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Die vorliegende Erfindung betrifft
Verfahren zum Ermöglichen,
dass eine Mobilstation in einem drahtlosen Kommunikationssystem
automatisch die Wiederherstellung einer Verbindung einleitet, wenn die
Mobilstation Kommunikation mit einer oder mehreren Basisstationen
einer aktiven Menge verliert.
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Mobile Kommunikationsstationen verlieren gelegentlich
den Kontakt mit einer Basisstation, die Kommunikationsdienste für die Mobilstation
bereitstellt. Wenn eine Mobilstation keine Kommunikationen mehr
von einer Basisstation empfängt,
hört das Mobilgerät zu übertragen
auf und wartet eine vorbestimmte Zeit lang auf die Wiederaufnahme
der Kommunikation. Wenn die Kommunikationen nicht wieder aufgenommen
werden, gilt die Verbindung als verloren. Um die Verbindung wieder
herzustellen, muss einer der an den vorherigen Kommunikationen beteiligten
Teilnehmer den anderen Teilnehmer zurückrufen. Das bewirkt Unzufriedenheit
beim Kunden.
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In der US-A-5812540 wird ein System
zum Mildern eines Verwaisungszustandes in einem Spreizspektrum-Kommunikationssystem
beschrieben, der eintreten kann, wenn eine Mobilstation keine Weiterschaltung
zu einer in Frage kommenden Basisstation durchführt, selbst wenn das Aufwärtssignal von
der Mobilstation zur in Frage kommenden Station stark genug ist,
eine Kommunikation zu unterstützen. Das
kann eintreten, wenn das durch die Mobilstation von der in Frage
kommenden Basisstation empfangene Abwärtssignal aufgrund von Umwelteigenschaften
nicht den voreingestellten Schwellwerten für die Durchführung von
Weiterschaltung der Mobilstation entspricht. Das System wertet die
Umweltbedingungen aus, um zu bestimmen, wann die Wahrscheinlichkeit
eines Verwaisungszustandes hoch ist, und stellt dementsprechend
die voreingestellten Schwellwerte in der Mobilstation ein. So erhöht das System
die Wahrscheinlichkeit,. dass die Mobilstation Weiterschaltung zu
einer annehmbaren in Frage kommenden Station durchführt und
verringert dadurch die Möglichkeit
eines Verwaisungszustandes.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 4 bereitgestellt.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 6 bereitgestellt.
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Die vorliegende Erfindung bietet
ein Verfahren zum automatischen Einleiten der Wiederherstellung
einer Verbindung durch eine Mobilstation, wenn die Mobilstation
Kommunikation mit einer Basisstation oder einer Gruppe von Basisstationen
verliert. Während
sie mit einer oder mehreren Basisstationen kommuniziert, überwacht
die Mobilstation Signale von anderen Basisstationen. Diese Signale
werden gemessen, um die Stärke
von von den Basisstationen im Empfangsbereich der Mobilstation empfangenen
Signalen zu bestimmen. Wenn die Mobilstation einen Verkehrskanal
verliert, der zum Kommunizieren von Sprache oder Daten mit einer
oder mehreren Basisstationen benutzt wird, versucht die Mobilstation
mit einer anderen Basisstation Kontakt aufzunehmen. Die Basisstation,
die das Mobilgerät
für die Kontaktaufnahme
auswählt,
ist die Basisstation, die das stärkste
Signal aufweist, das vorher von der Mobilstation überwacht
worden ist. Wenn die Mobilstation die neue Basisstation kontaktiert,
fordert sie eine Weiterschaltung von den Basisstationen, zu denen der
Kontakt verloren gegangen ist, zu einer anderen Menge von Basisstationen
an, die Kommunikationsdienste für
die Mobilstation bereitstellen können.
