SE455251B - Sett att styra ett cellulert mobiltelefonsystem, innefattande omkoppling mellan olika basstationer - Google Patents

Description

455 251 fx) mobiltelefonstationen också sända starkt och ha motsvarande bra räckvidd. Om mobiltelefonstationen däremot befinner sig i en stadsregion och kommunicerar med en basstation med sändare, som täcker ett mycket litet cellomráde, mäste mobiltelefon- stationen anpassa sig härtill och sända med motsvarande lägre effekt för att inte störa mobiltelefonstationer på samma frekvens inom andra, närliggande cellomràden.

Dessutom gäller att mobiltelefonsystemet och en samtals- uppkopplad mobiltelefonstation under det pågående samtalet mäste kunna flytta det uppkopplade samtalet mellan olika bas- stationer, allteftersom mobiltelefonstationen förflyttar sig mellan olika cellomräden. Skälet härför är naturligtvis att räckvidden på en med lag effekt sändande basstation är mycket begränsad, och om man färdas exempelvis i en mobiltelefon- stationförsedd bil under samtalets gäng kommer man snart sa langt ifrån den berörda basstationen, att signalstyrkan blir mycket dålig med åtföljande nedgång i samtalskvaliteten. Mobil- telefonstationen och mobíltelefonsystemet måste då under det pågående samtalet kunna växla över samtalet till en ny radio- kanal hörande till det nya cellomràde som bilen närmar sig, därmed möjliggörande god samtalskvalitet under hela samtalets gäng. Denna samtalsomkoppling kallas ofta "hand=0ff", Kända cellulära mobiltelefonsystem bygger på att man använder en mycket kraftfull central växel, som sköter hela den komplicerade proceduren att ständigt hålla kontroll på hur bra samtalskvaliteten är hos varje mobiltelefonstation, som har samtal på gång, och vid behov växla över en samtalsuppkopp- lad mobiltelefonstation till en annan, bättre radiokanal hos en annan basstation. Mängden information som växeln måste han- tera och bearbeta är mycket stor, varför det krävs att den centrala växeln har stora och kraftfulla datorer härför. Vidare gäller att kända cellulära system mäste ha intelligenta bas- stationer, som åt den centrala växeln kan utföra de mätningar som krävs för att konstatera om en samtalsuppkopplad mobil- telefonstation har bra samtalskvalítet och för att mäta upp, till vilken basstation samtalsomkoppling bör ske, när man be- höver göra hand-off.. De kända cellulära mobiltelefonsystemen är_följaktligen komplicerade och är förknippade med höga ínvesteringskostnader. ._....._....,......~..,..~V1»1-c~«--- - .auof- '..- fyr-rg _ “nä-Lys nru-'v-n .rm-x 10 15 20 25 30 35 455 251 I de kända cellulära mobiltelefonsystemen är dessutom varje basstation fast förbunden med den centrala växeln via fast uppkopplade telefonlínjer, vars antal är lika med antalet radiokanaler hos respektive basstation. Det inses att detta är ett dyrbart arrangemang.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett nytt sätt för styrning av mobiltelefonsystem med avseende på hand- -off, varigenom investerings- och driftkostnader väsentligt minskas samtidigt som systemet blir mindre komplicerat och sy- stemets resurser utnyttjas på ett synnerligen effektivt sätt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ovannämnda syfte uppnås genom ett sätt, som uppvisar de i bifogade patentkrav angivna särdragen.

Huvudtanken i föreliggande uppfinning är sålunda utnytt- jande av till mobiltelefonstationerna decentraliserad intel- ligens i stället för de kända systemens mera centrala intelli- gens. Varje enskild mobiltelefonstation skall sålunda svara för sin egen intelligens, så att den kan utföra alla de värde- ringar och mätningar, som behövs för att mobiltelefonstationen själv skall kunna styra sina behov (särskilt med avseende på hand-off) genom enkla kommandosignaler till bl a en central växel, vilken följaktligen kan göras väsentligt enklare och typiskt kan vara en konventionell s k företagsväxel (PABX).

Ett system som styrs enligt föreliggande uppfinning kan utnytt- ja enkla basstationer, som i princip endast vidareförmedlar de radiosignaler, som mobiltelefonstationerna respektive den för- enklade centrala växeln utsänder. Detta i skarp kontrast med de kända systemens intelligenta basstationer, som är utrustade för att kunna uppmäta och utvärdera respektive berörda mobil- telefonstationers situation.

Enligt ett föredraget särdrag hos föreliggande uppfin- ning tillordnas vara basstationer en lokal växel med uppring- ningsfunktion, vilket ger avsevärda fördelar såsom kommer att redovisas närmare nedan. ---.------_-_-rvsrrrnøeev.~nærr,~rvs-.r M. '-^ r' "-°°'~"-"'“>-" -sun- 10 15 20 25 30 35 455 251 4 Föreliggande uppfinning är även inriktad på att ge god teleekonomi. I de normala konventionella cellulära mobiltele- fonsystemen måste man bygga upp ett stort ledningsnät, i det att varje basstatíon såsom nämnts måste vara hopknuten med den centrala växeln genom ett stort antal vanligen förhyrda tele- fonledningar, nämligen en för varje radiokanal hos basstatio- nen. I motsats härtill kan ett system som inbegriper uppfin- ningen ha ett mycket begränsat antal fasta telefonledningar (en eller ett fåtal till varje basstatíon från den centrala växeln). Därjämte kan mobiltelefonsystemet arbeta dynamiskt, i det att en basstatíon är anordnad att koppla upp ytterligare telefonledningar till den centrala växeln (med hjälp av sin lokala växel) enbart då behov härav föreligger, såsom kommer att redovisas närmare senare.

