SE507258C2 - Periodisk basstationskontrollerad scanning i ett cellulärt kommunikationssystem - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 507 258 i I = 2 basstation via anropskanalen, vilket indikerar att basstationen har ett samtal, som skall uppkopplas till mobilabonnenten, sänder den anropade mobilstationen tillbaka ett anropssvar på accesskanalen. Till sist gäller att när en mobilstation för- flyttar sig från en cell till en annan eller av andra skäl, så kan mobilstationen sända en registreringsaccess via accesskana- len för att identifiera sig själv och sin närvaro för den telefonväxel, som hör samman med cellen.

En mobilstation kommer i ett ledigt tillstånd, dvs. när inget aktivt samtal pågår, att lyssna på anrop och annan information på den anropskanal, som har den starkaste signal- styrkan. Mobilstationen kommer att förbli avstämd till anrops- kanalen till dess den antingen initierar en access, exempelvis en registrering, samtalsaccess eller anropssvar,zeller"utför en återsökning av alla anropskanalerna inom sitt område för att bestämma om en ny anropskanal har en starkare signalstyrka än den aktuella anropskanalen.

I konventionella system finns det tre huvudskäl till varför en ledig mobilstation återavsöker anropskanalen: förlust av data, autonom mobilstationåteravsökning eller ett systemmed- delande. Vart och ett av dessa skäl diskuteras nedan.

När det gäller förlust av data anger standarden för “Total Access Communication System" (TACS), som huvudsakligen används i England och Kina, att om data inte kan avkodas rätt under 5 sekunder så måste mobilstationen återavsöka anropskana- lerna. Specifikationen "Advance Mobile Phone Service, Inc." (AMPS), publicerad av AT&T 1983, anger att en återavsökning måste göras om fem efter varandra följande ordsynkroniserings- sekvenser mottas felaktigt.

När det gäller autonom mobilstationâteravsökning anger standarden AMPS att varje mobilstation skall ha en återav- sökningstimer för fem minuter, vilken återställs varje gång mobilstationen utför en återavsökning. När tiden för denna timer löper ut utför mobilstationen en återavsökning av anrops- kanalerna.

Det tredje skälet för att en mobilstation skall återav- söka är om systemet sänder ett återavsökningsmeddelande i " Global Action Overhead Message" -- GAOM. När detta meddelande mottas kommer alla mobilstationer, som mottar meddelandet, att återavsöka och välja anropskanalen med den högsta signal- 10 15 20 25 30 35 40 3 :sov 258 styrkan. Detta meddelande skulle kunna sändas exempelvis från en basstation omedelbart innan den stänger, beroende exempelvis på problem med maskinvara eller temporärt underhåll. Detta skulle medför att mobílstationerna låsta till den anropskanal, som hör samman med den basstation, som stänger, skulle låsas till anropskanalerna hos omgivande celler istället.

I cellformiga radiosystem kan kvalitén på den mottagna signalen, eftersom mobilstationen kan flytta sig, bli sämre om mobilstationen lämnar basstationens täckningsområde. När kvalitén hos den mottagna signalen minskas minskas också förmågan att korrekt detektera och tolka datameddelanden. Detta minskar sannolikheten för att exempelvis motta inkommande samtal.

Genom att utföra en återavsökning av alla anropande kanaler (som exempelvis skulle kunna vara 21 kanaler) och välja anropskanalen med den högsta signalstyrkan kan ordfeltakten av vid mobilstationen mottagna signaler minska varigenom sannolik- heten för att korrekt motta meddelanden på anropskanalen ökar.

Eftersom en återavsökning av de tillgängliga anropskana- lerna normalt tar några få sekunder spenderar en ledig mobil- station approximativt åtminstone en till två procent av sin lediga tid med att utföra återavsökningar. Under denna tid kan mobilstationen inte svara på anrop. I ett visst ögonblick lyssnar med andra ord några procent av andelen av lediga mobilstationer inte till den information, som sänds från systemet på anropskanalen, beroende på aktiva återavsökningar.

En annan nackdel, som hör samman med behovet att.använda styrkanaler i ett cellformigt telefonsystem, uppkommer när en mobilstation låser till en anropskanal under färd över långa sträckor (känt såsom ett slags kanaleftersläpning). När mobil- stationen åstadkommer en systemaccess avsöker mobilstationen accesskanalerna för att välja den starkaste (som förhoppnings- vis är den närmaste och/eller den bästa att använda) access- kanalen. Om mobilstationen nyligen har återavsökt styrkanalerna är det troligt att mobilstationen kommer att välja samma styrkanal som accesskanalen med den högsta signalstyrkan. Om, å andra sidan, mobilstationen har förflyttat sig ett avstånd sedan den sista återavsökningen finns chanser att mobilstatio- nen kommer att välja en annan styrkanal såsom accesskanal.

Accesskanalen kan i det sämsta fallet tillhöra ett annat 10 15 20 25 30 35 40 507 258 4 : system, en annan operatör och till och med ett annat land. I de flesta fall då problem uppstår tillhör accesskanalen något system, där mobilstationen inte är identifierad såsom en auktoriserad användare av systemet.

Den oväntade accessen kan leda till fel vid uppkoppling av det nummertagna samtalet eller fel vid koppling av mobilsta- tionen till den anropande abonnenten. Om mobilstationen skulle ha upptäckt att den hade förflyttas in i ett annat system och registrerats där så skulle det nya systemet lättare ha hanterat samtal till och från denna mobilstation.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN För att minska sannolikheten för förlust av samtal beroende på de ovan beskrivna situationerna är föreliggande uppfinning riktad på ett förfarande för användning i ett cellformigt radiotelefonsystem för styrning av återavsöknings- operationer hos anropskanaler. Enligt uppfinningen utsänds ett återavsökningsmeddelande från basstationen till mobilstationer- na med förutbestämda intervall. Vid en som exempel angiven utföringsform av uppfinningen kan dessa intervall vara åtskilda cirka två minuter.

Enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning åstadkommas ett förfarande för användning i ett cellformigt radiotelefonsystem för att välja en optimal anropskanal för en mobilstation. Ett återavsökningsmeddelande utsänds från bassta- tionen till mobilstationen med förutbestämda intervall, som är mindre än perioden för autonom återavsökning av mobilstationer- na. Mobilstationerna återavsöker ett flertal anropskanaler och väljer en anropskanal, som har den högsta signalstyrkan.

Enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning åstadkommes en apparat för att minska incidenter avseende förlorade samtal och för att förbättra kvalitén på kopplingar i näten hos ett cellformigt mobiltelefonsystem. I systemet beordrar basstationen en återavsökningsstation för återav- sökning av ett flertal avfrågningskanaler med periodiska intervall under drift av basstationen. Mobilstationen mottar återavsökningsoperationsmeddelandet och utför en återavsökning av de många anropskanalerna. Mobilstationen väljer en optimal anropskanal såsom svar på återavsökningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas närmare i 10 15 20 25 30 35 40 5 lån? zss detalj under hänvisning till föredragna utföringsformer av uppfinningen, vilka lämnas endast såsom exempel, och åskådlig- göras på de bifogade ritningarna, varvid: Fig. 1 visar ett kopplingsschema, som åskådliggör ett exempel på ett cellformigt mobilradiosystem, vilket åskådliggör sambandet mellan systemets celler, en mobil omkopplingscentral, basstationer samt mobilstationer; Fig. 2 visar ett blockschema, som åskådliggör en mobil station i ett cellformigt mobilradiosystem enligt fig. 1; Fig. 3 visar ett blockschema, som åskådliggör en bassta- tion i ett cellformigt mobilradiosystem enligt fig. 1; Fig. 4 visar en flödesplan, som åskådliggör den huvud- rutin, som utförs av basstationerna enligt föreliggande upp- finning; ' 1. " Fig. 5 visar en flödesplan, som åskådliggör återavsök- ningsorderrutinen enligt föreliggande uppfinning; och Fig. 6 visar en flödesplan, som åskådliggör den huvud- rutin, som utförts av mobilstationerna enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING Av DE FöREDRAGNA UTFöRINGsFoRMERNA Innan detaljerna av föreliggande uppfinning beskrivs kommer ett exempel på konstruktionen av ett cellformigt mobil- radiosystem, i vilket föreliggande uppfinning kan användas, att diskuteras.

Fig. 1 visar ett kopplingsschema, som åskådliggör tio celler, Cl - C10, i ett cellformigt mobilradiotelefonsystem.

Normalt skulle förfarandet enligt föreliggande uppfinning förverkligas i ett cellformigt mobilradiosystem, som innefattar mer än tio celler. För ändamålet med denna diskussion anses det här återgivna systemet utgöra en separat del av ett större system, som har uppdelats.

För varje cell Cl - C10 finns en motsvarande basstation Bl - B10. Fig. 1 åskådliggör basstationer, som är belägna i närheten av de respektive cellcentralerna och har i alla riktningar verkande antenner. Basstationerna hos angränsande celler kan emellertid samarrangeras i närheten av cellgränserna och ha riktningsantenner.

Fig. 1 åskådliggör också tio mobilstationer M1 - M10, som är rörliga inom en cell samt från en cell till en annan.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan förverkligas i 10 15 20 25 30 35 40 507 258 i " :i 6 ett cellformigt mobilradiosystem, som innefattar många mer mobilstationer än tio. Speciellt finns det normalt många fler mobilstationer än det finns basstationer.

I fig. 1 åskådliggörs också en mobilomkopplingscentral.

Mobilomkopplingscentralen MSC, vilken åskådliggörs i fig. 1, är kopplad till alla de tio åskådliggjorda basstationerna medelst ledningar. Mobilomkopplingscentralen är medelst ledningar också kopplad till ett stationärt offentligt omkopplingstelefonnät eller till ett liknande stationärt nät med ISDN-anordningar.

Alla ledningar från mobilomkopplingscentralen till basstationer samt ledningar till det fasta nätet är inte åskådliggjorda.

Vidare kan andra media användas istället för ledningar för bas- till mobilomkopplingscentralkommunikationer, t.ex. stationära radiolänkar. ' ° - Det i fig. 1 åskådliggjorda cellformiga mobilradiosyste- met innefattar ett flertal radiokanaler för kommunikation.

Systemet är utformat både för analog information, exempelvis tal, digitaliserad analog information, exempelvis digitaliserat tal, samt ren digital information, exempelvis rena digitala data. I samband med föreliggande uppfinning används uttrycket koppling för en kommunikationskanal mellan en mobilstation och en annan mobilstation i samma system eller ett annat system eller mellan två stationära telefoner eller terminaler i ett stationärt nät, som är kopplat via det cellformiga mobilradio- telefonsystemet. Sålunda kan en koppling innefatta ett samtal, där två personer talar med varandra, men den kan också utgöras av en datakommunikationskanal, där datorer utväxlar data.

Till varje cellsystem hör ett speciellt frekvensband, via vilket det kan arbeta. En grupp av kommunikationskanaler är tilldelad till varje cell. Exempelvis kan mellan 10 och 30 olika talkanaler samt en styrkanal tilldelas till varje given cell. Olika grupper av kommunikationskanaler måste alltid tilldelas till angränsande celler, eftersom cellerna, för att bibehålla full radiotäckning, överlappar varandra. Användning av samma kanaler i angränsande celler skulle medföra samkanal- ínterferens i dessa överlappande områden.