Als Reaktion auf die Anforderung der Mobilstation und auf Grundlage
von Signalstärkemessungen
anderer Basisstationen, die in der Weiterschaltungsanforderung der
Mobilstation ent halten waren, werden der Mobilstation neue Verkehrskanäle mit einer
oder mehreren Basisstationen zugewiesen. Das Mobilgerät wird von
dieser Zuweisung durch die Basisstation in Kenntnis gesetzt, mit
der das Mobilgerät
kommunizierte, um die Weiterschaltung anzufordern. Die Mobilstation
kommuniziert dann mit den neu zugewiesenen Basisstationen unter
Verwendung der neu zugewiesenen Verkehrskanäle zur Wiederaufnahme der Verbindung.
Infolgedessen wird der Verlust einer Verbindung vermieden, trotz
der Tatsache, dass die Mobilstation den Kontakt zu den Basisstationen
verloren hatte, die anfangs Kommunikationsdienste bereitstellten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Mobilkommunikationssystem;
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2 zeigt
den Verbindungsablauf für
eine vom Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung mit an der bedienenden Hauptbasisstation
durchgeführter Weiterschaltungsauswertung
und
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3 zeigt
den Verbindungsablauf für
eine vom Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung mit an der für die vom Mobilgerät eingeleitete
Weiterschaltung in Frage kommende ausgewählte Basisstation durchgeführter Weiterschaltungsauswertung.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
ein Mobilkommunikationssystem. Die Mobilstation 10 kommuniziert
mit den Basisstationen 12, 14 und 16.
Die Basisstationen 12, 14 und 16 sind
als in einer aktiven Menge befindlich eingestuft, da sie alle aktiv
Kommunikationsdienste für die
Mobilstation 10 durch Übermitteln
von Sprache oder Daten über
Verkehrskanäle
bereitstellen. Im vorliegenden Beispiel wird die Basisstation 14 als
aktive Hauptbasisstation erachtet, da sie zur Steuerung von Weiterschaltungen
und davon, welche Basisstationen Mitglieder der aktiven Menge sind,
benutzt wird. Die Basisstationen 12, 14 und 16 kommunizieren
mit der Mobilvermittlungsstelle 18, die Kommunikationen
zwischen den Basisstationen und zwischen den Basisstationen und
anderen Kommunikationsnetzen wie beispielsweise dem öffentlichen
Wählnetz 20 oder
dem Internet-Kommunikationsnetz 22 bereitstellt. Man sollte
beachten, dass die MSC 18 mit anderen MSC kommunizieren
und dadurch Kommunikationsstrecken zwischen Basisstationen im gesamten
Kommunikationsnetz bereitstellen kann. Zusätzlich können Basisstationen direkt
miteinander unter Verwendung von Kommunikationsstrecken wie beispielsweise
der Kommunikationsstrecke 24 kommunizieren. Während sie
mit den Basisstationen in der aktiven Menge kommuniziert, überwacht
die Mobilstation 10 Signale wie beispielsweise Pilotsignale von
anderen Basisstationen wie Basisstationen 30, 32, 34, 36 und 38.
Die Basisstationen 30, 32 und 34 werden
als Basisstationen einer in Frage kommenden Menge erachtet, da die
durch die Mobilstation 10 von jeder dieser Basisstationen überwachten
Signale anzeigen, dass die von jeder der Basisstationen durch die
Mobilstation empfangene Signalstärke dazu
ausreicht, Kommunikationen zwischen der Mobilstation und der in
Frage kommenden Basisstation aufrechtzuerhalten. Zusätzlich überwacht
die Mobilstation 10 auch die Signalstärke von von Basisstationen 36 und 38 empfangenen
Signalen; jedoch reicht die von diesen Basisstationen empfangene
Signalstärke
nicht dazu aus, dass sie als Kandidaten für Kommunikationen angesehen
werden können,
und diese Basisstationen werden daher als Nachbarmenge von Basisstationen
eingestuft.
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Die Mobilstation 10 meldet
den Basisstationen 12, 14 und 16 die
von ihr gemessenen Pilotsignalstärken.