Ett särskilt betydelsefullt särdrag hos mobiltelefon- systemet bygger på en insikt om att en övervägande del av alla telefonsamtal i systemet är från mobiltelefonstationer och till en abonnent på det externa eller allmänna telefonnätet.

I samband med ett utgående samtal från en mobiltelefonstation behöver basstationen ej vara sammankopplad med eller samman- koppla sig med den centrala växeln via särskilda eller fasta telefonledningar. Telefonsamtalet går nämligen från mobiltele- fonstationen till berörd basstatíon och till dennas lokala växel, som direkt via ett eget telefonabonnemang ringer upp det önskade abonnentnumret på det allmänna telefonnätet och därigenom kopplar ihop mobiltelefonstationen med önskad abonnent. Det inses att denne abonnent även kan vara en mo- biltelefonstatíon inom systemet ifråga, varvid den lokala växeln kommer att ringa upp den centrala växeln via det all- männa telefonnätet för vidarekoppling på samma sätt, som då en abonnent inom det allmänna telefonnätet utifrån ringer upp den centrala växeln i syfte att få kontakt med en mobiltele- fonstation inom systemet.

Såsom tidigare angivits är en betydelsefull funktion inom ett cellulärt mobiltelefonsystem "hand-off"-funktionen.

I enlighet med föreliggande uppfinning baseras denna funktion på 'att en mobiltelefonstation sj älv mäter signalstyrkan hos radíoförbindelsen med den basstatíon, till vilken mobil- telefonstationen är uppkopplad. Om signalstyrkan blir för låg 'fXfIFIïÉTTfff-TTTT' '"'T ' mn... ...H v àllë-flflfihu' 10 15 20 25 30 35 40 is 455 251 undersöker mobiltelefonstationen hur signalstyrkan är hos radiokanaler hos basstationerna i de angränsande cellområdena.

Denna undersökning sker enligt uppfinningen företrädesvis selektivt, i det att enbart vissa aktuella radiokanaler hos runtomliggande cellomráden avkänns med avseende på signal- styrkan. Information om vilka radiokanaler, som är aktuella för undersökning, får mobíltelefonstationen genom signalering från den basstation, varmed förbindelse är upprättad. Själva undersökningen av de aktuella kringliggande radiokanalernas signalstyrka sker under mycket korta avbrott i det uppkopp- lade samtalet. Sådana korta avbrott (med en typisk varaktighet av upp mot 200 millisekunder) har visat sig icke störa samtalet i fråga. Om undersökningen ger vid handen att en viss annan radiokanal ger bättre signalstyrka, vet mobiltelefonstationen att dess samtal bör överflyttas till den basstation, som har radiokanalen i fråga. Mobiltelefonstationen sänder nu (även- ledes under ett kort avbrott i det uppkopplade samtalet) en begäran om hand-off, dvs samtalsomkoppling, till den nya bas- stationen. Efter erforderliga förberedelser sker därefter själva samtalsomkopplingen.

Det inses att enligt uppfinningen mobiltelefonstationen själv utför det arbete, som i konventionella cellulära mobil- telefonsystem åligger den centrala växeln och basstationerna, nämligen uppmätning av mobiltelefonstationens egna situation, undersökning av till vilken basstation omkoppling bör ske samt utsändande av en begäran om samtalsomkoppling i enlighet därmed.

Samtalsomkopplingen kan ske pà olika sätt. Om det rör sig om ett ingående samtal, dvs om mobiltelefonstationen har bli- vit uppringd via den centrala växeln, sänder mobiltelefon- stationen sin omkopplingsbegäran till den centrala växeln, som ombesörjer erforderlig överväxling av samtalet till den andra basstationen.

Om det däremot rör sig om ett utgående samtal från mobil- telefonstationen, vilket har slussats ut på det allmänna tele- fonnätet via den berörda basstationens lokala växel, sker samtalsomkopplingen enligt uppfinningen med fördel genom en direktförbindelse mellan de två basstationer, som är berörda.

Denna direktförbindelse kan innebära utnyttjande av fasta ..-__,,,,._....,..... . .. . ..._..... ___-_... ._,,_ .._......,.. . . *__,,,....--_,_-,«py_-,-.-__-«,. -._.... .r 10 15 20 25 30 35 40 455 251 idé ledningsförbindelser mellan basstationer i till varandra an- gränsande cellomràden, varvid samtalsuppkopplingen sker med ut- nyttjande av respektive basstations lokala växel. Det inses att dylika fasta ledningsförbindelser kan vara enkla och billiga att åstadkomma och upprätthålla i samband med små och tätt liggande eeuomraden. i Enligt uppfinningen ástadkommes dock nämnda direktför- bindelse med fördel genom att den ena basstation ringer upp den andra basstationen via det allmänna telefonnätet, dvs med ut- nyttjande av respektive lokala växel. Detta slags direktför- 'bindelse får som regel karaktären av billigt lokalsamtal.