Enligt fig. 2 åskådliggörs nu en utföringsform av en mobilstation, som kan utnyttjas i ett cellformigt telefon- system, vilket arbetar i enlighet med uppfinningen. Detta speciella exempel hänför sig till en mobilstation, Vilken kan 10 15 20 25 30 35 40 =šo7 258 7 användas i ett digitalt kommunikationssystem, dvs. ett system, i vilket digitaliserad talinformation överförs mellan bas- och mobilstationer. Vidare förklaras systemets arbete i samband med överföringar med högsta hastighet, varvid varje paket av digital information är interfolierat via två åtskilda tids- luckor i en dataram. Det torde emellertid lätt inses att uppfinningen är lika tillämpbar med avseende på andra typer av cellformiga radiosystem, t.ex. de, i vilka information över- föres i ett analogt format eller överförs digitalt med halv hastighet.

I den i fig. 2 återgivna mobilstation omvandlar en talkodare 101 den av en mikrofon genererade analoga signalen till en binär dataström. Dataströmmen delas sedan i datapaket enligt TDMA-principen. En snabb associerad styrkanalgenerator (FACCH-generator) 102 genererar styr- och övervakningssignale- ringsmeddelanden, som överförs från mobilstationen till det landbaserade systemet. FACCH-meddelandet ersätter en användar- ram (tal/data) närhelst det skall överföras. En långsam asso- cierad styrkanalgenerator (SACCH-generator) 103 åstadkommer signalmeddelanden, som överförs via en kontinuerlig kanal för utbyte av information mellan basstationen och mobilstationen och tvärt om. Ett fast antal bitar, exempelvis tolv, är till- delade till SACCH för varje tidslucka i en meddelandeföljd.

Kanalkodare 104 är kopplade till talkodaren 101, FACCH-genera- torn 102 respektive SACCH-generatorn 103 för att behandla inkommande data i och för att utföra feldetektering och -korri- gering. Den av kanalkodarna 104 använda tekniken är företrädes- vis konvolutionskodning, som skyddar viktiga databitar i talkoden, samt cyklisk redundanskontroll (CRC), varvid de perceptuellt signifikanta bitarna i talkodarramen, exempelvis tolv bitar, används för att beräkna en sjubitskontroll.

En väljare 105 är kopplad till den kanalkodare 104, som hör samman med talkodaren 101 resp. FACCH-generatorn 102.

Väljaren 105 styrs av en mikroprocessorstyrenhet 130, så att användarinformation via en speciell talkanal, vid lämpliga tidpunkter, ersätts med systemövervakningsmeddelanden via FACCH. En tvåskurinterfolierare 106 är kopplad till väljarens 105 utgång. Data, som skall överföras av mobilstationen, interfolieras via två bestämda tidsluckor. Ett paket om 260 databitar, som utgör ett överföringsord, delas i två lika delar 10 15 20 25 30 35 40 507 258 ' ~ 8 och interfolieras via två olika tidsluckor. Effekterna av RAYLEIGH-fadning kommer att minskas på detta sätt. Utsignalen från tvåskurinterfolieraren 106 sänds till ingången hos en modulo-två-adderare 107, så att överförda data skiffreras bit för bit genom logisk modulo-två-addition av en pseudoslump- bitström.

Utgången hos den till SACCH-generatorn 103 hörande kanalkodaren 104 är kopplad till en 22-skurinterfolierare 108. 22-skurinterfolieraren 108 interfolierar data, som överförs via SACCH, via 22 tidsluckor, var och en bestående av tolv in- formationsbitar.

Mobilstationen innefattar vidare en Sync-Word/DVCC- generator 109 för åstadkommande av det lämpliga synkronise- ringsordet (Sync Word) och lämplig DVCC (digital verifikation color code), som skall associeras med en speciell koppling.

Nämnda Sync Word är ett 28-bit-ord, som används för tidsluck- synkronisering och -identifiering. DVCC är en 8-bit-kod, som sänds av basstationen till mobilstationen och tvärt om för att säkerställa att rätt kanal avkodas.

En skurgenerator 110 genererar meddelandeskurar för överföring av mobilstationen. Skurgeneratorn 110 är kopplad till utgångarna hos modulo-tvâ-adderaren 107, 22-skurinter- folieraren 108, Sync-Word/DVCC-generatorn 109, en utjämnare 114 samt en styrkanalmeddelandegenerator 132 för att integrera de olika informationsdelarna från dessa respektive enheter till en enda meddelandeskur. Enligt publicerad US standard EIA/TIA 15- 54 innefattar exempelvis en meddelandeskur data (260 bitar), SACCH (12 bitar), sync-ord (28 bitar), codad DVCC (12 bitar) och 12 begränsningsbitar, som är kombinerade för att ge totalt 324 bitar. Under styrning av mikroprocessorn 132 genereras två olika typer av meddelandeskurar av skurgeneratorn 110: styr- kanalmeddelandeskurar från styrkanalmeddelandegeneratorn 132 och tal/trafikmeddelandeskurar. Styrkanalmeddelandet ersätter SACCH samt taldata, som normalt genereras i en tal/trafikskur. Överföringen av en skur, som motsvarar en tidslucka, är synkroniserad med överföringen av andra tidsluckor, som till- sammans utgör en informatíonsrad. Enligt US standard innefattar exempelvis en ram tre tidsluckor med högsta hastighet. Över- föringen av varje skur regleras enligt tidsstyrning, som åstadkommas medelst utjämnaren 114. Beroende på tidsdispersion 10 15 20 25 30 35 40 9 _50? 258 åstadkommes ett adaptivt utjämningsförfarande för att förbättra signalkvalitën. För ytterligare information beträffande adaptiv utjämningsteknik hänvisas till US patentansökan 315 561, som inlämnades den 27 februari 1989 och som överlåtits till sökan- den i detta ärende. Kortfattat fungerar basstationen såsom huvudstation och mobilstationen såsom slavstation med avseende på ramtidsstyrning. Utjämnaren 114 detekterar tidstyrningen för en inkommande bitström från basstationen och synkroníserar skurgeneratorn 110. Utjämnaren 114 arbetar också för att kontrollera nämnda synk-ord och DVCC för identifieringsändamål.