Da die Basisstation 14 die Haupt-Basisstation der aktiven
Menge ist, benutzt sie die Pilotsignalstärkeninformationen für die Entscheidung,
welche Basis-stationen in der aktiven Menge bleiben sollen und welche
Basis- Stationen
aus der in Frage kommenden Menge in die aktive Menge oder aus der aktiven
Menge in die in Frage kommende Menge zu verlegen sind. Auf diese
Weise werden durch die aktive Haupt-Basisstation 14 Weiterschaltungen
von der Mobilstation 10 gesteuert. Die Weiterschaltung tritt
ein, wenn eine in Frage kommende Station in die aktive Menge eingeführt wird
und dadurch über
einen neuen Verkehrskanal mit der Basis-Mobilstation 10 kommuniziert.
Basisstationen werden auf Grundlage von von der Haupt-Basisstation
durch die Mobilstation 10 bereitgestellten laufenden Pilotsignalstärkemessungen
in die und aus der aktiven Menge verlegt, um Kommunikationen mit
der Mobilstation 10 aufrechtzuerhalten.
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Wenn sich die Mobilstation 10 hinter
ein Hindernis wie beispielsweise einen Hügel oder ein Gebäude bewegt,
werden Kommunikationen mit allen Basisstationen in der aktiven Menge
unter Umständen
unterbrochen. Wenn Kommunikationen unterbrochen werden, wartet die
Mobilstation 10 eine vorbestimmte Zeitdauer oder zählt eine
vorbestimmte Anzahl aufeinander folgender verpasster Verkehrskanalrahmen
und hört
dann mit der Übertragung
auf dem Verkehrskanal auf. Nachdem sie eine vorbestimmte Zeitdauer
gewartet hat, versucht die Mobilstation 10, mit der in
Frage kommenden Basisstation mit dem durch die Mobilgeräte gemessenen
stärksten
Pilotsignal zu kommunizieren. Die Mobilstation 10 kommuniziert
mit der ausgewählten
in Frage kommenden Basisstation über
einen Zugangskanal, indem sie eine vom Mobilgerät eingeleitete Weiterschaltungs-(MIHO – Mobile
initiated Handoff)Nachricht sendet. Mit der MIHO-Nachricht wird
eine Weiterschaltung von einer oder mehreren Basisstationen der
aktiven Menge zu einer oder mehreren Basisstationen der in Frage
kommenden Menge angefordert. Zusätzlich
zur Bereitstellung einer Weiterschaltungsanforderung für die ausgewählte in
Frage kommende Basisstation stellt die Mobilstation 10 auch
aktualisierte Pilotsignalstärkenmessungen
anderer Basisstationen bereit. Auf Grundlage dieser Informationen bestimmt
entweder die ausgewählte
in Frage kommende Basisstation oder die aktive Haupt-Basisstation (die
in Kommunikation mit der ausgewählten
in Frage kommenden Basisstation steht), welche Basisstationen der
neuen aktiven Menge der Mobilstation 10 zugewiesen werden.
Die Kommunikationen zwischen den Basisstationen werden unter Verwendung von
Strecken wie beispielsweise den Strecken 24 ausgeführt, die
direkt zwischen Basisstationen kommunizieren, und/oder Strecken
zwischen Basisstationen, über
Mobilvermittlungsstelle(n). Die Basisstationen werden unter Verwendung
bestehender Verfahren zur Ausführung
von Weiterschaltung in Mobilkommunikationssystemen zugewiesen. Diese
Verfahren sind in Kommunikationssystemstandards für Systeme
wie beispielsweise CDMA-, TDMA-, PCS- oder GSM-Systeme angegeben. Beispielsweise werden
Basisstationen für
die Zufügung
zur aktiven Menge auf Grundlage der an der Mobilstation empfangenen
Pilotsignalstärke
von der Basisstation und auf Grundlage der Verkehrsbelastung an
der bestimmten Basisstation ausgewählt. Sobald die Basisstationen für die Verwendung
in der aktiven Menge ausgewählt sind,
weist jede der neuen Basisstationen in der aktiven Menge einen oder
mehrere Verkehrskanäle
zur Bedienung der Mobilstation 10 zu. Die ausgewählte in
Frage kommende Basisstation sendet dann eine Nachricht zur Mobilstation 10 mit
den notwendigen Informationen zur Verwendung der neu zugewiesenen
Verkehrskanäle.
