anspruch 23, das weiterhin das Übermitteln von Nachrichten zwischen den ersten und zweiten Basisstationen und einer Mobilvermittlungsstelle in dem System über ein GSM A-Interface aufweist.
  26. Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei beide, die ersten und zweiten Basisstationen, gemäß der CDMA-Luftschnittstelle operieren.
  27. Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei das Übergeben der Mobilstation das Übermitteln eines neuen IS-95-Langcodes über die A-Schnittstelle bzw. das -Interface aufweist, und zwar ohne dabei im Wesentlichen A-Interfaceprotokolle zu verletzen.
  28. Verfahren gemäß Anspruch 23, das weiterhin das Anwenden eines Gewichtungsfaktors auf das zweite Signal aufweist, und wobei das Vergleichen der Stärken der Signale das Vergleichen der gewichteten Signale aufweist.
  29. Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Übermitteln des Gewichtungsfaktors an die Mobilstation, die den Gewichtungsfaktor auf das zweite Signal anwendet, aufweist.
  30. Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei das Anwenden des Gewichtungsfaktors das Variieren des Faktors gemäß einer Netzwerkbedingung in dem System aufweist.
  31. Drahtlose Kommunikationsvorrichtung zur Verwendung in einem Drahtlos-Mobil-Telekommunikationssystem (20), wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Basisstation (32) eines ersten Typs, die ein erstes Signal gemäß einer ersten Luftschnittstelle sendet und empfängt; eine Basisstation (30) eines zweiten Typs, die ein zweites Signal gemäß einer zweiten Luftschnittstelle sendet und empfängt; und eine Mobilstation (40), die das zweite Signal über die zweite Luftschnittstelle von der Basisstation des zweiten Typs empfängt, während eine Kommunikationsverbindung über die erste Luftschnittstelle mit der Basisstation des ersten Typs unterhalten wird, und die Daten zur Basisstation des ersten Typs, ansprechend auf das zweite Signal, sendet, so dass die Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation übergeben wird, ansprechend auf die gesendeten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basisstation eine von einer CDMA- oder TDMA-Basisstation ist, wobei die erste Luftschnittstelle eine CDMA (CMDA)- bzw. TDMA-Luftschnittstelle ist, und die zweite Basisstation die andere einer CDMA- oder TDMA-Basisstation ist, wobei die zweite Luftschnittstelle eine CDMA- bzw. TDMA-Luftschnittstelle ist.
  32. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Daten gesendet von der Mobilstation eine Messung von Signalstärke aufweisen, so dass die Mobilstation ansprechend auf einen Vergleich der Signalstärken erster und zweiter Signale übergeben wird.
  33. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei ein Gewichtungsfaktor an die Messung der Signalstärke angewendet wird.
  34. Vorrichtung gemäß Anspruch 33, wobei der Gewichtungsfaktor variiert wird gemäß einer Netzwerkbedingung in dem System.
  35. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei der Gewichtungsfaktor über die Kommunikationsverbindung zu der Mobilstation, die den Gewichtungsfaktor an die Messung anwendet, gesendet wird.
  36. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Mobilstation das zweite Signal decodiert, um eine Identifikation der Basisstation des zweiten Typs zu bestimmen.
  37. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Basisstation des ersten Typs an die Mobilstation eine Liste von Frequenzen von Mobilstationen des zweiten Typs in dem System sendet, so dass die Mobilstation versucht bzw. danach strebt, das zweite Signal mit einer Frequenz in der Liste zu empfangen.
  38. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Basisstation des ersten Typs einen Übergabebefehl an die Mobilstation sendet, wobei die Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation übergeben wird.
  39. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Mobilstation einen einzigen HF-Transceiver (42) aufweist, der mit beiden Basisstationen des ersten und zweiten Typs kommuniziert.
  40. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31 bis 39, wobei die TDMA-Schnittstelle eine GSM-Schnittstelle aufweist, und wobei die CDMA-Schnittstelle konfiguriert ist, um GSM-Netzwerknachrichten zu übermitteln.
  41. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31 bis 40, wobei die CDMA-Schnittstelle auf einem IS-95-Standard basiert.
  42. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31 bis 41, wobei die Mobilstation eine Einzel-Funkressource-Managementprotokollschicht verwendet, um die ersten und zweiten Luftschnittstellen zu managen.