En ramräknare 111 är kopplad till skurgeneratorn 110 och utjämnaren 114. Ramräknaren 111 uppdaterar en skiffreringskod, som utnyttjas av mobilstationen för varje överförd ram, exem- pelvis en gång var 20 ms. En skiffreringsenhet 112 är anordnad för att generera den av mobilstationen utnyttjade skiffrerings- koden. En psuedoslumpalgoritm utnyttjas företrädesvis. Skiffre- ringsenheten 112 styrs av en skiffreringsnyckelenhet 113, som är unik för varje abonnent. SKiffreringsenheten 112 består av en serieordnare, som uppdaterar skiffreringskoden.

En av skurgeneratorn 110 åstadkommen skur, som skall överföras, frammatas till en RF-modulator 122. RF-modulatorn 122 arbetar för att modulera en bärvågsfrekvens enligt n/4- DQPSK-metoden (n/4-skiftad Differentially encoded Quadrature Phase Shift Keying). Användningen av denna teknik innebär att informationen kodas differentiellt, dvs. 2-bitsymboler överförs såsom fyra möjliga ändringar i fas; i n/4 och i 3fl/4. Den till RF-modulatorn 122 sända bärvågsfrekvensen genereras av en sändningsfrekvenssyntetiserare 124 i enlighet med den valda överföringskanalen. Innan den modulerade bärvågen överförs av en antenn förstärks bärvågen av en effektförstärkare 123.

Förstärkarens RF-effektsändníngsnivå väljs på kommando av en mikroprocessorstyrenhet 130.

En mottagarbärvågsfrekvenssignal genereras i enlighet med den valda mottagníngskanalen av en mottagningsfrekvenssynteti- serare 125. Inkommande radiofrekvenssignaler mottas av en mottagare 125, vars styrka mäts av en signalnivåmätare 129. Den mottagna signalens styrkevärde sänds sedan till mikroprocessor- styrenheten 130. En RF-demodulator 127, som mottar mottagarbär- vågsfrekvenssignalen från mottagningsfrekvenssyntetiseraren 125 och radiofrekvenssignalen från mottagaren 126 demodulerar 10 15 20 25 30 35 40 507 258 “ :i 10 radiofrekvensbärvågssignalen och genererar sålunda en mellan- frekvens. Mellanfrekvenssignalen demoduleras av en IF-demodula- tor 128, som återställer den ursprungliga H/4-DQPSK-modulerade digitala informationen.

Den av IF-demodulatorn 128 åstadkomna återställda digi- tala informationen matas till utjämnaren 114. En symboldetektor 115 omvandlar det mottagna tvåbitsymbolformatet av digitala data från utjämnaren 114 till en enkelbitdataström. Symbolde- tektorn 115 åstadkommer i sin tur tre distinkta utsignaler.

Styrkanalmeddelanden sänds till en styrmeddelandedetektor 133, som matar detekterad styrkanalinformation till mikroprocessor- styrenheten 130. Alla taldata/FACCH-data matas till en modulo- två-adderare 107 samt en tvåskurdesinterfolierare 116. Tal- data/FACCH-data rekonstrueras av dessa komponenter genom sammansättning och reorganisation av information från två tidsluckor av mottagna data. Symboldetektorn 115 matar SACCH- data till en 22-skurdesinterfolierare 117. 22-skurdesinter- folieraren 117 återsammansätter och reorganiserar SACCH-data, som är spridda över 22 efter varandra följande ramar.

Tvåskurdesinterfolieraren 116 åstadkommer taldata/FACCH- data för två kanalavkodare 118. Konvolutionellt kodade data av- kodas med användning av den ovannämnda kodningsprincipen omvänd. De mottagna bitarna för cyklisk redundanskontroll (CRC=cyclic redundancy check) kontrolleras för att bestämma att något fel har uppträtt. FACCH-kanalkodaren detekterar vidare skillnaden mellan talkanalinformation och eventuell FACCH- information och styr avkodarna i enlighet härmed. En talavkoda- re 119 behandlar mottagna taldata från kanalavkodaren 118 i enlighet med en talkodaralgoritm (exempelvis VCELP) och genere- rar den mottagna talsignalen. Analogsignalen förstärks slut- ligen av en filtreringsteknik. Meddelanden på den snabba associerade styrkanalen detekteras av en FACCH-detektor 120 och informationen överförs till mikroprocessorstyrenheten 130. 22-skurdesinterfolierarens 117 utsignal överförs till en separat kanalavkodare 118. Meddelanden på den långsamma asso- cierade styrkanalen detekteras av en SACCH-detektor 121 och denna information överförs till mikroprocessorstyrenheten 130.

Mikroprocessorstyrenheten 130 styr mobilstationaktivite- ten och basstationkommunikationen och behandlar också in- och utmatning med avseende på terminaltangentbord och display. 10 15 20 25 30 35 40 11 :S07 258 Beslut av mikroprocessorstyrenheten 130 fattas i enlighet med mottagna meddelanden och mätningar, som görs. Tangentbord- och displayenheten 131 gör att information kan utbytas mellan användaren och basstationen.

Fig. 3 åskådliggör en utföringsform av en basstation, som kan utnyttjas i ett cellformigt telefonsystem, vilket arbetar enligt föreliggande uppfinning. Basstationen innefattar talrika komponentdelar, som är väsentligen likadana med avseende på konstruktion och funktion som komponentdelarna hos den i fig. 2 åskådliggjorda och i samband därmed beskrivna mobilstationen.

