WO2001047309A2

WO2001047309A2 - Verfahren zur steuerung einer verbindungsweiterschaltung in einem funk-kommunikationssystem

Info

Publication number: WO2001047309A2
Application number: PCT/DE2000/004535
Authority: WO
Inventors: Markus Dillinger; Jijun Luo
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2001-06-28
Also published as: US7039405B2; WO2001047309A3; US20030013448A1; DE19961516A1; EP1240802A2

Abstract

In einem Funk-Kommunikationssystem mit einer Vielzahl von Sender-/Empfängerstationen, bei dem zu einem gegebenen Zeitpunkt eine erste Menge dieser Sender-Empfängerstationen eine aktive Menge von Stationen bildet, die mit einem mobilen Endgerät kommunizieren, wird bei einer Ermittlung eines Bedarfs nach einer Verbindungsweiterschaltung die aktive Menge von Stationen um wenigstens eine zusätzliche Station erweitert. Zu einem späteren Zeitpunkt kann wenigstens eine Station mit einer niedrigsten Übertragungsqualität aus der aktiven Menge entfernt werden, um die Verbindungsweiterschaltung abzuschließen.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Steuerung einer Verbindungsweiterschaltung m einem Funk-Kommunikationssystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Verbindungsweiterschaltung m einem Funk-Kommumkationssystem.

Ein Mobilfunk-Kommunikationssystem umfaßt typischerweise eine Vielzahl von Sender-Empfangerstationen oder Basisstationen, die Funksignale mit mobilen Endgeraten austauschen, die sich m Reichweite dieser Stationen befinden, sowie wenigstens eine Verwaltungsemheit, die Nutzdaten zwischen mobilen Endgeraten, die sich m Reichweite unterschiedlicher Basisstationen befinden, oder zwischen einem mobilen Endgerat und ei- nem Festnetz vermitteln.

Bei einem sogenannten -CDMA-Mobilfunk-Kommunikationssystemen wie etwa dem TDD-Modus des zuk nftigen UMTS-Mobilfunksystems (Universal Mobile Telecommumcation System) der dritten Generation ist die Möglichkeit vorgesehen, daß ein mobiles Endge- rat zu einem gegebenen Zeitpunkt mit einer Teilmenge dieser Sender-/Empf ngerstationen kommuniziert, indem es Nutzdaten, die einer einzigen Gesprachsverbmdung zugehoren, auf verschiedenen Kanälen von mehreren dieser Stationen empfangt, und umgekehrt auch von dem Endgerat gesendete Nutzdaten von diesen mehreren Stationen empfangen werden. Diese Teilmenge wird auch als aktive Menge bezeichnet.

Der Sinn dieser an sich redundanten Übertragung ist die Vermeidung von Übertragungslucken, wenn das mobile Endgerat die Reichweite einer Station, mit der es kommuniziert, verlaßt: Wenn es nur mit einer einzigen Station kommuniziert, so bricht bei Verlassen von deren Reichweite die Funkverbindung ab, und die Nutzdatenubertragung von und zum Endgerat kann erst weitergehen, wenn diesem eine andere Station zugeordnet worden ist, die an das Endgerat zu übertragenden Nutzdaten an diese Station vermittelt werden und Endgerat und neue Station miteinander synchronisiert sind. Bei der gleichzeitigen Kommunikation mit mehreren Stationen hingegen fuhrt der Ausfall der Funkverbindung zwischen dem mobilen Endgerat und einer der Stationen noch nicht zur Unterbrechung der Übertragung, da diese über die anderen Stationen unverändert weiterlauft, wahrend für die ausgefallene Station eine Ersatzstation festgelegt und die Kommunikation mit dieser aufgebaut wird. Diese Art des Stationswechsels unter Fortsetzung der Kommunikation mit einer oder mehreren anderen Stationen wird als sogenannte „weiche' Verbindungsweiterschaltung oder englisch Soft Hand- over bezeichnet.