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2 zeigt
einen Verbindungsablauf für
vom Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung (MIHO – Mobile Initiated Handoff)
mit an der bedienenden Haupt-Basisstation durchgeführter Weiterschaltungsauswertung.
Im Schritt 50 empfängt
die Mobilstation 10 12 schlechte Kommunikationsrahmen oder eine
Anzeige, dass Kommunikation zu den aktiven Basisstationen verloren
gegangen ist. Im Schritt 52 hört die Mobilstation mit der Übertragung
auf ihrem Verkehrskanal auf und setzt dann im Schritt 54 einen Zeitgeber
auf eine Zeit wie beispielsweise 5 Sekunden. Während der Zeitgeber des Schritts 54 zählt, misst
die Mobilstation im Schritt 56 weiterhin Signale wie beispielsweise
Pilotsignale von anderen Basisstationen, die sich in der aktiven
Menge, der in Frage kommenden Menge oder der Nachbarmenge befinden
können.
Im Schritt 58 erkennt die Mobilstation eine für eine vom
Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung fähige
Basisstation. Dies lässt
sich durch einfache Überwachung
eines der durch die Basisstationen bereitgestellten Rundsendekanäle wie beispielsweise
des Synchronisationskanals der Basisstation bestimmen. Wenn der
Zeitgeber des Schritts 54 abgelaufen ist und wenn im Schritt 58 eine
für eine vom
Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung fähige Basisstation
erkannt worden ist, wird der Schritt 60 ausgeführt, wo
eine MIHO-Nachricht zu der ausgewählten, für eine vom Mobilgerät eingeleitete
Weiterschaltung fähige
Basisstation mit den stärksten
von der Mobilstation 10 gemessenen Signalen (ausgewählte in
Frage kommende MIHO-Basisstation) gesendet wird. Diese Anforderung
kann über
einen drahtlosen Kommunikationskanal wie beispielsweise einen Zugangskanal
der ausgewählten
in Frage kommenden MIHO-Basisstation
gesendet werden. Im Schritt 62 empfängt die ausgewählte in
Frage kommende MIHO-Basisstation die Nachricht mit der Anforderung
einer vom Mobilgerät
eingeleiteten Weiterschaltung. Im Schritt 64 sendet die
ausgewählte
in Frage kommende MIHO-Basisstation eine Nachricht an alle bedienenden
Basisstationen (Basisstationen der aktiven Menge). Die Weiterschaltungsanforderung
wird im Schritt 66 an der bedienenden Haupt-Basisstation empfangen,
wo die bedienende Haupt-Basisstation wie beispielsweise die Basisstation 14 eine
Weiterschaltungsauswertung durchführt. Die früher erwähnte Weiterschaltungsauswertung beruht
auf Pilotsignalstärken
von unterschiedlichen Basisstationen, die von der Mobilstation 10 gemessen
werden, und auf Verkehrsbelastungen an den Basisstationen. Im Schritt 68 führt die
bedienende Haupt-Basisstation eine Weiterschaltungsfolge durch,
so wie sie im Standard für
das bestimmte Kommunikationssystem angegeben ist. (Das kann die
Angabe einer neuen bedienenden Haupt-Basisstation umfassen). Beispielsweise
gibt in einem CDMA-System der Standard IS2000 die Weiterschaltungsfolge
an. Im Schritt 70 sendet die bedienende Haupt-Basisstation
Weiterschaltungsanweisungen zu den Basisstationen, die Verkehrskanäle für die Mobilstation 10 und
für die
ausgewählte
in Frage kommende MIHO-Basisstation bereitstellen werden. Im Schritt 72 empfängt die
ausgewählte
in Frage kommende MIHO-Basisstation die Weiterschaltungsinformationen
von der bedienenden Haupt-Basisstation. Im Schritt 74 sendet
die ausgewählte
in Frage kommende MIHO-Basisstation die Weiterschaltungsrichtungsnachricht über einen
Kanal, wie beispielsweise einen Funkrufkanal, zur Mobilstation.
