DE69900158T2

DE69900158T2 - Verfahren und Vorrichtung zum feststellen ob eine drahtlose Station betrieben wird in einem vorgeschriebenen geographischen Bereich

Info

Publication number: DE69900158T2
Application number: DE69900158T
Authority: DE
Inventors: Brian David Bolliger; Jeffrey Ross Light; Mark Kevin Stockert; Charles Varvaro
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: BR9902390A; EP0982962A1; CA2269178C; KR100311674B1; AU3679099A; AU752350B2; CA2269178A1; KR20000006539A; US5969679A; EP0982962B1; JP2000050342A; DE69900158D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Bestimmung, ob eine Mobilstation in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird, und Mobilstationen.
Drahtlose Fernsprecher sind in der Technik wohlbekannt. Solche Fernsprecher sind im allgemeinen Mobilstationen, so daß ein Benutzer den Fernsprecher zur Kommunikation an einem beliebigen Ort in einem bestimmten geographischen Versorgungsgebiet verwenden kann. Die kontinuierliche Kommunikation wird auch dann bereitgestellt, wenn sich der Fernsprecher in dem Versorgungsgebiet umherbewegt. Eine solche kontinuierliche Versorgung wird in drahtlosen zellularen Netzen bereitgestellt, indem in dem gesamten geographischen Versorgungsgebiet Funkbasisstationen (RBS) bereitgestellt werden. Jede Basisstation versorgt ein geographisches Gebiet, das als eine Zelle bezeichnet wird. Wenn sich eine Mobilstation von einer Zelle zu einer anderen bewegt, wird die kontinuierliche Versorgung bereitgestellt, indem die Mobilstation von einer Zelle zur anderen "weitergereicht" wird. Um eine große Anzahl von Benutzern zu versorgen, müssen komplizierte Frequenzteilungspläne verwendet werden. Die Architektur und der Betrieb solcher zellularen drahtlosen Systeme sind in der Technik wohlbekannt und werden hier nicht ausführlich beschrieben.
In letzter Zeit ist das Konzept des festen drahtlosen Zugangs im Bereich der drahtlosen Kommunikation interessant geworden. Bei einem System mit festem drahtlosem Zugang werden drahtlose Stationen (z. B. drahtlose Fernsprecher) von einem drahtlosen Netz versorgt. Von den drahtlosen Stationen wird jedoch erwartet, daß sie an einem vorgeschriebenen geographischen Standort (z. B. im Haus eines Teilnehmers) bleiben. Bei einem festen drahtlosen System können mehr Teilnehmer mit weniger Systembetriebsmitteln versorgt werden, da keine Systembetriebsmittel für Beweglichkeit-Verfolgungs- und Weiterreichungsprozeduren gebraucht werden. Da der Standort fester drahtloser Stationen bekannt ist, kann außerdem das verfügbare Frequenzspektrum effezienter verwendet werden, da man besser mit den Störungen zwischen Benutzern zurechtkommen kann.
Somit können feste drahtlose Teilnehmer im Vergleich zu dem gleichwertigen mobilen drahtlosen Teilnehmer zu geringeren Kosten versorgt werden. Ein Problem entsteht insofern, als ein gegebener drahtloser Fernsprecher in der Lage sein kann, sich sowohl in seiner mobilen drahtlosen Eigenschaft als auch seiner festen drahtlosen Eigenschaft von einem Dienstanbieter versorgen zu lassen. Vom Standpunkt des Dienstanbieters aus gesehen, ist dies ein Problem, da der Dienstanbieter den festen drahtlosen Dienst von dem mobilen drahtlosen Dienst unterscheiden möchte. Diese Unterscheidung kann auf der Grundlage von Kosten oder der Arten der bereitgestellten Dienste erfolgen. Somit sollte ein fester drahtloser Teilnehmer auf die Verwendung des drahtlosen Systems an dem festen Standort des Teilnehmers beschränkt werden. Als Alternative sollten die festen drahtlosen Teilnehmer höhere Gebühren bezahlen, wenn sie den drahtlosen Fernsprecher als einen mobilen Fernsprecher außerhalb des festen Standorts des Teilnehmers benutzen.