  43. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Basisstation veranlasst, dass die Mobilstation das zweite Signal über die zweite Luftschnittstelle empfängt, wenn die Mobilstation sich in einem Überlappungsbereich zwischen einer ersten Region, versorgt durch die erste Luftschnittstelle, und einer zweiten Region, versorgt durch die zweite Luftschnittstelle, befindet.
  44. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die erste Luftschnittstelle eine CDMA-Schnittstelle aufweist, und wobei die zweite Luftschnittstelle eine GSM/TDMA-Schnittstelle aufweist, und wobei die Basisstation des ersten Typs die Mobilstation gatet bzw. ein-/aussteuert, um die Kommunikationsverbindung zu unterbrechen, um so ein GSM-Signal zu empfangen und zu decodieren.
  45. Vorrichtung gemäß Anspruch 44, wobei die Mobilstation die Verbindung für die Dauer eines IS-95-Rahmens unterbricht.
  46. Vorrichtung gemäß Anspruch 44, wobei die Mobilstation das zweite Signal verarbeitet, um GSM-Frequenzkorrektur- und Synchronisationskanäle des Signals zu decodieren.
  47. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die erste Luftschnittstelle eine GSM/TDMA-Schnittstelle aufweist, und die zweite Luftschnittstelle ein CDMA-Interface aufweist, und wobei die Basisstation des ersten Typs die Mobilstation steuert, um die Kommunikationsverbindung zu unterbrechen, um so ein CDMA-Signal zu empfangen und zu decodieren.
  48. Vorrichtung gemäß Anspruch 47, und eine GSM-Zellbroadcast-Zentrale (28) aufweisend, die eine Zellbroadcast-Dienstnachricht an die Mobilstation übermittelt, um eine Suche durch die Mobilstation nach dem zweiten Signal zu initiieren.
  49. Vorrichtung gemäß Anspruch 48, wobei die Mobilstation die Zellbroadcast-Dienstnachricht empfängt, während die Mobilstation in dem dedizierten Modus betrieben wird.
  50. Vorrichtung gemäß Anspruch 47, wobei die Mobilstation das CDMA-Signal verarbeitet, um einen CDMA-Pilotstrahl zu identifizieren.
  51. Vorrichtung gemäß Anspruch 47, die weiterhin Mittel aufweist zum Abbilden der zweiten Basisstation als eine GSM-Basisstation, um die Übergabe zu steuern.
  52. Vorrichtung gemäß Anspruch 47, wobei die Mobilstation das CDMA-Signal empfängt, während eines ersten CDMA-Zeitschlitzes und das Signal während eines nachfolgenden TDMA-Zeitschlitzes verarbeitet, während mit der Basisstation über die TDMA-Schnittstelle kommuniziert wird, um so die Daten für die Übertragung zu der Basisstation zu generieren.
  53. Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei das Mobil-Drahtlos-Telekommunikationsystem (20) ein GSM-Telekommunikationssystem ist, wobei die Vorrichtung weiterhin Folgendes aufweist: Mittel zum Abbilden der CDMA-Basisstation in dem bzw. in das GSM-System als eine GSM-Basisstation, wobei die Mobilstation von der ersten zu der zweiten Basisstation übergeben wird, ansprechend auf einen Vergleich der Stärken der ersten und zweiten Signale, empfangen durch die Mobilstation, und zwar im Wesentlichen so als ob die ersten und zweiten Basisstationen gemäß der GSM/TDMA-Luftschnittstelle operieren.
  54. Vorrichtung gemäß Anspruch 53, wobei der CDMA-Basisstation eine GSM Frequenz und Standort in dem System zugewiesen wird.
  55. Vorrichtung gemäß Anspruch 53, wobei die Nachrichten zwischen den ersten und zweiten Basisstationen und einer Mobilvermittlungsstelle in dem System über eine GSM A-Schnittstelle übermittelt werden.
  56. Vorrichtung gemäß Anspruch 55, wobei beide, die ersten und zweiten Signale, CDMA-Signale aufweisen.
  57. Vorrichtung gemäß Anspruch 56, wobei ein neuer IS-95-Langcode übermittelt wird durch das A-Interface bzw. die -Schnittstelle von der zweiten zu der ersten Basisstation, um die Mobilstation zu übergeben, und zwar im Wesentlichen ohne A-Schnittstellenprotokolle zu verletzen.
  58. Vorrichtung gemäß Anspruch 53, wobei die Mobilstation einen Gewichtungsfaktor an das zweite Signal anlegt, bevor die Signalstärken verglichen werden.
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