Uppringning sker med fördel från den basstation, till' vilken mobiltelefonstationen sänder sin begäran om samtalsomkopp- ling. Det kan röra sig om den basstation, varmed mobiltelefon- stationen är í samtalsförbíndelse, eller den basstation, som mobiltelefonstationen under sin signalstyrkeundersökning funnit vara lämplig för samtalsomkoppling. I det senare fallet kan nämnda begäran sändas av mobiltelefonstationen i samband med att stationen "lyssnar" på en radiokanal hos basstationen i fråga för uppmätning av dess signalstyrka.

Enligt ett föredraget särdrag hos föreliggande uppfinning har varje basstation radiokanaler av olika typ, dvs radiokanaler- na har-olika uppgifter och de tilldelas med fördel dessa upp- gifter dynamiskt. lnradiokanaler används i första hand till att söka mobiltelefonstationer och förmedla inkommande samtal till dessa. Utradiokanaler används i första hand för förmedling av utgående samtal från mobiltelefonstationerna. Bärvàgskanaler används i första hand för hand-off-funktionen. Det skall framhållas att de olika typerna av radiokanaler kan skilja sig åt enbart genom avvikande programstyrd signalering. De olika radiokanalstyperna kommer i fortsättningen att diskuteras närmare.

Inom varje cellomráde som skall täckas av mobiltelefon- systemet; dvs hos varje basstation, finns det ett fåtal, i regel endast en inradiokanâl.Iknna inradiokanal används för att söka mobiltelefonstationer, dvs för att förmedla ett samtal (i regel från en fast telefon i det allmänna telefonnätet) ut till en mobiltelefonstation. Denna inradiokanal är sålunda via en som regel fast, hyrd teleförbíndelse förbunden med 10 15 20 25 30 35 40 7 455 251 den centrala växeln, som samtalsförmedlingen gar genom. För att man inte i onödan skall belägga en inradiokanal med annan trafik än inkommande samtal (upptagna inradiokanaler skulle göra det svårt att finna en mobiltelefonstation vid sökning), har inradiokanalen en speciell radiosignalering som en mobiltelefonstation känner igen. Detta innebär att när någon exempelvis i en bil försöker använda sin mobiltelefonstation den senare alltid i första hand försöker belägga en annan radiokanal än berörd basstations inradiokanal. Mobiltelefon- stationen kommer enbart att använda inradiokanalen för ett utgående samtal, om ingen annan radiokanal hos basstationen är ledig. _ Om en basstations inradiokanal (eller -kanaler om flera sådana finns) blir upptagen, innebär anordnandet av en lokal växel hos varje basstation att man genom uppringning av den centrala växeln kan tillfälligt upprätta en ny förbindel- se, som ansluts till en annan ledig radiokanal, vilken därigenom tillfälligt kan utgöra inradiokanal. Denna kanals signalering måste naturligtvis härvid ändras i enlighet härmed.

Utradiokanalerna, som finns i ett lämpligt antal i varje basstation, är såsom nämnts avsedda för utgående samtal, dvs som regel samtal från en mobiltelefonstation till en fast telefon i det allmänna telefonnätet. En mobiltelefonstation väljer alltid i första hand denna typ av radiokanal (som ävenledes känns igen på en speciell signalering), då ett ut- gående samtal skall göras från mobiltelefonstationen. Ett sådant samtal växlas också automatiskt ut pà det allmänna telefonnätet vid basstationen via dennas lokala växel och kräver därför icke någon fast förbindelse med den centrala växeln. Detta ger mycket god teleekonomi enär för det första man inte behöver någon hyrd ledning till den centrala växeln för samtalet i fraga och för det andra huvuddelen av samtalen är lokalsamtal, vilket innebär att man normalt inte behöver ändra riktnummeromräde och därmed får billigare telemarke- ringar.

Bärvågskanaler skall i första hand användas för hand-off- funktionen. Det är därför lämpligt att ha en särskild bärvágs- kanal i varje basstation. När en mobiltelefonstation såsom förberedelse för hands-off eller samtalsomkoppling undersöker 10 15 20 25 30 35 40 455 251 8 signalstyrkan hos angränsande cellomrádens basstationer, skall stationen sålunda mäta npp signalstyrkan hos de berörda bas- stationernas bärvágskanaler. Vilka radiokanaler det rör sig om (kan vara fastlagt i förväg), kan mobiltelefonstationen i och för sig få direkt besked om genom den tidigare omnämnda informationen från sin basstatíon, men dessa radiokanaler kan även identifieras genom att de har ett speciellt signale- ringssätt.

En bärvågskanal kan vara fast eller dynamiskt till- delad. När man har gott om radiokanaler, kan man i en bas- station låta en viss radiokanal alltid vara enbart bärvàgs- kanal. När en mobiltelefonstation vid signalstyrkeuppmät- ning finner en bra bärvagskanal, kan den direkf till bärvags- kanalen i fråga sända en begäran om samtalsomkoppling till en radiokanal (utradiokanal) hos tillhörande basstation. I- frágavarande bärvàgskanal kan då anvisa mobiltelefonstationen en sådan ledig radiokanal samt ombesörja att samtalsomkoppling dit sker såsom angivits tidigare. Själva bärvágskanalen beläggs sålunda inte. Fördelen med detta är att en mobiltelefonstation alltid kan hitta en bärvägskanal hos varje basstation i samband med signalstyrkeuppmätning såsom förberedelse för hand-off.

En nackdel är dock att man låser en radiokanal hos varje bas- station enkom för funktionen hand-off.