Damit ein Dienstanbieter diese Situationen abwickeln kann, muß der Standort der drahtlosen Station bekannt sein. Es gibt mehrere bestehende Verfahren zur Bestimmung des Standorts einer Mobilstation. Zum Beispiel kann bei mehreren bekannten Verfahren der Standort einer Mobilstation bestimmt werden, indem zunächst der Abstand der Mobilstationen von mindestens drei Basisstationen berechnet wird und dann eine Triangulation verwendet wird, um den geographischen Standort der Mobilstation zu berechnen. Zum Beispiel ist aus dem U.S.-Patent Nr. 5,646,632 ein Verfahren zur Verwendung in einem System mit Vielfachzugriff im Codemultiplexverfahren (CDMA) bekannt, bei dem eine Mobilstation ihren eigenen Standort identifizieren kann, indem sie Zeitverzögerungen von Pilotsignalen verwendet, die aus nahegelegenen Basisstationen empfangen werden.
WO 9703531A betrifft ein System, das die Bewegung einer Teilnehmerstation auf ein festes Gebiet beschränkt, indem Systemparameter überwacht werden, die der festen Teilnehmerstation in dem System zugeordnet sind. Zu den überwachten Parametern gehört die Standortgebietsidentität des Standortgebiets, in dem sich der feste Teilnehmer befindet, der Zeitsteuerungs-Vorsprungwert für die Aufwärtsstrecke des festen Teilnehmers und eine Weiterreichungs-Kandidatenzellenliste, die für den festen Teilnehmer erzeugt wird. Wenn sich die überwachten Parameter von gespeicherten Werten unterscheiden, dann kann der Systemzugriff beendet werden, da bestimmt wird, daß sich die Teilnehmerstation nicht in dem festen Gebiet befindet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 7 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mobilstation nach Anspruch 13 bereitgestellt.
Die Verfasser haben festgestellt, daß es zwar wichtig ist, zu bestimmen, ob die drahtlose Station in einem vorgeschriebenen geographischen Standort betrieben wird, es jedoch nicht notwendig ist, den tatsächlichen geographischen Standort des drahtlosen Endgeräts zu bestimmen. Eine Bestimmung, ob die drahtlose Station in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird, erfolgt unter Bezugnahme auf Ausbreitungsverzögerungen von Pilotsignalen, die von Basisstationen gesendet werden. Der tatsächliche geographische Standort der drahtlosen Station wird nicht bestimmt, wodurch im Vergleich zu bisherigen Verfahren Verarbeitungsbetriebsmittel gespart werden.
Eine drahtlose Station empfängt Pilotsignale von nahegelegenen Basisstationen während eines Prüfprozesses und berechnet Zeitverzögerungen zwischen der erwarteten Empfangszeit und der tatsächlichen Empfangszeit der Pilotsignale. Diese Zeitverzögerungen werden unter Bezugnahme auf das Pilotsignal aus einer gewählten der Basisstationen bestimmt, die als die Bezugsbasisstation bezeichnet wird. Die Zeitverzögerungen werden mit im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen verglichen, die in einem Speicher der drahtlosen Station gespeichert sind. Wenn die berechneten Zeitverzögerungen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der gespeicherten Zeitverzögerung liegen, wird bestimmt, daß die drahtlose Station in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird. Die in dem Speicher der drahtlosen Station gespeicherten Zeitverzögerungen werden während eines Initialisierungsprozesses berechnet, bei dem die drahtlose Station in dem vorgeschriebenen geographischen Standort betrieben wird.
Der Vergleich zwischen den Zeitverzögerungen, die während des Prüfprozesses berechnet werden, und den Zeitverzögerungen, die während des Initialisierungsprozesses gespeichert werden, kann durch Vergleichen der Differenzen zwischen den Zeitverzögerungen von Pilotsignalen von Basisstationspaaren erfolgen.