Die gleichzeitige Kommunikation mit mehreren Stationen bedeutet jedoch eine erhebliche Belastung der Vermittlungs- und Übertragungskapazität des Funk-Kommunikationssystems . Wenn edes aktive Endgerat Ubertragungskanale von mehreren Stationen belegt, ist die Zahl der Mobilfunkteilnehmer, die mit einer gegebenen Netzinfrastruktur gleichzeitig bedient werden können, natürlich erheblich kleiner, als wenn jedes Endgerat nur einen Kanal einer Station beansprucht. Die Notwendigkeit, Empfangssignale aus mehreren Kanälen zu verarbeiten, kann auch bei dem mobilen Endgerat zu einem erhöhten Leistungsverbrauch und damit zu einer Verringerung der netzunabhangigen Gebrauchszeit eines solchen Endgerats fuhren. Es ist daher notwendig, einen Kompromiß zwischen Ubertragungssicherheit und der Übertragungskapazität zu finden, der herkommlicher- weise so aussieht, daß für ein solches Funk-Kommunikationssy- stem die maximale Zahl der Stationen, die der aktiven Menge angehören dürfen, auf einen kleinen Wert von z. B. 2 oder 3 festgelegt wird.

Welche Stationen zur aktiven Menge gehören, wird anhand von regelmäßig wiederholten Bewertungen der Ubertragungsqualitat zwischen dem mobilen Endgerat und den Stationen entschieden, die zur Kommunikation mit ihm m der Lage sind. Zu diesem Zweck mißt das mobile Endgerat die Qualltat von bei ihm ein- treffenden Funksignalen dieser Stationen. Stationen, die der aktiven Menge nicht angehören, deren Übertragungsqualltat aber von einer Bewertung zur nächsten besser geworden ist als die einer Station der aktiven Menge, werden an eine Verwal- tungsemheit gemeldet, die sie m die aktive Menge aufnimmt und die schlechtere Station dafür ausschließt.

Simulationsuntersuchungen haben gezeigt, daß bei einem solchen System durchaus noch häufig der Fall eintreten kann, daß zwischen zwei Bewertungen der Ubertragungsqualitat die Uber- tragungsqualitat zwischen dem mobilen Endgerat und allen Stationen der aktiven Menge so schlecht wird, daß die gesamte aktive Menge auf einen Schlag ausgetauscht werden muß. Eine Ubertragungslucke ist die Folge. Eine solche Situation kann sich insbesondere ergeben, wenn sich das mobile Endgerat m einem stadtischen Umfeld bewegt: Von Gebäuden gesäumte Straßen können ein Funksignal über weite Entfernungen m Längsrichtung fuhren, m Querrichtung aber abschirmen, so daß ein Endgerat, das sich auf einer solchen Straße befindet, eine aktive Menge haben kann, m der sich nur relativ weit ent- fernte Stationen befinden. Sobald das Endgerat sich m eine Querstraße bewegt, kann die Übertragung zu und von allen diesen Stationen praktisch gleichzeitig abreißen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Soft Handovers bereitzustellen, mit dem eine hohe Sicherheit der Übertragung gegen Unterbrechungen erreicht wird, ohne daß die Vermittlungs- und Übertragungskapazität durch stark vermehrte Redundanz belastet wird, und ohne daß dies zu einer wesentlichen Steigerung des Energiebedarfs des Endgerates fuhrt.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteranspru- chen. Wahrend das mobile Endgerat sich m einem beispielhaft genannten Normalbetπebszustand befindet, wird vorzugsweise periodisch geprüft, ob es unter den Sender-/Empfangerstationen, die der aktiven Menge nicht angehören, wenigstens eine Sta- tion gibt, die in dem Fall, daß eine Verbindungsweiterschaltung (Handover) durchgeführt werden muß, als zusätzliche Station geeignet ist. Eine solche Station, nachfolgend als Kandidatenstation bezeichnet, wird zur aktiven Menge hinzugenommen, wenn Bedarf nach einem Handover festgestellt wird. Die periodische Wiederholung der Prüfung ist notwendig, um sicherzustellen, daß die Kandidatenstation noch geeignet ist, wenn dieser Bedarf tatsächlich eintritt. Dann kann sofort eine Kommunikation zwischen der Kandidatenstation und dem mobilen Endgerat aufgebaut werden, ohne daß dann wertvolle Zeit für die Ermittlung einer geeigneten Kandidatenstation verlorengeht .