Dessa identiskt likadana komponentdelar är i fig. 3 angivna med samma hänvisningsbeteckningar, som utnyttjats ovan vid be- skrivningen av mobilstationen men de skiljer sig därifrån genom beteckningen med ett primtecken ('). ' n, - Det finns emellertid vissa skillnader mellan mobil- och basstationer. Exempelvis har basstionen två mottagningsan- tenner. Till var och en av dessa mottagningsantenner hör en mottagare 126', en RF-demodulator 127' samt en IF-demodulator 128'. Vidare innefattar basstationen inte ett användartangent- bord och en displayenhet 131, som utnyttjas i mobilstationen.

När effekt påtrycks på mobilstationen exekverar mikropro- cessorstyrenheten 130 initialiseringsproceduren. Först återupp- tas det betjänande systemets parametrar, vilket betyder att det föredragna systemet, exempelvis A eller B (trådlöst eller icke trådlöst), väljs. Beroende på det gjorda valet utförs avsökning över de tilldelade styrkanaler, som hör till det föredragna systemet. A Mottagningsfrekvenssyntetiseraren 125 styrs av mikropro- cessorstyrenheten 13 för att generera den frekvens, som svarar mot den första tilldelade styrsignalen. När frekvensen är stabil mäter signalnivåmätaren 129 signalstyrkan och därefter lagrar mikroprocessorstyrenheten 130 signalstyrkevärdet. Samma procedur utförs för de frekvenser, som svarar mot de kvarvaran- de tilldelade styrkanalerna, och en rankning, baserad på signalstyrkan hos varje kanal, görs av mikroprocessorstyren- heten 130. Mottagningsfrekvenssyntetiseraren 125 avstäms sedan till frekvensen med den högsta signalstyrkenivån, så att mobilstationen kan försöka att synkronisera till denna kanal.

Radiosignalen uppfångas av mottagaren 126 och demoduleras enligt den valda bärvågsfrekvensen av RF-modulatorn 127 och 10 15 20 25 30 35 40 507 25-8 i : 12 demoduleras sedan av IF-demodulatorn 128. Synkronisering och primär analys av den digitala informationen i radiosignalen utförs i utjämnaren 114. Om utjämnaren 114 detekterar ett Sync- Word, som är identiskt likadant som det Sync-Word, som är lagrat i Sync-Word-generatorn 109, kommer utjämnaren 114 att låsa till den till detta Sync-Word hörande tidsluckan. Mobil- stationen väntar på programmets systemparametermeddelande, som avkodas av kanalavkodaren 118 och överförs till mikroprocessor- styrenheten 130. Detta meddelande innehåller information om systemets identifiering, protokollkapaciteten, antalet till- gängliga anropskanaler samt deras specifika frekvenstilldel- ning.

I den situation, då utjämnaren 114 inte igenkänner nämnda Sync-Word inom en angiven tidsperiod kommenderas mottagnings- frekvenssyntetiseraren 125 av mikroprocessorstyrenheten 130 att avstämma till kanalen med den näst starkaste signalen. Om mobilstationen inte är i stånd att synkronisera vid detta andra val kommenderar mikroprocessorstyrenheten 130 en ändring av de föredragna systemen, exempelvis från A till B eller tvärtom, etc. Därefter kommer avsökningen av de tilldelade styrkanalerna i det nu föredragna systemet att börja.

När mobilstationen har mottagit programmets systemparame- termeddelande avsöks anropskanalerna på samma sätt som de tilldelade styrkanalerna, dvs genom mätning av signalstyrkan och val av frekvensen med den starkaste signalen. Synkronise- ring till anropskanalerna utförs sedan i enlighet härmed.

Vid framgångsrik synkronisering beträffande en anrops- kanal lämnar mobilstationen startproceduren och går in i en vilomod. Vilomoden kännetecknas av fyra huvudtillstånd, som styrs av mikroprocessorstyrenheten 130 och som sekventiellt genomlöps så länge som ingen access till systemet initieras.

Det första med vilomoden samhörande tillståndet avser en kontinuerlig uppdatering av mobilstationens status, exempelvis antalet av och placeringen av förekommande accesskanaler. Denna information överförs till mobilstationen i programmets system- parametermeddelande på anropskanalen. Detta meddelande avkodas i kanalavkodaren 118 och sänds till mikroprocessorstyrenheten 130. Vissa meddelanden överförs från basstationen i krävda svarsaktioner med avseende på programmets systemparametermed- delande från mobilstationen, exempelvis beordrar ett återav- 10 15 20 25 30 35 40 :E07 258 sökningsmeddelande mikroprocessorstyrenheten 130 att omstarta 13 initialiseringsproceduren. Såsom ytterligare exempel kan ett registreringsidentitetsmeddelande från basstationen tvinga mobilstationen att utföra en systemaccess för att registrera i enlighet med den nedan beskrivna systemaccessmoden.

Det andra med vilomoden samhörande tillståndet hänför sig till den situation, då mobilstationen försöker anpassa av basstationen överförda anropsmeddelanden. Dessa mobilstation- styrmeddelanden, vilka sänds via anropskanalen, avkodas i styrkanalmeddelandedetektorn 133 och analyseras av mikroproces- sorstyrenheten 130. Om det kodade talet passar till identifika- tionstalet för mobilstationen kommer en koppling till bassta- tionen att iordningställas i systemaccessmoden.

Vilomodens tredje tillstånd innefattar att lyssna-på order, som sänts av basstationen via anropskanalen. Avkodade order, t.ex. ett förkortat larm, kommer att behandlas av mobilstationen i enlighet därmed.

Vilomodens fjärde tillstånd innefattar mikroprocessor- styrenhetens 130 övervakning av insignalen från tangentbordet 131 med avseende på användaraktivitet, exempelvis initiering av samtal. Ett samtal, som åstadkommes, medför att mobilstationen lämnar vilotillståndet och börjar systemets accessmod.