Es kann eine Bestimmung erfolgen, in welchem von mehreren vorgeschriebenen geographischen Standorten die drahtlose Station betrieben wird, in dem die Zeitverzögerungen, die während des Prüfprozesses berechnet werden, und mehrere Mengen von Zeitverzögerungen, wobei jede Menge einem der mehreren vorgeschriebenen geographischen Standorte zugeordnet ist, verglichen werden.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden Durchschnittsfachleuten durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt relevante Teile eines drahtlosen Kommunikationssystems;
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Komponenten einer drahtlosen Station, die die vorliegende Erfindung realisiert;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm der Schritte, die während des Initialisierungsprozesses von der drahtlosen Station durchgeführt werden;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm der Schritte, die von der drahtlosen Station während des Prüfprozesses durchgeführt werden.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt relevante Teile eines drahtlosen Kommunikationssystems 100, um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu illustrieren. Fig. 1 zeigt eine drahtlose Station 102 (z. B. einen drahtlosen Fernsprecher), die sich in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 befindet. Das geographische Gebiet 104 ist das Gebiet, in dem die drahtlose Station 102 betrieben werden kann und festen drahtlosen Zugangsdienst erhalten kann. Zum Beispiel kann das geographische Gebiet 104 die geographische Grenze des Hauses eines Teilnehmers darstellen. Wie oben beim Stand der Technik beschrieben, ist es wünschenswert, zu wissen, wann die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 betrieben wird.
Fig. 1 zeigt außerdem Basisstationen 110, 120, 130, 140, die jeweils über eine drahtlose Kommunikationsstrecke 112, 122, 132 bzw. 142 mit der drahtlosen Station 102 kommunizieren. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kommuniziert die drahtlose Station 102 mit den Basisstationen 110, 120, 130, 140 unter Verwendung des drahtlosen Kommunikationsprotokolls für Vielfachzugriff im Codemultiplexerfahren (CDMA). CDMA ist ein Übertragungsprotokoll, bei dem das Sprachsignal mit einem zufallsartigen Code gemischt wird, und das resultierende Signal mit einem Spreizspektrumverfahren über ein breites Band von Frequenzen gesendet wird. Das CDMA-Übertragungsprotokoll ist in der Technik wohlbekannt und wird hier nicht ausführlich beschrieben.
Jede Basisstation in einem CDMA-System sendet ein Abwärtsstrecken-Pilotsignal, das eine Pseudozufalls-Binärfolge enthält. Jede Basisstation sendet dieselbe Pseudozufalls-Binärfolge, aber jede Basisstation sendet die Folge mit einer eindeutigen Zeitversetzung, so daß jede Basisstation eindeutig identifiziert werden kann. Genauer gesagt sind bei einem IS-95-CDMA-System die Pilotsignale Quadratur- Pseudozufalls-Binärfolgensignale mit einer Periode von 32 768 Chips. Dies entspricht einer Periode von 26,66 ms aufgrund der Pseudozufalls-Rausch-(PN-)Sequenz-Chiprate von 1,2288 Mcps. Die eindeutigen Zeitversetzungen der Basisstationen erfolgen in Schritten von 64 Chips, wodurch 511 eindeutige Versetzungen bereitgestellt werden. Beim Bezug auf die eindeutige Versetzung der Basisstation wird im vorliegenden Text auf eine der 511 eindeutigen Versetzungen Bezug genommen. Somit ist die Bezugnahme auf die Versetzung von 10 einer Basisstation tatsächlich eine Versetzung von 640 (64 · 10 = 640) Chips. Für Fachleute ist erkennbar, daß die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch in einem System mit anderen Chipraten implementiert werden könnten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sendet die Basisstation 110 ihre Pseudozufalls-Binärfolge mit einer Versetzung von 84, die Basisstation 120 sendet ihre Pseudozufalls-Binärfolge mit einer Versetzung von 8, die Basisstation 130 sendet ihre Pseudozufalls- Binärfolge mit einer Versetzung von 164 und die Basisstation 140 sendet ihre Pseudozufalls-Binärfolge mit einer Versetzung von 34.