Zur Ermittlung der Kandidatenstationen kann gemäß einer ersten Alternative die Ubertragungsqualitat eines von dem mobilen Endgerat stammenden Funksignals an den nicht der aktiven Menge angehörenden Sender-/Empfangerstationen erfaßt werden, und es werden diejenigen Stationen als Kandidatenstationen ausgewählt, die das beste Signal empfangen. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, wenn die erfaßten Ubertragungsquali- taten von den Stationen an eine Verwaltungsemheit des Funk- Kommunikationssystems übermittelt werden, die die Auswahl der Kandidatenstationen anhand der übermittelten Ubertragungsqua- litaten vornimmt.

Einer zweiten Alternative zufolge kann das mobile Endgerat die Ubertragungsqualitat von Funksignalen, die von nicht der aktiven Menge angehörenden Sender-/Empfangerstationen herrühren, erfassen, und eine oder mehrere Sender-

/Empfangerstationen, die die beste Ubertragungsqualitat aufweisen, werden als Kandidatenstationen ausgewählt. Die Auswahl kann vom mobilen Endgerat vorgenommen und zu einer Ver- waltungsemheit des Funk-Kommunikationssystems signalisiert werden, oder das mobile Endgerat übertragt die Erfassungser- gebnisse an die Verwaltungsemheit und letztere wählt die Kandidatenstationen aus.

Diese zweite Alternative ist meist mit geringerem Aufwand zu realisieren als die erste. Da eine Verwaltungseinheit m der Regel für eine große Zahl von Endgeraten zustandig ist, kann bei der ersten Alternative ein erheblicher Rechenaufwand m der Verwaltungsemheit notwendig werden, um die von den Stationen für jedes einzelne mobile Endgerat gelieferten Über- tragungsqualitaten den einzelnen Endgeraten zuzuordnen, zu vergleichen und geeignete Kandidaten auszuwählen. Wenn hingegen gemäß der zweiten Alternative die Ubertragungsqualitaten vom mobilen Endgerat erfaßt werden, entfallt die aufwendige Zuordnung, und die Verwaltungseinheit wird entlastet.

Bedarf nach einem Handover wird vorzugsweise immer dann festgestellt, wenn die Ubertragungsqualitaten zwischen dem mobilen Endgerat und den Sender-/Empfangerstationen der aktiven Menge einen Grenzwert unterschreiten. Dabei kann die betrachtete Ubertragungsqualitat die der Aufwarts-Ubertragung (Uplin - vom mobilen Endgerat zur Station) und/oder die der Abwarts-Ubertragung (Downlmk - von der Station zum mobilen Endgerat) sein.

Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikations- systems, insbesondere eines Mobilfunksystems, Fig. 2 die Ergebnisse einer Bewertung der Ubertragungsqualitat zwischen einem mobilen Endgerat und den einzelnen Stationen eines Funk-Kommu- nikationssystems;

Fig. 3a bis 3c eine Folge von Bewertungsergebnissen zu verschiedenen Zeitpunkten vor, wahrend und nach einem Handover-Vorgang; Fig. 4 und 5 jeweils Bewertungsergebnisse zu Beginn von Handover-Vorgangen .

Das m Fig. 1 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kom unikationssystems besteht aus einer Vielzahl von Mo- _bilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNC zum Zuteilen von funktechnischen Res- sourcen, vorgehend als Verwaltungsemheit bezeichnet, verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu Teilnehmerstationen, z.B. Mobilstationen MS oder an- derweitigen mobilen und stationären Endgeraten aufbauen.

Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle gebildet. Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon.

Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommu- nikationssysteme übertragbar, m denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann. Beispiele solcher Systeme sind das GSM- und der FDD-Modus des UMTS-Mobilfunksystems oder auf dem amerikanischen Standard IS-95 basierende Mobilfunksysteme mit einer CDMA-Teilnehmerseparierung. Die Erfindung betrifft insbesondere W-CDMA-Systeme, ist aber allgemein anwendbar auf jedes Funk-Kommumkationssystem, das die Möglichkeit bietet, eine Mehrzahl von Funkverbindungen zu einem einzigen Endgerat zu unterhalten, auf denen mehrere Stationen jeweils gleiche Nutzdaten an das Endgerat senden bzw. von Endgerat gesendete Nutzdaten von mehreren Stationen empfangen und verarbeitet werden.