En av de huvuduppgifter, som utförs i systemaccessmoden hos mobilstationen, är att generera ett accessmeddelande i mobilstationen och att iordningställa en lämplig trafikkanal för informationsutbyte. De för mobilstationen tillgängliga accesskanalerna, vilka uppdaterades under vilomoden, undersöks på samma sätt som vid mätningen av de tilldelade styrkanalerna, såsom beskrivits tidigare. En rankning av signalstyrkan hos var och en görs och den kanal, som hör samman med den starkaste signalen, väljs. Överföringsfrekvenssyntetiseraren 124 och mottagningsfrekvenssyntetiseraren 125 avstäms i enlighet härmed och ett tjänstbegäranmeddelande sänds via den valda kanalen för att informera basstationen om typen av önskad access, exempel- vis ett samtal, som åstadkommes, anropssvar, registrerings- begäran eller orderbekräftelse. Efter avslutande av detta meddelande frånkopplas mobilstationens förstärkare 123 och mobilstationen kan vänta på ytterligare styrmeddelanden.

Beroende på accesstypen kommer mobilstationen sedan att motta ett lämpligt meddelande från basstationen. 10 15 20 25 30 35 40 r ' _ 50 7 rss 14 _ Om accesstypen är skapande eller anropande tilldelas mobilstationen en ledig trafikkanal av basstationen och mobil- stationen tar över styrningen av trafikkanalen och lämnar systemaccessmoden. Mobilstationen avstämmer sedan över- föringsfrekvenssyntetiseraren 124 och mottagningsfrek- venssyntetiseraren 125 till de frekvenser, som hör samman med den valda trafikkanalen. Därefter börjar utjämnaren 114 synkro- niseringen. En tidsanpassningsprocedur styrs av basstationen och är baserad på tidsfördröjningsmätningar, vilka utförs vid basstationen med avseende på den mottagna signalen. Från och med denna tidpunkt överförs utbytet av meddelanden mellan basstationen och mobilstationen via den snabba associerade styrkanalen (FACCH) och den långsamma associerade styrkanalen (sAccH) . ' " - Meddelanden från mikroprocessorstyrenheten 130 genereras av FACCH-generatorn 102 eller av SACCH-generatorn 103 och data felskyddskodas i kanalkodaren 104. FACCH-data tidsmultiplexeras med taldata i multiplexorn 105 och interfolieras via två skurar av tvåskurinterfolieraren 106. Data krypteras sedan i modulo-2- adderaren 107, som styrs av den av skiffreringsenheten 112 genererade skiffreringsalgoritmen. SACCH-data interfolieras via 22 skurar av 22-skurinterfolieraren 108 och matas sedan till skurgeneratorn 110, där SACCH-data blandas med taldata, FACCH- data, nämnda Sync-Word samt DVCC från DVCC-generatorn 109 för bildande av en dataskur. RF-modulatorn 122 modulerar bítmönst- ret enligt ¶/4-DQPSK-principen. Effektförstärkaren 123 aktive- ras och effektnivån styrs av mikroprocessorstyrenheten.130 under tiden för den överförda luckan.

Styrmeddelanden från basstationen till mikroprocessor- styrenheten 130 mot mobilstationen överförs också via FACCH och SACCH. Systemdetektorn 115 omvandlar det mottagna fyrsymbol- mönstret till en bitdataström, som leds till talavkodaren 119, FACCH-detektorn 120 eller till SACCH-detektorn 121 beroende på den mottagna typen av data. Taldata och FACCH-data dekrypteras av modulo-2-adderaren 107 och tvåskurdesinterfolieraren 116.

Kanalavkodarna 118 detekterar bitfel och informerar mikropro- cessorstyrenheten 130 i enlighet härmed. SACCH desinterfolieras via 22 skurar av 22-skurdesinterfolieraren 117 innan feldetek- tering utförs i kanalavkodaren 118.

Meddelanden överförs från basstationen till mobilsta- 10 15 20 25 30 35 40 15 _4507 258 tionen, varvid meddelandena normalt innefattar larmorder, begäran att utföra kanalkvalitêmätningar, nedkoppling av samtal samt frånkopplingsorder. Meddelanden, som överförs i den motsatta riktningen, är de, vilka initieras av mobilstationens användare, exempelvis nedkopplingsordern. Den sista ordern innebär att användaren är färdig med samtalet och mobilstatio- nen kommer att bortkoppla styrningen av trafikkanalen och återgå till initialiseringsoperationsmoden.

Såsom angivits ovan innebär metoden enligt föreliggande uppfinning att periodiskt överföra ett återavsökningsmeddelande för att beordra mobilstationerna att återavsöka anropskanaler- na, företrädesvis med större frekvens än vad som skett i konventionella system. Med ett sådant tillvägagångsätt är det möjligt att åstadkomma flera förbättringar med avseende på beteende hos mobilstation och -system.

För det första säkerställer ett periodiskt återavsök- ningsmeddelande att mobilstationen avstäms till en anropskanal med god eller acceptabel kvalité under en så stor del av tiden som möjligt. Detta ökar mobilstationens tillgänglighet och styrbarhet.

För det andra minskar ett periodiskt återavsökningsmed- delande inträngningsdjupet i andra system (minskar kanalefter- släpningen) och följaktligen minskas den fria tid, då en mobilstation har inträtt i ett nytt systemområde utan att den registrerats där. Detta förbättrar prestanda för mobilstationen och -systemet vid systemets gränser.

Slutligen sänds återavsökningsmeddelandet företrädesvis från basstationen med en periodicítet, som är mindre än den autonoma återavsökningstimerns nedräkningstid. Om, exempelvis, varje mobil stations återavsökningstimer inställs på nedräkning efter 5 minuter så kan systemets beordrade återavsökningsmed- delande överföras med intervall, som är mindre än 5 minuter.