Der Empfang des Pilotsignals in der drahtlosen Station wird aufgrund der Ausbreitungsverzögerung verzögert. Wie in Fig. 1 dargestellt, beträgt die Ausbreitungsverzögerung des Pilotsignals aus der Basisstation 110 zu der Mobilstation 102 1 Chip, und die Ausbreitungsverzögerung des Pilotsignals aus der Basisstation 120 zu der Mobilstation 102 beträgt 3 Chips, die Ausbreitungsverzögerung des Pilotsignals aus der Basisstation 130 zu der Mobilstation 102 beträgt 2 Chips und die Ausbreitungsverzögerung des Pilotsignals aus der Basisstation 140 zu der Mobilstation 102 beträgt 10 Chips. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, verwendet die vorliegende Erfindung diese Informationen, um zu bestimmen, ob sich die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 befindet.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Komponenten der drahtlosen Station 102. Die drahtlose Station 102 enthält einen Sender/Empfänger 204, der Signale aus der Antenne 202 sendet und empfängt. Die Gesamtfunktion der drahtlosen Station 102 wird durch einen Steuerprozessor 206 gesteuert, der arbeitet, indem er Computerprogrammbefehle ausführt, die in dem Programm- und Datenspeicher 208 gespeichert sind. Diese Programmbefehle definieren den Gesamtbetrieb der drahtlosen Station 102. Der Programm- und Datenspeicher 208 speichert außerdem andere Daten, die für den Betrieb der drahtlosen Station 102 notwendig sind, wie zum Beispiel Benutzerpreferenzen, die Benutzerrufnummer, Kommunikationsanbieteridentifizierung und Identifizierung der drahtlosen Station. Zusätzlich ist mindestens ein Teil des Programm- und Datenspeichers 208, nichtflüchtig, so daß die darin enthaltenen Informationen verfügbar bleiben, nachdem die Stromversorgung der drahtlosen Station 102 ausgeschaltet wird. Obwohl Fig. 2 den Programm- und Datenspeicher 208 als eine Komponente zeigt, ist für Fachleute erkennbar, daß der Programm- und Datenspeicher 208 wahrscheinlich mit separaten Speichereinheiten implementiert werden würde.
Die drahtlose Station 102 enthält außerdem ein Tastenfeld 210, damit ein Benutzer mit dem Steuerprozessor 206 kommunizieren kann. Durch die drahtlose Station 102 zu sendenden Toninformationen werden über ein Mikrofon 212 empfangen, und die von der drahtlosen Station 102 empfangenen Toninformationen werden über einen Lautsprecher 214 dem Benutzer abgespielt. Die drahtlose Station 102 enthält außerdem eine Anzeige 216, damit der Steuerprozessor 206 dem Benutzer alphanumerische Daten anzeigen kann. Es versteht sich, daß das Blockschaltbild lediglich als Beispiel dient. Der Entwurf und Betrieb drahtloser Stationen ist in der Technik wohlbekannt, und es sind verschiedene Modifikationen möglich.
Die von der drahtlosen Station 102 durchgeführten Schritte werden in Verbindung mit den Flußdiagrammen von Fig. 3 und 4 beschrieben. Diese Schritte werden unter der Steuerung des Steuerprozessors 206 ausgeführt, der Computerprogrammbefehle ausführt, die in dem Programm- und Datenspeicher 208 gespeichert sind. Eine drahtlose Station bestimmt, ob sie in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird, indem sie zunächst bestimmte Messungen in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet vornimmt und bestimmte Werte im Speicher der drahtlosen Station speichert. Diese Schritte werden als der Initialisierungsprozeß bezeichnet und sind in dem Flußdiagramm von Fig. 3 gezeigt. Jedes Mal, wenn die drahtlose Station danach versorgt werden möchte, oder in periodischen Abständen, nimmt sie bestimmte Messungen vor und vergleicht diese Messungen mit den Werten, die während des Initialisierungsprozesses gespeichert wurden. Diese Schritte werden als der Prüfprozeß bezeichnet und sind in dem Flußdiagramm von Fig. 4 gezeigt. Die Schritte der Flußdiagramme von Fig. 3 und 4 werden in Verbindung mit der beispielhaften drahtlosen Station 102 und den Basisstationen 110, 120, 130, 140 von Fig. 1 beschrieben.