Den andra möjligheten är att man delar bärvàgskanals- funktionen dynamiskt mellan olika radiokanaler, i första hand utradiokanalerna. Detta innebär att den radiokanal, som är bärvägskanal, också är den radiokanal, som en mobiltelefon- station blir tilldelad, när den efter att ha konstaterat god signalstyrka hos bärvàgskanalen sänder en begäran om om- koppling (hand-off) till tillhörande basstation. När denna tilldelning har skett (och radiokanalens signalering ändrats i enlighet därmed) och om det finns en ledig kanal ü.första hand en_utradiokanal) hos basstationen, omvandlas denna-lediga radiokanals signalering till att bli bärvàgskanalssignalering, så att man återigen har en bärvágskanal hos denna basstation.

Det innebär att den speciella bärvàgskanalsfunktionen tilldelas enbart i den mån det finns en härför ledig kanal att tillgå.

En mobiltelefonstation får den tidigare nämnda informa- tionen om vilka bärvågskanaler som finns i närbeläggna cellom- 'ne-an v: uunmcm- - u."- 10 15 20 25 30 35 40 455 251 råden och kan utnyttjas vid hand-off företrädesvis på ettdera av följande två sätt. Har systemet fasta bärvàgskanaler, finns fast information om dessa ständigt lagrad i systemet. Då ett samtal påbörjas via en basstation, överförs denna fasta informa- tion till mobiltelefonstationen i samband med samtalets upp- kopplande. Om systemet däremot använder.dynamiska bänvágskana- ler, vilket innebär att man inte från början vet vilken bas- stationsradiokanal som vid ett givet tillfälle utgör bärvågs- kanal, får mobiltelefonstationen uppdaterad information vid behov. I varje basstation finns härvid en radio, som genom av- lyssning avgör och lagrar vilka radiokanaler i närliggande cellområden som för tillfället har bärvågskanalssignalering.

Dà en mobiltelefonstation behöver påbörja band-off, kommunice- rar mobíltelefonstationen först med den basstation, som den är uppkopplad till, och begär att få aktuell, uppdaterad in- formation om vilka bärvågskanaler som för tillfället sänder i angränsande basstationer. Mobiltelefonstationen kan därefter undersöka signalstyrkan hos de radiokanaler, som uppräknas i nämnda aktuella, uppdaterade information, och begära samtals- omkoppling i beroende av utfallet därav.

Såsom framgår av det ovan anförda utmärks varje bas- station av en långtgående dynamik vad gäller de olika radio- kanalsfunktionerna, vilket är synnerligen fördelaktigt ur teleekonomisynpunkt.

För varje basstation krävs det alltså att enbart en av radiokanalerna är fast förbunden med den centrala växeln.

Denna radiokanal blir då inradiokanal. Om inradiokanalen blir upptagen, ger den ett programkommando till en ledig utradiokanal, så att denna senare för det första omvandlar sin signalering, så att kanalen blir en ny inradiokanal, och för det andra genom den automatiska uppringningsfunktionen hos den tíllordnade lokala växeln ringer upp den centrala växeln och därigenom etablerar en stand-by-funktion och tjänst- gör som provisorisk inradiokanal, under det att den ordinarie inradiokanalen är upptagen. Så fort den ordinarie inradiokana- len blir ledig, ges också programkommandon för omvandling av signaleringen hos den provisoriska inradiokanalen till utradiokanalssignalering och för nedkoppling av den proviso- riska förbindelsen med den centrala växeln. Detta gör att man -uns-m- .- . -- 10 15 20 ZS 30 35 40 455 251 10 så gott som alltid kommer att ha en inradíokanal ledig för systemsignalering och sökning av mobiltelefonstationer inom cellomradet i fråga.

Motsvarande dynamik finns i omvandlingen av en utradio- kanal till en dynamisk bärvágskanal. En bärvàgskanal sänder ut det speciella signalmönster, som krävs för att en mobiltelefon- station skall veta att det rör sig om hand-off-kanalen. Om nu denna bärvàgskanal blir upptagen genom en samtalsomkoppling, ä ger den ett programkommando till en ledig utradiokanal hos ie basstatíonen, så att denna senare kanal omvandlar sin signale- 3 ring till bärvågskanalssignalering. Det finns därigenom äter- i igen en bärvâgskanal tillgänglig för .hand-off-funktionen. När den samtalsupptagna radiokanalen, som tidigare var bärvágs- kanal; blir ledig, kommer den att vara en ledig utradiokanal med därtill anpassad signalering.

När en bärvágskanal blir upptagen genom att samtals- omkoppling skall ske till densamma, etableras samtalsförbindel- se för kanalen i fråga antingen med den centrala växeln (in- kommande samtal) eller den andra berörda basstationen (utgåen- de samtal) såsom har diskuterats tidigare. Samtalsförbindelsen med den centrala växeln kan åstadkommas på flera olika sätt.

Den till samtalskanal omvandlade bärvâgskanalen kan beordra tillhörande lokala växel att ringa upp den centrala växeln på det allmänna telefonnätet eller omvänt. Det är även möjligt att utnyttja basstationens fasta inradiokanalsförbindelse med den centrala växeln, varvid dock tillhörande radiokanal bör bortkopplas i den lokala växeln och en provisorisk inradío- kanal åstadkommas genom att en ledig utradiokanal samman- kopplas med den centrala växeln genom uppringning via till- hörande lokala växel. I detta senare fall kan vid det om- kopplade_samtalets slut den berörda radiokanalen bringas att övergå till inradiokanalssignalering med bibehållande av inkopplingen till den fasta förbindelsen med den centrala f växeln, varvid den provisoriska inradiokanalsförbindelsen kan kopplas ned och den därmed förknippade radiokanalen över- gå till att vara ledig utradiokanal.