Zur Erläuterung verschiedener Ausgestaltungen des erfmdungs- gemaßen Verfahrens wird ein Funk-Kommunikationssystem mit ei- ner Mehrzahl von Basisstationen BS1, BS2, ... und einer Ver- waltungse heit betrachtet. Ein mobiles Endgerat MS bewegt sich in dem von den Basisstationen abgedeckten geographischen Bereich, in unterschiedlichen Entfernungen von den einzelnen Basisstationen und mit unterschiedlichen Ubertragungsqualita- ten zwischen ihm und den Basisstationen.

Die Fig. 2 zeigt in Diagrammform die Ubertragungsqualitaten zwischen dem mobilen Endgerat MS und fünf Basisstationen BSl, BS2, BS3, BS4, BS5. Dabei ist als Maß der Ubertragungsqualitat an der vertikalen Achse des Diagramms die M destsende- leistung p aufgetragen, die das mobile Endgerat MS benotigt, um unter Einhaltung einer gegebenen Fehlerquote zu den jeweiligen Basisstationen BS1...BS5 zu senden. Als BS mit der höchsten Ubertragungsqualitat wird jeweils die BS mit der kleinsten Mmdestsendeleistung angesehen, also die im Dia- gramm am niedrigsten gelegene.

Im Diagramm der Fig. 2 besitzt die BSl die höchste Ubertragungsqualitat. Ihre Mmdestsendeleistung bildet die untere Grenze eines als Handover margin HO bezeichneten Toleranzintervalls, das einem Normalbetriebszustand des Funk-Kommu- nikationssystems eine Breite von z.B. 5 dB hat. Innerhalb dieses Intervalls liegen weitere Basisstationen BS2, BS3, BS4, BS5. Eventuell vorhandene Basisstationen mit höherer Mmdestsendeleistung sind nicht dargestellt.

Bei dem hier als Beispiel betrachteten Funk-Kommunikationssy- stem umfaßt im Normalbetriebszustand die aktive Menge maximal 2 Elemente, d. h. eine Gesprachsverbmdung des mobilen Endge- rats lauft gleichzeitig über maximal zwei Basisstationen, die gleiche Nutzdaten an das mobile Endgerat senden bzw. von ihm empfangen. In Fig. 2 umfaßt die aktive Menge die durch einen massiven schwarzen Punkt dargestellten Stationen BSl und BS2, die die niedrigste Sendeleistung benotigen.

In regelmäßigen Zeitabstanden überprüft das mobile Endgerat die Ubertragungsqualitat der Basisstationen, m deren Reich- weite es sich befindet, z. B. durch eine Messung der Empfangsfeldstarke von Synchronisationssignalen, die die Basis- stationen kontinuierlich ausstrahlen. Diese Überprüfung kann beschrankt bleiben auf Stationen, deren Empfangsfeldstarke am mobilen Endgerat einen gegebenen Prozentsatz der Empfangsfeldstarke der stärksten Station BSl nicht unterschreitet. Diese Stationen sind im allgemeinen mit denen im HO-Marg identisch. Im Fall der Fig. 2 ergibt eine solche Überprüfung, daß nach den Stationen BSl und BS2 der aktiven Menge die Sta- tionen BS3 und BS4 die nachstschwacheren Stationen sind. Das mobile Endgerat meldet diese zwei Stationen an die Verwaltungsemheit als Kandidatenstationen, die geeignet waren, die Stationen BSl und BS2 zu ersetzen, falls die Verbindung zu letzteren abreißen sollte. Die Kandidatenstationen sind je- weils als halbmassive Punkte dargestellt, wahrend die schwächste Station BS5 durch einen offenen Kreis im Diagramm dargestellt ist.

Wahrend sich das mobile Endgerat bewegt, können sich die Starkeverhaltnisse der einzelnen Stationen zueinander ver- schieben. Wenn z. B. das E pfangssignal von BS3 starker wird als das von BS2, so wird BS2 aus der aktiven Menge ausgeschlossen und durch BS3 ersetzt. Um bei stark wechselnden Empfangsbedingungen nicht zu häufig die Zusammensetzung der aktiven Menge andern zu müssen, wird eine Hysterese vorgese- hen: Erst wenn das Empfangssignal der starker werdenden Station um z. B. 1 dB starker ist als das der schwacher werdenden, werden sie gegeneinander ausgetauscht.