Nunmehr unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 werden die Schritte des Initialisierungsprozesses beschrieben. Im Schritt 304 empfängt die drahtlose Station 102 Pilotsignale aus nahegelegenen Basisstationen 110, 120, 130, 140 und rastet auf das stärkste Pilotsignal ein. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung nehme man an, daß das stärkste Pilotsignal aus der Basisstation 140 empfangen wird, und daß die drahtlose Station 102 auf dieses Pilotsignal einrastet. Die Basisstation 140 wird als die Bezugsbasisstation bezeichnet. Im Schritt 306 empfängt die drahtlose Station 102 die Versetzung der Pseudozufalls-Binärfolge, die von der Basisstation 140 gesendet wird. Diese Versetzung ist als Teil des von der Bezugsbasisstation 140 gesendeten Pilotsignals enthalten. Wie in Fig. 1 gezeigt, beträgt die Versetzung der Basisstation 140 34 (d. h. 34 · 64 = 2176 Chips). Deshalb sendet die Basisstation 140 ihre Pseudozufalls- Binärfolge mit 2176 Chips nach der Null-Bezugszeit. Wenn die drahtlose Station 102 diese Informationen empfängt, synchronisiert sie ihre Operationen mit denen der Basisstation 140 im Schritt 308. Mit der Kenntnis der Versetzung der Basisstation und durch Feststellen der Empfangszeit der Pseudozufalls-Binärfolge der Basisstation kann die drahtlose Station 102 die Null- Bezugszeit bestimmen. Es ist jedoch zu beachten, daß eine Ausbreitungsverzögerung des Signals von der Basisstation 140 zu der der drahtlosen Station 102 besteht. Diese Ausbreitungsverzögerung ist in Fig. 1 als 10 Chips gezeigt. Die Synchronisation der drahtlosen Station 102 liegt deshalb 10 Chips zurück. Wenn die drahtlose Station 102 die Ausbreitungsverzögerungen der Pilotsignale der anderen Basisstationen berechnet, sind die Berechnungen deshalb um 10 Chips falsch. Alle zukünftigen Ausbreitungsverzögerungsberechnungen durch die drahtlose Station 102 basieren deshalb auf der aus der Bezugsbasisstation empfangenen Versetzung und der tatsächlichen Ausbreitungsverzögerung des Pilotsignals aus der Bezugsbasisstation.
Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 3 empfängt die drahtlose Station 102 im Schritt 310 die Pseudozufalls-Binärfolgenversetzungen von Basisstationen, die Nachbarn der Bezugsbasisstation 140 sind.
Diese Informationen werden der drahtlosen Station 102 über das durch die Bezugsbasisstation 140 gesendete Pilotsignal bereitgestellt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel nehme man an, daß das Pilotsignal der Bezugsbasisstation 140 die Versetzungen von benachbarten Basisstationen 110, 120 und 130 als 84, 8 bzw. 164 identifiziert. Die drahtlose Station 102 kennt nun die Pseudozufalls-Binärfolgenversetzungen der benachbarten Basisstationen und sucht im Schritt 312 nach diesen Pilotsignalen und berechnet die Ausbreitungsverzögerungen der Pilotsignale. Beim Suchen nach einer Pseudozufalls-Binärfolge mit einer Versetzung sucht die drahtlose Station 102 in einem Zeitfenster nach der Pseudozufalls-Binärfolge. Wenn die Pseudozufalls- Binärfolge in diesem Zeitfenster gefunden wird, nimmt die drahtlose Station 102 an, daß das Signal aus der identifizierten benachbarten Basisstation kommt. Somit wird das Zeitfenster so gewählt, daß es groß genug ist, um die Ausbreitungsverzögerungen des Signals auszugleichen, aber nicht so groß, daß es in die Zeit reichen könnte, in der die Pseudozufalls-Binärfolge von bestimmten anderen Basisstationen gesendet wird. Die Größe dieses Zeitfensters wird als Funktion der Zellenabdeckungsradien und der Wiederverwendung der Pilot- Versetzungen bestimmt. Die Pilotversetzung einer Zelle kann in anderen Zellen wiederverwendet werden. Bei einem ordnungsgemäß entworfenen System sind solche anderen Zellen jedoch so weit von der einen Zelle entfernt, daß die Pilotsignale von diesen anderen Zellen zu schwach wären, um in der einen Zelle zu Problemen zu führen.