Ovan diskuterade dynamik gör sig naturligtvis även gällande i samband med uppkoppling av ett utgående samtal från en mobiltelefonstation. Antag till exempel att mobiltelefon- tunna- -. 10 15 20 25 30 35 40 ll 455 251 stationen försöker få till stånd uppringning av en abonnent i det allmänna telefonnätet med utnyttjande.av berörd bas- stations lokala växel. Mobiltelefonstationen försöker då först hitta en ledig utradiokanal att koppla upp sig pà, enär en sådan radiokanal är den naturliga och dedikerade kanalen för ett utgående samtal. Om detta misslyckas pá grund av att någon sådan kanal icke är ledig, försöker mobiltelefonstationen att koppla upp samtalet på den dynamiska bärvågskanalen.

Lyckas detta försvinner naturligtvis möjligheten att göra hand-off i cellområdet i fråga, men eftersom ingen ledig kanal existerar (möjligen med undantag för en inradiokanal) har hand-off ingen mening. Först i sista hand, dvs om även bärvågskanalen är upptagen, utnyttjar mobíltelefonstatíonen en inradiokanal för sitt utgående samtal. Denna dynamik och kanalprioritering gör att man alltid har maximal möjlighet att hitta en mobíltelefonstatíon inom ett cellområde, då sökning sker på grund av ett inkommande samtal till mobiltele- fonstationen i fråga. Företrädesvis skall det dock alltid vara möjligt att koppla upp utgående samtal på samtliga basstationens radiokanaler, enär önskan är att maximera san- nolikheten för att man skall kunna genomföra samtal och utgående samtal utgör huvuddelen av det totala antalet samtal.

Såsom tidigare angivits innebär föreliggande uppfinning att kraven på den centrala växeln blir väsentligt lägre än i konventionella cellulära mobiltelefonsystem. Avgörande härför är att huvuddelen av all radiosignalering sker från och styrs i basstationerna med utnyttjande av tillhörande programstyrda lokala míníväxel respektive mobíltelefonstationerna. Den centrala växeln behöver därför i huvudsak enbart utföra normala växlingsfunktioner av det slag som en normal s k fÖT6t88SVäXe1 utför. Växeln skall sålunda koppla upp inkommande samtal. Den måste vara förberedd för direktvalsuppringníng och kunna avkoda vilket direktvalsnummer som sökts. Denna funktion finns i van- liga företagsväxlar. En specialfunktion som krävs här är att den centrala växeln skall göra ett gruppanrop ut på samtliga anknytningar i samband med sökning av en mobiltelefonstation, därför att anknytningarna i föreliggande fall representerar varje cellområdes inradiokanaler, vilka avlyssnas av mobiltele- 10- 15 20 25 30 35 455 251 12 fonstationerna.

Det faktum att varje anknytning i den centrala växeln representerar en basstation innebär att de nummer som skall lagras i tabellen för upptaget inte skall avse de normala an- knytningarna (som kan t ex vara cirka 100 i en normal kontors- växel) utan de nummer i mobiltelefonsystemet (dvs de mobil- telefonstationer) som för tillfället är upptagna. När en mobil- telefonstation är engagerad i samtal via en inradiokanal, en utradíokanal eller en bärvàgskanal, signaleras detta tillbaka till den centrala växeln genom den etablerade förbindelse som finns mellan den centrala växeln och berörd basstations in- radiokanal, varvid upptagettabellen fylls på sà=att man vid in- kommande samtal genom en jämförelse med upptagettabellen direkt kan konstatera om en upptagetsituation föreligger.

Den normala vidarekopplingsfunktion, som finns i en före- tagsväxel och som innebär att man kan koppla ett samtal frän en anknytning till en annan anknytning, kan i föreliggande mobiltelefonsystem användas för att enkelt åstadkomma hand-off i samband med inkommande samtal. När en begäran om samtalsom- koppling härvid kommer från en mobiltelefonstation via en bär- vågskanal, innebär detta att man endast behöver åstadkomma om- koppling i företagsväxeln mellan en anknytning (radiokanal) till en annan anknytning (ny radiokanal).

Sammanfattningsvis innebär det ovan redovisade att man kan använda en billig central växel, vars huvudfunktion enbart är att växla samtal, dvs växeln behöver i stora drag enbart ha samma funktioner som en vanlig företagsväxel. Vidare krävs en- dast en låg investering i basstationer, enär varje basstation i princip är en mycket enkel radiosändare/mottagare med till- kopplad lokal miniväxel. Den decentraliserade intelligens i mobiltelefonstationen, som möjliggör detta, är inte kostnads- krävande, i det att den enbart kräver programvara, som får rum i det datorminne som ändå normalt mäste finns i mobiltelefon- stationen för att denna skall kunna utnyttjas i ett mobiltele- fonsystem.

Vad gäller signalering vid samtalsuppkoppling, hand- skakning, etc. ställer föreliggande uppfinning icke några vä- sentliga krav utöver de krav som ställs i konventionella cel- lulära mobiltelefonsystem, varför någon närmare beskrivning -v- u w -q-mm .uw-»e-.n-.ÅL - 10 15 20 25 30 35 40 13 455 251 härav icke kan anses vara erforderlig.

Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas när- mare genom icke begränsande utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Figur 1 är ett schematiskt blockschema över ett mobil- telefonsystem i enlighet med föreliggande uppfinning.

Figur 2 är ett blockschema enligt figur 1 som visar sys- temkonfigurationen i samband med ett inkommande samtal och då hand-off börjar bli aktuellt. I Figur 3 är ett blockschema enligt figurerna 1 och 2 som visar systemkonfigurationen, efter det att hand-off genom- förts.

Figur 4 är ett blockschema enligt figur 1 som visar sys- temkonfigurationen i samband med ett utgående samtal och då hand-off börjar bli aktuellt.

Figur S är ett blockschema enligt figurerna 1 och 4 som visar systemkonfigurationen efter det att hand-off genom- förts.

Figur 6 är ett schematiskt flödesdiagram som åskådliggör handagff. funktionen.

UTFÖRINGSEXEMPEL Det i figurerna 1-5 schematiskt illustrerade mobiltele- fonsystemet innefattar tre basstationer 1, 2, 3, en central växel 4, ett allmänt telefonnät 5 och en mobiltelefonstation 6 monterad i en bil (i fortsättningen kallad "bi1te1efon"). Varje basstation har fem radiokanaler med tillhörande sändare och mot- tagare. I ett grundtíllstånd som visas i figur 1 utgörs dessa fem radiokanaler av en inradiokanal AC1, AC2 respektive AC3, tre utradiokanaler BC11, BC12, BC13, BCZ1, BC22, BC23 respektive BC31, BC32, Bc33, samt en dynamisk bärvágskanal HC1, HC2, respek- tive HCÉ. Kanalernas signalering är i enlighet härmed. Varje kanal är tilldelad ett separat kanalnummer, svarande mot en särskild kanalfrekvens. I föreliggande fall är samtliga kanal- nummer och därmed samtliga kanalfrekvenser olika, eftersom de tre cellområden som de tre basstationerna tillhör på icke när- mare visat sätt angränsar till varandra. """.°.' 'vi r-"rfmß . -- wwrlvma -.-.nr.~.=~f. :xzzzr ' ' f ' """?-."°"“"”""' " ' ' di: -æ nmwavJI-.flw “fet-n :rm vffr: Sf' f" 10 15 20 25 30 35 40 455 251 '4 Varje basstation är tillordnad en lokal míniväxel 7, till vilken radiokanalerna är anslutna. Varje lokal växel 7 består av ett antal programstyrda delväxlar 71, 72, 73, 74 och 75, dvs en delväxel för varje radiokanal. Härigenom kan varje radiokanal med tillhörande lokalväxeldel utföras i form av en modul, vari- genom antalet radiokanaler i en basstation mycket enkelt kan ändras genom att antalet parallellkopplade moduler ändras.

Varje basstations inradiokanal AC1, AC2 respektive AC3 är fast förbunden med den centrala växeln 4 via sin lokalväxel- del 7] och en telefonförbindelse 8, 9 respektive 10. telefonförbindelser är i realiteten uppkopplade via det allmän- na telefonnätet 5 men visas i förtydligande syfte dragna direkt mellan respektive lokal växel 7 och den centrala växeln.

Motsvarande telefonförbindelser 11 och 12 antyder att ytter- ligare basstationer, dvs cellomráden, kan inga i systemet.

Basstationerna utnyttjar på i och för sig känt sätt telefonförbindelserna 8, 9, 10, 11, 12 för erforderligt signal- och informationsutbyte med den centrala växeln 4. Bas- stationerna saknar i övrigt fast förbindelse med den centrala växeln, men respektive lokala växel har egna telefonabonnemang hos det allmänna telefonnätet och har uppringningsfunktion, så att telefonförbindelse kan vid behov etableras med till det allmänna telefonnätet hörande abonnenter inkluderande de i mobiltelefonsystemet ingående lokala växlarna.

I figur 2 visas situationen i systemet i ett inkommande samtal till biltelefonen 6 och då det börjar bli dags att utnyttja hand-off-funktionen i systemet. En abonnent 15 i det allmänna telefonnätet 5 har genom att ringa biltelefonens nummer inkopplats till systemets centrala växel 4 (förbindelsen 16), som efter sökning på systemets inradiokana- ler fått svar på kanalen AC2 och följaktligen kopplat upp sam- talet på denna kanal via förbindelsen 9. Kommunikationen med biltelefonen 6 sker via radiokommunikationsförbindelsen 17 mellan biltelefonen 6 och inradiokanalen AC2.

I samband med att inradiokanalen AC2 blir belagd, sänder den (dvs dess programstyrda lokalväxeldel 71] ett kommando till närmaste lediga utradiokanal BC21, så att denna ändrar sin sig- nalering och övergår till att vara en tillfällig inradiokanal AC21 och medelst sin lokalväxeldel 72 ringer upp den centrala Dessa samband med m"_-__-__m_¿N -møa- .

Hur... n:- ..-.....',. .Li É'1.7.ï«.'~"a~"77-3'i- 7-""-' 10 15 20 25 30 35 40 '5 455 251 växeln 4 via det allmänna telefonnätet 5, såsom visas genom förbindelserna 18, 19. Härigenom kan eventuella ytterligare inkommande samtal mottagas via basstationen 2.