Auf diese Weise wird den meisten Anwendungssituationen sichergestellt, daß die aktive Menge standig Basisstationen mit hinreichend guter Ubertragungsqualitat enthalt, so daß das gelegentliche Ausscheiden einer Station aus der aktiven Menge und ihre Ersetzung durch eine andere die Kommunikation des mobilen Endgerats nicht beeinträchtigt. Wenn die Ubertragungsqualitat zwischen dem mobilen Endgerat und den Stationen der aktiven Menge allgemein schlecht ist, können leicht Situationen auftreten, wo innerhalb eines Zei- t tervalls zwischen zwei Überprüfungen der Ubertragungsqua- litat die Verbindung zu allen Stationen der aktiven Menge ab^¬ reißt. Diese Gefahr ließe sich zwar verringern, wenn man eine größere aktive Menge zuließe, d. h. eine vielfach redundante Übertragung von und zum mobilen Endgerat vorsähe. Es liegt jedoch auf der Hand, daß eine solche Losung die Gesamtkapazi- tat eines Funk-Kommunikationssystems erheblich beschranken und damit die Kosten für Betreiber und Benutzer m die Hohe treiben wurde .

Fig. 3a bis 3c zeigt eine solche Situation: Die Mmdestsende- leistungen aller Stationen BSl bis BS4 sind deutlich hoher als im Fall der Fig. 2. Die periodische Überprüfung der Ubertragungsqualitat, die bei den Stationen der aktiven Menge insbesondere durch eine Messung der Bitfehlerrate oder des Signal-Interferenz-Verhaltnisses erfolgen kann, liefert kritisch schlechte Werte, so daß eine geringfügige weitere Ver- schlechterung zu einer Unterbrechung der Kommunikation fuhren konnte. In dieser Situation sendet das mobile Endgerat ein spezielles Warnsignal aus, das von den Stationen der aktiven Menge BSl und BS2 aufgefangen und an die Verwaltungsemheit weitergeleitet wird. Das Funk-Kommumkationssystem geht nun m einen Temporarbetriebszustand über, m dem die Zahl der Stationen, die der aktiven Menge angehören dürfen, erhöht ist: Die Verwaltungsemheit fugt die Kandidatenstationen BS3 und BS4 zur aktiven Menge hinzu und übertragt eine diesbezügliche Meldung zurück an das mobile Endgerat. Das mobile End- gerat beginnt daraufhin damit, zusatzlich zu den von BSl und BS2 verwendeten Kanälen auch Empfangssignale auf denjenigen Kanälen zu verarbeiten, die die Verwaltungsemheit den Basis- stationen BS3 und BS4 zugewiesen hat, und aus den auf diesen vier Kanälen empfangenen Signalen die für es bestimmten Nutz- daten zu rekonstruieren. Fig. 3b zeigt diesen Temporarbe- O 01/47309

10 tπebszustand: alle vier Basisstationen BSl bis BS4 sind hier als massive Punkte dargestellt.

Fig. 3c zeigt eine Situation zu einem spateren Zeitpunkt, wo sich ausgehend von der Situation von Fig. 3b die Ubertra- gungsqualitat der Basisstationen BSl und BS2 gleichzeitig weiter verschlechtert hat, die von BS3 hingegen ist deutlich verbessert, so daß sie jetzt die stärkste Station ist und die Lage des HO-Margm definiert. Da BS3 seit dem m Fig. 3b gezeigten Zustand der aktiven Menge angehört, konnte das mobile Endgerat über sie standig kommunizieren, und die Verschlechterung der Ubertragungsqualitat von BSl und BS2 hat zu keiner Unterbrechung der Kommunikation gefuhrt. Bei einer zu dem m Fig. 3c dargestellten Zeitpunkt durchgeführten Überprüfung der Ubertragungsqualitat ergibt sich, daß BSl und BS2 aus dem HO-Margm herausgewandert sind. Das mobile Endgerat meldet dies der Verwaltungsemheit, die daraufhin BSl und BS2 aus der aktiven Menge ausschließt, d. h. für das mobile Endgerat bestimmte Nutzdaten nicht mehr an diese Stationen weiterleitet. Die aktive Menge besteht nun nur noch aus den Stationen BS3 und BS4, der Normalbetriebszustand ist somit wiederhergestellt, und ein Soft Handover ist vollzogen.