Außerdem ist zu beachten, daß alle von der drahtlosen Station vorgenommenen Messungen um die Ausbreitungsverzögerung des durch die Bezugsbasisstation gesendeten Pilotsignals verzerrt sind. Man betrachte das in Fig. 1 gezeigte Beispiel. Man nehme an, daß die Basisstation 110 als eine benachbarte Basisstation mit einer Versetzung von 84 oder 5376 (84 · 64) Chips von der 0-Bezugszeit identifiziert wird. Da eine Ausbreitungsverzögerung von 1 Chip von der Basisstation 110 zu der drahtlosen Station 104 besteht, empfängt die drahtlose Station 104 tatsächlich das Pilotsignal 1 Chip nach der Versetzung 84. Da die Synchronisation der drahtlosen Station 102 wie oben beschrieben um 10 Chips falsch ist, denkt die drahtlose Station 102, daß sie das Pilotsignal 9 Chips zu früh aus der Basisstation 110 empfangen hat, d. h. mit einer Ausbreitungsverzögerung von -9 Chips. Da die Bezugsbasisstation zur Synchronisierung der drahtlosen Station verwendet wird, ist somit aus dem Beispiel ersichtlich, daß alle weiteren Ausbreitungsverzögerungsberechnungen durch die drahtlose Station mit Bezug auf die Ausbreitungsverzögerung des durch die Bezugsbasisstation gesendeten Pilotsignals bestimmt werden.
Nunmehr wieder mit Bezug auf Schritt 312 von Fig. 3 wird die Ausbreitungsverzögerung der Basisstation 110 als -9 berechnet. Auf ähnliche Weise wird die Ausbreitungsverzögerung der Basisstation 120 als -7 berechnet, und die Ausbreitungsverzögerung der Basisstation 130 wird als -8 berechnet. Die Ausbreitungsverzögerung der Basisstation 140 beträgt 0, da die Basisstation 140 die Bezugsbasisstation ist. Im Schritt 314 werden diese Ausbreitungsverzögerungen in einer Tabelle in einem nichtflüchtigen Teil des Speichers 208 (Fig. 2) der drahtlosen Station 102 gespeichert. Eine solche Tabelle ist nachfolgend als Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Basisstation Berechnete Ausbreitungsverzögerung
110 -9
120 -7
130 -8
140 0
Der Initialisierungsprozeß endet im Schritt 316. Es sei bemerkt, daß diese Initialisierungsschritte durchgeführt werden, wenn gewünscht wird, das vorgeschriebene geographische Gebiet der drahtlosen Station 102 zu initialisieren. Zum Beispiel können diese Schritte während einer ersten Verwendung der drahtlosen Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet durchgeführt werden. Als Alternative können diese Schritte periodisch durchgeführt werden, um das vorgeschriebene geographische Gebiet der drahtlosen Station 102 zurückzusetzen. Gemäß dem hier beschriebenen Beispiel definieren die in der Tabelle 1 gespeicherten Informationen das vorgeschriebene geographische Gebiet der drahtlosen Station 102 als das Gebiet 104 (Fig. 1).