Die Weiterschaltungsrichtungsnachricht enthält Nachrichteninformationen,
die von der Mobilstation zum Kommunizieren mit der neuen aktiven
Menge von Basisstationen und zum Kommunizieren über die neuen Verkehrskanäle benutzt
werden. Diese Informationen können
beispielsweise im CDMA-System die Taktoffsets und Walsh-Codes enthalten,
die zum Kommunizieren über
die neuen Verkehrskanäle
benötigt
werden. Im Schritt 76 empfängt die Mobilstation die Weiterschaltungsrichtungsnachricht.
Im Schritt 78 aktualisiert die Mobilstation ihre aktive Menge nach
den Angaben in der Weiterschaltungsrichtungsnachricht und erfasst
die neuen Verkehrskanäle.
Parallel dazu wird der Schritt 80 ausgeführt, wo
die Basisstationen in der aktiven Menge mit der Übertragung auf dem Verkehrskanal
beginnen, um zu versuchen, mit der Mobilstation zu kommunizieren.
Wenn die in Frage kommende Basisstation in der neuen aktiven Menge enthalten
war, beginnt sie ebenfalls mit der Übertragung zur Mobilstation
auf einem oder mehreren Verkehrskanälen. Im Schritt 82 und
nach Erfassung der neuen Verkehrskanäle im Schritt 78 überträgt die Mobilstation 10 eine
Weiterschaltungsvollendungsnachricht über einen oder mehrere Rückverkehrskanäle zu einer
oder mehreren Basis stationen in der aktiven Menge. Im Schritt 84 empfangen
die Basisstationen in der aktiven Menge die Weiterschaltungsvollendungsnachricht.
Zu diesem Zeitpunkt laufen normale Sprach- oder Datenkommunikationen über die
Verkehrskanäle
zwischen den aktiven Basisstationen und den Mobilstationen weiter,
sodass die Verbindung nicht fallen gelassen wird.
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3 zeigt
einen Verbindungsablauf für
eine vom Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung mit an der ausgewählten in Frage kommenden MIHO-Basisstation
durchgeführter
Weiterschaltungsauswertung. Im Schritt 90 empfängt die
Mobilstation 10 12 schlechte Kommunikationsrahmen oder
eine Anzeige, dass Kommunikation mit den aktiven Basisstationen
verloren gegangen ist. Im Schritt 92 hört die Mobilstation mit der Übertragung
auf ihrem Verkehrskanal auf und setzt dann im Schritt 94 einen
Zeitgeber auf eine Zeit wie beispielsweise 5 Sekunden. Während der
Zeitgeber des Schritts 94 zählt, misst die Mobilstation
im Schritt 96 weiterhin Signale wie beispielsweise Pilotsignale
von anderen Basisstationen, die sich in der aktiven Menge, der in
Frage kommenden Menge oder der Nachbarmenge befinden können. Im
Schritt 98 erkennt die Mobilstation eine für eine vom
Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung fähige
Basisstation. Dies lässt
sich durch einfaches Überwachen
eines der durch die Basisstationen bereitgestellten Rundsendekanäle wie beispielsweise den
Synchronkanal der Basisstation bestimmen. Wenn der Zeitgeber des
Schritts 94 abgelaufen ist und wenn eine für eine vom
Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung fähige
Basisstation im Schritt 98 erkannt worden ist, wird der
Schritt 100 ausgeführt,
wo eine vom Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltungsnachricht zu der ausgewählten, für eine vom
Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung fähigen
Basisstation mit den von der Mobilstation 10 gemessenen
stärksten
Signalen gesendet wird (der ausgewählten in Frage kommenden MIHO-Basisstation).