Wenn BSl und BS2 abweichend von der m Fig. 3c dargestellten Situation noch innerhalb des HO-Margm lagen, wurde die Ruckkehr zum Normalbetriebszustand vollzogen, indem nach einer vorgegebenen Dauer des Temporarbetriebszustandes von z. B. 10 Sekunden das mobile Endgerat bei einer Überprüfung der Ubertragungsqualitat die zwei schlechtesten Stationen an die Verwaltungsemheit meldet, woraufhin diese sie aus der aktiven Menge ausschließt.

Das Verfahren ist auch anwendbar bei Funk-Kommunikationssy- ste en, die unterschiedliche Sendeleistungen der Basisstationen m Abhängigkeit von der Empfangssituation am mobilen Endgerat vorsehen. Zur Steuerung der Sendeleistung senden die mobilen Endgerate eines solchen Systems Befehle in Form söge- nannter TPC- (Transmit Power Control) -Bits an die Basisstationen, um sie zu veranlassen, ihre Sendeleistung herauf- oder herabzusetzen. Wenn eine Basisstation einen Befehl zum Herabsetzen der Sendeleistung von einem mobilen Endgerat im Temporarbetriebszustand empfangt, so ist dies ein sicheres Anzeichen dafür, daß die Ubertragungsqualitat dieses Endge- rats wieder gut ist. Daher ist auch der Empfang eines solchen Befehls Anlaß zur Ruckkehr m den Normalbetriebszustand

Fig. 4 zeigt eine andere Situation mit kritisch schlechten Ubertragungsbedmgungen. Wiederum sei BSl die stärkste Basisstation. In ihrem HO-Margm HO liegt noch die Station BS2, die nachstschwacheren Stationen BS3 und BS4 liegen außerhalb. Bei seiner periodischen Überprüfung der Ubertragungsqualitat findet das mobile Endgerat daher im HO-Margm HO keine geeig- neten Kandidatenstationen und meldet folglich auch keine an die Verwaltungsemheit. Dies ist so lange unkritisch, wie die Ubertragungsqualitat der Basisstationen der aktiven Menge gut ist, ein abruptes Abreißen der Kommunikation mit ihnen also noch nicht zu befurchten ist. Wenn aber, wie in der hier be- trachteten Situation, auch die Ubertragungsqualitat der aktiven Menge schlecht ist, vergrößert das mobile Endgerat den HO-Margm auf z. B 10 dB, meldet dies an die Verwaltungsemheit und beginnt, m diesem vergrößerten HO-Margm HO ^x nach Kandidatenstationen zu suchen. In dem vergrößerten HO-Margm HO ^Λ findet es die Stationen BS3 und BS4 und meldet sie an die Verwaltungsemheit. Wenn die Verwaltungsemheit nun das Warnsignal des mobilen Endgerats erhalt, geht sie in den Temporarbetriebszustand über, indem sie BS3 und BS4 zur aktiven Menge hinzufügt. Die Ruckkehr zum Normalbetriebszustand er- folgt wie oben beschrieben.

Fig. 5 zeigt eine Situation, m der der HO-Margm der stärksten Station BSl keine weitere Station enthalt. Da im Normalbetriebszustand nur solche Stationen m die aktive Menge aufgenommen werden, die im HO-Margm HO liegen, ist m diesem Fall die aktive Menge kleiner als der hier als Beispiel ange- nommene Höchstwert von 2. Wenn die Ubertragungsqualitat der Station BSl unter einen Grenzwert fallt, erweitert das mobile Endgerat den HO-Margm, wie mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Im erweiterten HO-Margm HO ^λ findet es die Station BS2 und meldet sie als Kandidatenstation. Bei Empfang des Warnsignals geht die Verwaltungsemheit in den Temporarbetriebszustand über und fugt BS2 zur aktiven Menge hinzu. Die aktive Menge enthalt nun zwei Stationen, also nicht mehr als auch im Normalbetriebszustand zulassig. Wenn am Ende des Temporarbe- triebszustandes beide Stationen BSl und BS2 im ursprünglichen HO-Margm HO liegen, verbleibt die Station BS2 m der aktiven Menge; zur Ruckkehr den Normalbetriebszustandes ist dann lediglich erforderlich, daß das mobile Endgerat die Erweiterung des HO-Margm r ckgängig macht.