Med detta tillvägagångssätt kommer alla återavsökningar att ske under styrning av det landbaserade systemet istället för autonomt från de individuella mobilstationerna. Organisering och/eller synkronisering av återavsökningarna från systemet istället för att mobilstationen får bestämma när återavsökning skall ske gör det möjligt att inordna anropsmeddelanden i kö efter det att ett återavsökningsmeddelande har sänts. Med den autonoma återavsökningen av aktuella system återavsöker en viss 10 15 20 25 30 35 40 507 258 16 e procentuell andel av mobilstationerna vid en godtycklig given tidpunkt, vilket betyder att de inte kan motta anrop, dvs anrop måste upprepas eller samtal går förlorade.

När återavsökningsmeddelandet sänds oftare än var femte minut vet systemet att alla mobilstationer återavsöker och det är föga eller ingen nytta med att överföra några anropsmed- delanden under den tid, som det tar för en mobilstation att utföra en återavsökning, exempelvis några få sekunder, efter det att återavsökningsmeddelandet sändes. Om dessa anropsmed- delanden står i kö eller buffras och sänds ut några få sekunder senare kommer inga samtal att förloras beroende på behovet av anropskanalåteravsökning. Detta ökar antalet framgångsrikt avslutade samtal.

Driften av ett cellformigt mobi1radiosystem.enligt principerna med föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas närmare i detalj under hänvisning till flödesplanerna i fig. 4- 6. Fig. 4 visar en flödesplan, som åskådliggör den rutin, som utförs av basstationerna i cellsystemet. De rutiner, som realiserar föreliggande uppfinning, är lagrade i och körs av mikroprocessorstyrenheten 130'. Vid steg 200 initialiseras en timer TIMER1. Denna timer används för att bestämma hur ofta basstationen kommer att överföra återavsökningsmeddelandet till lediga mobilstationer.

I ett utföringsexempel på föreliggande uppfinning in- ställs timern på två minuter. Den speciella tidsperioden kan emellertid variera från cell till cell, dvs. från en styrkanal till en följande, beroende på sådana faktorer som cellens storlek. För mindre celler sänds âteravsökningsmeddelandet företrädesvis oftare, eftersom en mobilstation med större sannolikhet förflyttar sig från en liten cell snabbare än från en större cell. Det kan dessutom vara önskvärt att beordra återavsökning oftare i celler, vilka hör samman med höghastig- hetstrafikområden, och mindre ofta i celler, som har låghastig- hetstrafik, t.ex. sådana i mitten av en stad. I varje fall är tidsperioden mindre än den inställda nedräkningstiden för autonoma återavsökningsoperationer medelst mobilstationerna enligt någon tillämpbar standard.

Vid steg 210 fattas beslut om huruvida basstationen skall frånkoppla, exempelvis för rutinunderhåll eller reparation. Om så är fallet anropas återavsökningsmeddelanderutinen vid steg 10 15 20 25 30 35 40 17 =5o7 258 212. Om så inte är faller bestämmer steg 212 om tiden har löpt ut för TIMER1. Om så är fallet anropas återavsökningsmeddelan- derutinen och timern återinställs vid steg 200. Denna huvud- rutin slutar inte, eftersom basstationen kontinuerligt över- vakar huruvida återavsökningsmeddelanden bör sändas.

Fig. 5 visar en flödesplan, som åskådliggör den återav- sökningsmeddelanderutin, som utförs vid steg 212 hos den i fig. 4 åskådliggjorda flödesplanen. Vid steg 300 utsänds ett återav- sökningsmeddelande på styrkanalen till alla lediga mobilsta- tioner. Vid steg 310 initialiseras en andra timer, TIMER2.

Denna timer används till att hålla reda på hur lång tid det tar för de mobilstationer, som mottar återavsökningsmeddelandet, att utföra återavsökningen av anropskanalerna. Vid steg 312 sparas alla anrop, som mottas av basstationen för de där registrerade mobilstationerna. Detta är nödvändigt, eftersom mobilstationerna inte är i stånd att både avsöka anropskanaler- na inom sitt område och samtidigt lyssna på anropskanalen för att höra anrop. Sparandet av anropen styrs av mikroprocessor- styrenheten 130'. Anropen sparas till dess tiden för timern TIMER2 har löpt ut (steg 314). När tiden för timern TIMER2 löper ut utsänds de sparade anropen (steg 316) och styrningen återgår till huvudrutinen (steg 318).

Fig. 6 visar en flödesplan, som åskådliggör den rutin, som utförs av mobilstationerna i systemet. Vid steg 400 mottar varje mobilstation återavsökningsmeddelandet på den styrkanal, till vilken den är låst. Vid steg 410 utförs återavsöknings- operationen. Alla till systemet tilldelade anropskanaler avsöks. Vid steg 412 återställs den tid, som styr mobilinitie- rad autonom återavsökning. Vid steg 414 väljer mobilstationen anropskanalen med den högsta signalstyrkan som den optimala anropskanalen. Vid steg 416 börjar mobilstationerna att lyssna på den valda optimala anropskanalen.

Såsom angivits ovan återställs tiden för den mobilinitie- rade autonoma återavsökningen efter det att den av basstationen beordrade återavsökningen har utförts. För den händelse att mobilstationen flyttar sig från mottagningsområdet för den basstation, vid vilken den är registrerad, och inte hör återav- sökningsordern från basstationen kommer på detta sätt återav- sökning av anropskanalerna att ske i enlighet med autonoma återavsökningsoperationer. 10 15 20 507 258 18 e Om en mobilstation används, dvs. är involverad i en aktiv koppling, när återavsökningsmeddelandet utsänds från basstatio- nen till mobilstationer kommer den inte att kunna svara på ordern att återavsöka. Detta utgör emellertid inte ett problem, eftersom en mobilstation, enligt tillämpbar standard, alltid avsöker anropskanalerna efter samtalsavslutande. Sålunda erhålls försäkran om att mobilstationen är låst till en kanal, som har god signalkvalitê.