Diese Anforderung kann über
einen drahtlosen Kommunikationskanal wie beispielsweise einen Zugangskanal
der ausgewählten
in Frage kommenden MIHO-Basisstation gesendet werden. Im Schritt 102 empfängt die
ausgewählte
in Frage kommende MIHO-Basisstation die Anforderungsnachricht für die vom
Mobilgerät
eingeleitete Weiterschaltung. Im Schritt 120 führt die
ausgewählte
in Frage kommende MIHO-Basisstation die Weiterschaltungsauswertung
unter Verwendung der von der Mobilstation 10 gemeldeten
unterschiedlichen Basisstationssignalstärken durch. Im Schritt 122 wird
die Weiterschaltungsanforderungsnachricht zu den Basisstationen
in der aktiven Menge sowie Basisstationen, die in der aktiven Menge
ersetzt werden, übertragen.
Im Schritt 124 empfängt
die Haupt-Basisstation,
die in der aktiven Menge war, die Weiterschaltungsanforderung und
führt im
Schritt 125 die notwendigen Weiterschaltungsfolgen entsprechend
den Anweisungen der Weiterschaltungsanforderung des Schritts 122 durch.
Diese Folge ist in einem Kommunikationssystemstandard wie beispielsweise
im Standard IS2000 angegeben. Zu diesen Folgen gehört das Informieren
von Basisstationen, die in der aktiven Menge sein werden, Verkehrskanäle von der
Mobilstation zuzuordnen, und das Informieren von Basisstationen,
die aus der eigentlichen Menge entfernt werden, Verkehrskanäle, die der
Mobilstation zugeordnet waren, zu deaktivieren. Dazu kann auch das
Angeben einer neuen bedienenden Haupt-Basisstation gehören. Im Schritt 126 reagieren
sowohl die Haupt-Basisstation als auch die anderen Basisstationen,
die einen Dienst der Bereitstellung von Verkehrskanälen für die Mobilstation 10 bereitstellen
werden, auf die Weiterschaltungsanforderung, indem sie eine Nachricht
zu der ausgewählten
in Frage kommenden MIHO-Basisstation senden, die die Nachrichten
im Schritt 128 empfängt.
Im Schritt 130 sendet die ausgewählte in Frage kommende MIHO-Basisstation
eine Weiterschaltungsrichtungsnachricht über einen Kanal wie beispielsweise
einen Funkrufkanal zu der Mobilstation, die der Mobilstation anzeigt,
welche Basisstationen sich in der aktiven Menge befinden und Informationen
wie beispielsweise Basisstationsoffsets und Walsh-Codes für jeden
der Verkehrskanäle
enthält.
Im Schritt 132 empfängt
die Mobilstation die Weiterschaltungsrichtungsnachricht mit den
notwendigen Informationen zur Erfassung der neuen Verkehrskanäle. Die Schritte 134 und 136 werden
parallel ausgeführt,
wobei im Schritt 136 die neue aktive Menge von Basisstationen
mit der Übertragung
zur Mobilstation auf Verkehrskanälen
beginnen, die in der Weiterschaltungsrichtungsnachricht angegeben
wurden. Im Schritt 134 versucht die Mobilstation, über die
neuen Verkehrskanäle
unter Verwendung von in der Weiterschaltungsrichtungsnachricht bereitgestellten
Informationen zu kommunizieren. Im Schritt 138 sendet die
Mobilstation eine Weiterschaltungsvollendungsnachricht über einen
oder mehrere Verkehrskanäle zu
den Basisstationen in der aktiven Menge. Im Schritt 140 haben
die Basisstationen in der aktiven Menge die Weiterschaltungsvollendungsnachricht empfangen,
und dann werden normale Kommunikationen wie beispielsweise Sprach- oder Datenkommunikationen
zwischen den Basisstationen der aktiven Menge und der Mobilstation
bereitgestellt.
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Das vorliegende Verfahren ist auf
andere Kommunikationssysteme anwendbar, die eine Weiterschaltungsfähigkeit
besitzen wie beispielsweise TDMA-, PCS- und GSM-Systeme.