Diverse Abwandlungen des hier beschriebenen Verfahrens sind möglich. So kann z. B. die U schaltung vom schmalen zum verbreiterten HO-Margm von einer Genehmigung der Verwaltungsemheit abhangig gemacht werden.

Die maximal zulassige Zahl von Basisstationen der aktiven Menge kann großer sein als 2. Für die maximale Zahl von Kandidatenstationen, die an die Verwaltungsemheit gemeldet werden, kann ein fester Wert vorgegeben werden, der großer als 2 sein, aber auch 1 betragen kann. Statt dessen kann aber auch eine maximale Zahl von Stationen vorgegeben werden, die im Temporarbetriebszustand der aktiven Menge angehören dürfen. Wenn die aktive Menge im Normalbetriebszustand ihre maximal zulassige Große nicht erreicht, können dann entsprechend mehr Kandidatenstationen erfaßt und im Temporarbetriebszustand zur aktiven Menge hinzugefügt werden.

Anstelle einer Überprüfung der Empfangsqualltat durch Messungen am mobilen Endgerat oder ergänzend zu diesen Messungen können analoge Messungen auch an den Basisstationen der aktiven Menge vorgenommen werden, und der Temporarbetriebszustand herbeigeführt werden, wenn diese Messungen eine zu niedrige Signalleistung, eine zu hohe Bitfehlerrate oder zu niedriges Signal-Interferenz-Verhaltnis ergeben. Da jede Basisstation nur ihre eigene Ubertragungsqualitat messen kann, werden die Meßergebnisse an die Verwaltungsemheit übertragen, die in Kenntnis der von den Stationen der aktiven Menge und ggf. dem mobilen Endgerat gemeldeten Ubertragungsqualitaten eine Entscheidung über den Übergang m den Temporarbetriebszustand trifft.

Des weiteren können sich Basisstationen selbsttätig bei der Verwaltungsemheit als Kandidatenstationen für ein bestimmtes Endgerat bewerben, wenn sie dessen aktiver Menge zwar nicht angehören, sein Funksignal aber gut empfangen können. Dabei kann vorgesehen werden, daß eine Basisstation sich vor allem dann bewirbt, wenn ihre Übertragungskapazität schlecht ausge- nutzt wird. Wenn eine solche Station im Bedarfsfall zur aktiven Menge hinzugefugt wird, so belastet dies die Kapazität des Funk-Kommunikationssystems weniger als bei einer stark ausgelasteten Station.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung einer Verbindungsweiterschaltung m einem Funk-Kommumkationssystem, das eine Vielzahl von Sender-/Empfangerstationen (BSl, ..., BS5) aufweist, bei dem zu einem gegebenen Zeitpunkt eine erste Menge dieser Sender- Empfangerstationen eine aktive Menge von Stationen (BSl, BS2) bildet, die mit einem mobilen Endgerat (MS) kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Ermittlung eines Bedarfs der Verbindungsweiterschaltung die aktive Menge von Stationen (BSl, BS2) um wenigstens eine zusätzliche mit dem mobilen Endgerat (MS) kommunizierende Station (BS3, BS4) erweitert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Verzögerung die aktive Menge von Sender- /Empfangerstationen wiederhergestellt wird, indem wenigstens eine Sender-/Empfangerstatιon (BSl, BS2) der erweiterten ak- tiven Menge von Stationen (BSl, ..., BS4), die eine niedrigste Ubertragungsqualitat aufweist, aus der aktiven Menge von Stationen ausgeschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch geprüft wird, ob es unter Sender- /Empfangerstationen (BSl, ..., BS4), die der aktiven Menge von Stationen (BSl, BS2) nicht angehören, wenigstens eine sogenannte Kandidatenstation (BS3, BS4) gibt, die dem Fall, daß eine Verbindungsweiterschaltung initiiert wird, als zusatzliche Sender-/Empfangerstatιon zur Kommunikation mit dem mobilen Endgerat (MS) geeignet ist.