Vid den utföringsform av uppfinningen, som har beskri- vits, genereras kommandot att sända återavsökningsmeddelandet i själva basstationen. Vid en alternativ utföringsform är det emellertid möjligt att härleda ordern att sända återavsöknings- meddelandena till mobilomkopplingscentralen, varvid ordern överförs till varje basstation. ' n. t Från den ovanstående beskrivningen avseende de speciella utföringsformerna kan andra genom att tillämpa aktuell kunskap lätt modifiera och/eller för olika applikationer anpassa dessa speciella utföringsformer utan att avvika från uppfinningens allmänna natur och därför är dessa anpassningar och modifika- tioner avsedda att ingå i betydelsen och området för motsvarig- heter med avseende på de visade utföringsformerna. Det torde inses att ordvalet i den här använda terminologin är avsedd för beskrivningen och inte avsedd att utgöra begränsning.

Claims (18)

10 15 20 25 30 35 40 gšov 258 19 Patentkrav

1. Förfarande för att styra återavsökningen av anropska- naler med mobila stationer i ett cellformigt radiotelefonsys- tem, varvid mobilstationerna är driftmässigt kopplade till åtminstone en basstation, varvid förfarandet innefattar steget att periodiskt utsända ett återavsökningsmeddelande från basstationen till mobilstationerna med ett förutbestämt in- tervall under basstationens drift, varvid meddelandet instrue- rar de till basstationen kopplade mobilstationerna om att påbörja avsökning av anropskanaler för systemet.

2. Förfarande enligt kravet 1, vilket vidare, efter utsändningssteget, innefattar steget att köordna anrop för mobilstationerna under en tidsperiod, som motsvarar den tid, vilken erfordras för mobilstationerna att återavsöka anropska- nalerna.

3. Förfarande enligt kravet 2, vilket vidare innefattar att efter köordningssteget utsända köordnade anrop.

4. Förfarande enligt kravet 1, varvid det förutbestämda intervallet är kortare än 5 minuter.

5. Förfarande enligt kravet 4, varvid det förutbestämda intervallet uppgår till cirka 2 minuter.

6. Förfarande i ett cellformigt mobiltelefonkommunika- tionssystem, varvid mobilstationer kommunicerar med bassta- tioner via kommuniktionskanaler och autonomt återavsöker åtminstone vissa av kommunikationskanalerna i systemet vid ett förutbestämt intervall efter en tidigare avsökning för att lokalisera kanaler, som har acceptabel överföringskvalitë, för att styra avsökningen av kanalerna för att till ett minimum minska incidenterna med samtal, som förloras vid denna av- sökning, innefattande steget att periodiskt överföra kommandon för att återavsöka kanalerna från basstationerna till mobilsta- tionerna med en hastighet, varvid perioden mellan överföringar- na av kommandona är mindre än nämnda förutbestämda intervall.

7. Förfarande enligt kravet 6, varvid det förutbestämda intervallet uppgår till cirka 5 minuter.

8. Förfarande enligt kravet 6, varvid perioden mellan överföringar uppgår till cirka 2 minuter.

9. Förfarande enligt kravet 6, vilket vidare innefattar steget att sända nämna kommando från basstation omedelbart innan basstationen bortkopplas. 10 15 20 25 30 35 40 507 258 20 I

10. Förfarande enligt kravet 6, varvid systemet innefat- tar ett flertal basstationer och varvid hastigheten är olika för olika basstationer.

11. Förfarande för användning i ett cellformigt radio- telefonsystem för val av en optimal anropskanal för åtminstone en mobilstation, varvid mobilstationen är driftmässigt kopplad till åtminstone en basstation, varvid förfarandet innefattar: att utsända kanalåteravsökningsmeddelanden från bassta- tionen till mobilstationen med förutbestämda intervall; och att vid mottagande av meddelandena i mobilstationen återavsöka ett flertal anropskanaler och välja en anropskanal, som har den högsta signalstyrkan.

12. Förfarande enligt kravet 11, vilket vidare innefattar steget att utsända ett återavsökningsmeddelande omedelbart innan basstationen bortkopplas.

13. Förfarande enligt kravet 11, varvid systemet in- nefattar ett flertal basstationer och varvid steget att utsända innefattar att sända ett återavsökningsmeddelande med förutbe- stämda tidsintervall, vilka är olika för respektive bassta- tioner.

14. Förfarande enligt kravet 11, vilket vidare efter steget att utsända innefattar steget att lagra anrop för mobilstationen under en tidsperiod, som motsvarar den tid, vilken erfordras för att avsöka anropskanalerna.

15. Förfarande enligt kravet 14, vilket vidare efter lagringssteget innefattar att utsända de lagrade anropen.

16. Apparat för att minska incídenterna av förlorade samtal och för att förbättra kvalitén av kopplingar i ett cellformigt mobiltelefonsystem, varvid systemet innefattar åtminstone en basstation och åtminstone en mobilstation, innefattande: i basstationen anordnade organ för att utsända ett återavsökningskommando för att återavsöka ett flertal anropska- naler med periodiska intervall under basstationens drift; i mobilstationen anordnade organ för att motta återav- sökningsoperationsmeddelandet och för att utföra en återav- sökning av de många anropskanalerna; i mobilstationen anordnade organ för att välja en optimal anropskanal såsom svar på återavsökningen; och i mobilstationen anordnade organ för att övervaka med- 10 21 507 258 delanden på den optimala anropskanalen.

17. Apparat enligt kravet 16, vilken vidare innefattar i mobilstationen anordnade organ för att autonomt initiera en återavsökningsoperation i mobilstationen en förutbestämd tidsperiod efter en tidigare återavsökning av anropskanalerna medelst mobilstationen.

18. Apparat enligt kravet 16, vilken vidare innefattar i basstationen anordnade organ för att köordna anrop till mobil- stationen omedelbart efter utsändning av ett återavsöknings- kommando.