När bíltelefonen 6 förbindelsen 17 blir dålig, undersöker den under korta samtalsav- brott den signalstyrkan hos kommunikationsförbindelserna 21,22 med de angränsande basstationerna 1 och 3 genom att lyssna på dessa stationers bärvágskanaler HC1 respektive HC3. Biltele- fonen har från basstationen 2 fått information om att det är konstaterar att signalstyrkan hos bärvàgskanalerna HC1 och HC3 som är aktuella för denna signal- styrkeundersökning.

Utfallet av signalstyrkeundersökningen visar att sam- talsomkoppling bör ske till basstationen 3. Biltelefonen 6 sän- der nu likaledes under korta samtalsavbrott en begäran till sin radiokanal AC2 om samtalsomkoppling till en radiokanal hos basstationen 3. Med utnyttjande av sedvanlig signaleríng på förbindelserna 9 och 10 förbereds och genomförs omkopplíngen i form av enkel överväxling av samtalet i den centrala växeln 4 till förbindelsen 10 till den lediga radiokanalen AC3 och över- flyttning i bíltelefonen av samtalet till denna kanal. Självfallet sker överflyttningen först sedan den nya radioförbindelsen 23 (figur 3) på sedvanligt sätt upprättats (inklusive handskakning etc).

I och med att bíltelefonen nu har samtalsförbindelse med kanalen ACS, blir kanalen AC2 ledig igen, varvid kanalen AC21 (figur 2) beordras att återgå till att vara utradiokanal BC21 igen. Samtidigt upprättas emellertid i stället en tillfällig inradiokanal AC31 hos basstationen 3 medelst förbindelser 25, 26. Detta sker helt i motsvarighet till vad som gällde för den tillfälliga inradiokanalen AC21 hos basstationen 2. Det till- stånd som nu uppnåtts visas i figur 3.

När samtalet avslutas, blir inradiokanalen AC3 ledig igen, varvid den tillfälliga inradiokanalen AC31 kopplas ned, så att kanalen ifråga igen blir utradiokanal BC31.

I figur 4 visas situationen i systemet i samband med ett utgående samtal från bíltelefonen 6 och då det ävenledes börjar bli dags för att utnyttja hand-off-funktionen, Samtalet till en abonnent 31 inom det allmänna telefonnätet har uppkopplats genom att bíltelefonen inledningsvis belagt en ledig utradio- 10 15 20 25 30 35 40 455 251 “W kanal BC21 hos tillhörande basstation Z och etablerat radiokom- munikationsförbindelse 33 därmed. Kanalens BC21 lokalväxeldel 72 ringer på vanligt sätt upp abonnenten 31 och etablerar sålunda förbindelsen 34. Såsom framgår berörs varken den centrala växeln 4 eller basstationens 2 inradiokanal AC2 härav.

När det blir aktuellt med .hand-off, undersöker bil- telefonen 6 de aktuella bärvågskanalerna HC1 och HC3, varom biltelefonen vid förfrågan såsom tidigare får information från sin radiokanal BC21. Aven denna gäng har förbindelsen 35 med kanalen HC3 bättre signalstyrka än förbindelsen 36 med kanalen HC1. Samtalsomkoppling skall_alltsä ske till basstationen 3.

I detta fall belägger emellertid biltelefonen 6 kanalen HC3, så snart den goda signalstyrkan konstaterats, detta med avsikten att beordra samtalsomkoppling till denna kanal. Denna kan därigenom icke längre fungera som bärvàgskanal utan över- gå till att vara en utradiokanal BC34 (figur 5), samtidigt som den tidigare och lediga utradiokanalen BC33 (figur 4) beordras § att övergå till att vara bärvägskanal HC31 (figur 5).

Biltelefonen 6 beordrar nu samtalsomkoppling till kanal BC34 hos basstation 3. Detta kan ske på flera olika sätt, men det anses för närvarande föredraget att låta omkopplíngen styras från den nya kanalen, dvs kanalen BC34 i föreliggande fall. Under korta avbrott i samtalet via förbindelsen 33 till kanalen BC21 beordras kanalen BC34 att med utnyttjande av sin lokalväxeldels 75 uppringningsfunktion upprätta förbindelse 37, 38 (via det allmänna telefonnätet 4) med kanalens BC21 lokal- växeldel 72. När denna förbindelse upprättats och sålunda sam- talet även går via förbindelserna 35, 37,38, bryts förbindelsen 33. Situationen enligt figur 5 har då uppnåtts. Da samtalet är slut, nedkopplas de uppringda förbindelserna 34, 37, 38. Kanal- konfigurationen enligt figur 5 kvarstår dock, dvs kanalen HC3l kvarstår som bärvágskanal, tills den utnyttjas för en ny hand-off,. och kanalen BC34 kvarstår som utradiokanal, tills den eventuellt beordras att utgöra ny bärvägskanal i samband med en senare hand-off; Såsom framgår sker allt det ovan be- skrivna utan att den centrala växeln behöver beröras, eventuellt med undantag för om man önskar utnyttja förbindelserna 9, 10 för signalering mellan basstationernas 2 och 3 lokala växlar.