4 . Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die jeweilige Ubertragungsqualitat eines von dem mobilen Endgerat (MS) ausgesendeten Funksignals an den nicht der aktiven Menge angehörenden Sender-/Empfangerstationen (BS2, BS4) ermittelt und zumindest diejenige Station, die das beste Signal empfangt, als Kandidatenstation (BS3, BS4) ausgewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Ubertragungsqualitaten an eine Verwaltungsemheit (RNC) dem Funk-Kommunikationssystem übermittelt werden, die die Auswahl der Kandidatenstationen (BS3, BS4) vornimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet , daß das mobile Endgerat (MS) die Ubertragungsqualitat von Funksi- gnalen, die von nicht der aktiven Menge angehörenden Stationen (BS3, BS4) ausgesendet werden, ermittelt und zumindest diejenige Sender-/Empfangerstatιon, dessen Ubertragungsqualitat einen bestimmten Grenzwert überschreitet, als Kandidatenstation (BS3, BS4) ausgewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das mobile Endgerat (MS) die Auswahl der Kandidatenstationen (BS3, BS4) vornimmt und die getroffene Auswahl an eine Ver- waltungsemheit (RNC) in dem Funk-Kommumkationssystem übertragt.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung des Bedarfs nach einer Verbindungsweiterschaltung die Verwaltungsemheit (RNC) wenigstens eine ermittelte Kandidatenstation (BS3, BS4) veranlaßt, die Kommunikation mit dem mobilen Endgerat (MS) aufzubauen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Kandidatenstation (BS3, BS4) mit einer Pe- πodizitat von zumindest 1 Hz durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspr che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedarf nach einer Verbindungsweiterschaltung ermittelt wird, wenn die Ubertragungsqualitaten zwischen dem mobilen Endgerat und den Stationen (BSl, BS2) der aktiven Menge einen bestimmten Grenzwert unterschreiten.

11 . Verfahren nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Ubertragungsqualitaten jeweils m den Stationen (BSl, BS2) der aktiven Menge bewertet werden und zu der Verwal- tungsemheit (RNC) des Funk-Kommunikationssystems signalisiert werden, und daß die Verwaltungseinheit (RNC) den Bedarf der Verbindungsweiterschaltung ermittelt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsqualitat jeweils in dem mobilen Endgerat (MS) bewertet wird, und daß das mobile Endgerat (MS) den Bedarf der Verbindungsweiterschaltung zu der Verwaltungsemheit (RNC) des Funk-Kommunikationssystems signalisiert.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsqualitat anhand einer Starke des Empfangssignals, einer erforderlichen Sendleistung (P) des mobilen Endgerats (MS), einer Bitfehlerrate (Bit Error Rate, BER) und/oder einem Signal-Interferenz-Verhaltnis (Signal Interfe- rence Ratio, SIR) bewertet wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Kommunikation mit der erweiterten Menge Stationen zeitlich beschrankt ist.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Kommunikation mit der erweiterten Menge Statio- nen beendet wird, wenn zwischen dem mobilen Endgerat (MS) und einer der Stationen ein Befehl zur Herabsetzung der Sendeleistung ausgetauscht wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspr che, dadurch gekennzeichnet, daß m die aktive Menge Stationen diejenige Sender- /Empfangerstation (BSl), die die beste Ubertragungsqualitat aufweist, sowie Stationen (BS2) aufgenommen werden, deren Ubertragungsqualitat m einem Toleranzintervall (HO) unter- halb der besten Ubertragungsqualitat liegt, und daß eine Station aus der aktiven Menge ausgeschlossen wird, wenn ihre Ubertragungsqualitat das Toleranzintervall (HO) verlaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nur Sender-/Empfangerstationen, die dem Toleranzintervall (HO) liegen, als Kandidatenstationen ausgewählt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß wahrend der Zeitraumes der erweiterten Menge Sender- /Empfangerstationen das Toleranzintervall erweitert wird (HO^Λ)/ wenn es anderenfalls keine Kandidatenstation enthalt.