I syfte att ytterligare klargöra hand-off-funktionen

Claims (7)

'V 455 251 enligt uppfinningen visas slutligen i figur 6 ett schematiskt 10 15 20 flödesdiagram häröver. Siffrorna 1-10 i de olika blocken kan härvid ges följande innebörd: 1: Är signalstyrkan som biltelefonen har tillräckligt bra för kommunikation? Z: Biltelefonen utför under samtalsavbrott signalstyrkemät- ning på kända möjliga bärvàgskanaler för olika färdrikt- ningar för bilen. . 3: Är signalstyrkan bättre på någon av de undersökta bär- vâgskanalerna? 4: Biltelefonen sänder under samtalsavbrott begäran om bas- stationsbyte (kanalbyte). _ S: Biltelefonen áterupptar samtalet på gamla kanalen och väntar pà anvisning av den nya kanalen. Har den nya samtalskanalen blivit anvisad? Uverflyttning av samtalet till den anvisade nya samtals- kanalen, 8: Samtalet fortsätter på den nya kanalen. 9: Är samtalet avslutat? 10: Nedkoppla kommunikationsförbindelsen. PATENTKRAV

1. Sätt att styra ett cellulärt mobiltelefonsystem, vilket innefattar en central växel, som är anordnad att mot- taga från ett externt telefonnät inkommande samtal, och ett flertal basstationer, som vardera är i kommunikationsförbin- delse med den centrala växeln och som vardera är anordnad för radiokanalskommunikation, via en radiokanal av ett fler- tal, respektive basstation tillhörande radiokanaler, med en i respektive tillhörande cellområde befintlig mobiltelefon- station, varvid mobíltelefonstationens radiokanalsförbindelse omkopplas mellan olika basstationer i beroende av mobiltele- fonstations rörelse inom olika cellområden och signalstyrkan hos respektive kommunikationsförbindelse med berörda bassta- tioner, k ä n n e t e c k n a t av att man under uppkopplad samtalsförbindelse i mobiltelefonsta- tionen, åtminstone då signalstyrkan hos den inkopplade radio- wmvs. Jun... ,. an. i »una-m new-ß. L. Lm-uqmnn-.m-*n-uqn-vw-wnwww-Haara <-~ --v- 455 251 18 ' E kanalen understiger en bestämd nivå, under korta avbrott i det pågående samtalet undersöker om signalstyrkan är bättre i någon av radiokanalerna till andra, angränsande basstationer, vartill omkoppling skulle kunna ske; från mobiltelefonstationen, om nämnda undersökning visar att signalstyrkan är bättre i en annan av de undersökta radio- kanalerna, under korta avbrott i det pågående samtalet sänder en begäran om omkoppling av mobiltelefonstationens radiokanals- förbindelse till den basstation, som hör till den undersökta, bättre radiokommunikationsförbindelsen, varvid nämnda begäran företrädesvis sänds till den undersökta bättre basstationen eller alternativt sänds till den basstation, varmed samtalsför- bindelse föreligger; ' till svar på nämnda begäran ombesörjer uppkoppling av en ny samtalsförbindelse i enlighet med nämnda begäran antingen via den centrala växeln eller via direktförbindelse mellan ' de av omkopplingen berörda basstationerna samt under korta avbrott i det pågående samtalet sänder information härom till mobiltelefonstationen; och att man i mobiltelefonstationen härefter överflyttar samtalet till den nya radiokanal hos den bättre basstationen som ingår i den nya samtalsförbindelsen, varefter den tidigare samtalsförbindelsen nedkopplas i tillämp- liga delar.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av § att man tillordnar företrädesvis varje basstation en lokal växel med uppringningsfunktion och att nämnda uppkoppling kan innefatta att man upprättar direktförbindelse mellan de berörda bas- stationerna, t.ex. genom att den ena av basstatíonerna ringer upp och upprättar förbindelse med den andra basstationen med ä utnyttjande av det publika telefonnätet. à

3.' Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av ä att nämnda direktförbindelse upprättas vid omkoppling av ut- z gående samtal från mobiltelefonstationer, men att omkoppling av inkommande samtal till mobiltelefonstationer sker i den centrala växeln.

4. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att man till en samtalsuppkopplad mobiltele- fonstation från berörd basstation sänder information om vilka radiokanaler hos angränsande basstationer som skall under- 0% 455 251 19 sökas med avseende på signalstyrka för utrönande av till vilken basstation som omkoppling skall ske.

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att man tilldelar varje basstation en särskild radiokanal, som utgör signalstyrksundersökningskanal, varvid nämnda information från berörd basstation till mobiltelefonstationen innefattar en uppräkning av angränsande basstationers dylika särskilda radiokanaler.

6. Sätt enligt krav S, k ä n n e t e c k n a t av att man fast tilldelar varje basstation en nämnd särskild radiokanal, varvid man överför nämnda information från en berörd basstation till en mobiltelefonstation företrädesvis i samband med att radiokanalskommunikationen däremellan upprättas.

7. Sätt enligt krav S, k ä n n e t e c k n a t av att man dynamiskt tilldelar varje basstation en nämnd särskild radíokanal; att varje basstation bringas att avlyssna angränsande basstationers radiokanaler och att med ledning av kanalernas utsändning avgöra, vilken radíokanal som är respektive basstations särskilda radiokanal, samt att hålla sin nämnda information uppdaterad i beroende därav; att man vid begärd om- koppling av en samtalsuppkopplad mobiltelefonstation från en basstation till en annan basstation ombesörjer omkoppling till den senare basstationens, i samband med omkopplingsför- farandet undersökta särskilda radíokanal, vars funktion såsom dynamiskt tilldelad särskild radiokanal härvid avbryts, samt att man i den senare basstationen i stället tilldelar en annan radíokanal funktionen såsom särskild radíokanal. .., wgar., .fl-.v-.w- “___ ___ V _ m.. ___... _... .......~q.»-uo nunn_< m» wwn o-u-m-unnn-»m- -