Die in der Tabelle 1 gespeicherten Informationen werden verwendet, um zu bestimmen, ob die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 betrieben wird, wenn sie von dem drahtlosen Kommunikationssystem 100 versorgt werden will. Die durch die drahtlose Station 102 vor der Versorgung durchzuführenden Schritte werden als der Prüfprozeß bezeichnet und sind in Fig. 4 gezeigt. Die Schritte 404 bis 412 sind dieselben wie die Schritte 304 bis 312, die oben in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurden. Nach der Durchführung des Schritts 412 ist in der Mobilstation eine ähnliche Tabelle wie Tabelle 1 im Speicher 208 gespeichert und enthält die neu berechneten Ausbreitungsverzögerungen für die Nachbar-Basisstationen. Man nehmen zum Beispiel an, daß die drahtlose Station auf die Basisstation 140 als Bezugsbasisstation eingerastet ist und die Berechnung der Ausbreitungsverzögerungen während des Prüfprozesses zu der folgenden Tabelle 2 führt:

Tabelle 2

Basisstation Berechnete Ausbreitungsverzögerung
110 -9
120 -7
130 -8
140 0
Man beachte, daß diese Tabelle 2 dieselben Werte wie Tabelle 1 enthält. Im Schritt 414 (Fig. 4) vergleicht die drahtlose Station 102 die im Schritt 412 berechneten Ausbreitungsverzögerungen mit den in dem Speicher 208 der drahtlosen Station 102 gespeicherten Ausbreitungsverzögerungen. Dieser Vergleichsschritt wird durchgeführt, indem die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen von Basisstationspaaren verglichen wird. Man betrachte zum Beispiel das Basisstationspaar aus der Basisstation 110 und der Basisstation 120. Unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beträgt die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen für dieses Basisstationspaar -2 (-9 - (-7)). Ähnlich beträgt die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen für das Basisstationspaar 110 und 130 -1, und die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen für das Basisstationspaar 120 und 130 beträgt 1. Natürlich werden die Differenzen der Ausbreitungsverzögerungen für diese Paare für die Informationen in Tabelle 2 dieselben sein. Da alle Werte gleich sind, liegt der Vergleich in der erforderlichen Toleranz, und die Prüfung im Schritt 416 ergibt JA, und die Steuerung wird an den Schritt 420 abgegeben, in dem bestimmt wird, daß die drahtlose Station in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird. Der Dienstanbieter kann dann entsprechende Schritte unternehmen, wie zum Beispiel die Versorgung der drahtlosen Station 102. Wenn die Prüfung im Schritt 416 NEIN ergibt, dann wird im Schritt 418 bestimmt, daß die drahtlose Station nicht in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird. Der Dienstanbieter kann dann entsprechende Schritte unternehmen, wie zum Beispiel die Verweigerung der Versorgung der drahtlosen Station 102. Zum Beispiel könnte bei der Ausführung des Schritts 418 die drahtlose Station 102 alle von der drahtlosen Station ausgehenden oder an dieser endenden Verbindungen verbieten. Wenn die Schritte des Prüfprozesses periodisch durchgeführt werden, könnte die drahtlose Station ferner eine bestehende Verbindung abbrechen, wenn sich die drahtlose Station 102 aus dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet herausbewegt hat.
Es ist möglich, daß die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 betrieben wird, aber die berechneten Ausbreitungsverzögerungen aus Schritt 412 leicht von den in dem Speicher als Tabelle 1 gespeicherten verschieden sind. Ein Grund für eine Differenz der berechneten Ausbreitungsverzögerungen sind Änderungen der Umgebungsbedingungen, die zu Änderungen des Mehrwegefading und/oder der Signal/Rausch-Verhältnisse führen. Man nehme zum Beispiel an, daß die berechneten Ausbreitungsverzögerungen aus Schritt 412 nachfolgend in der Tabelle 3 gezeigt sind:

Tabelle 3

Basisstation Berechnete Ausbreitungsverzögerung
110 -9
120 -6
130 -8
140 0
In diesem Fall wird die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen für die Basisstationspaare sowohl während des Prüfprozesses als auch des Initialisierungsprozesses nachfolgend in Tabelle 4 gezeigt. In der Tabelle zeigt die erste Spalte das betrachtete Basisstationspaar. Die zweite Spalte zeigt die Ausbreitungsverzögerungen, die während des Prüfprozesses berechnet werden. Die dritte Spalte zeigt die Ausbreitungsverzögerungen, die während des Initialisierungsprozesses berechnet werden. Die vierte Spalte zeigt die Differenz zwischen der Ausbreitungsverzögerung während des Prüfprozesses und des Initialisierungsprozesses. Tabelle 4
Obwohl die drahtlose Station 102 weiter in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 betrieben wird, unterscheiden sich somit die gemessenen Ausbreitungsverzögerungen, die während des Prüfprozesses berechnet werden, etwas von den während der Initialisierung des drahtlosen Fernsprechers 102 gespeicherten. Aus diesem Grund vergleicht die Prüfung im Schritt 416 die Verzögerungen, um zu bestimmen, ob sie innerhalb einer gewissen vorbestimmten Toleranz liegen. Wenn die Toleranz zum Beispiel so eingestellt würde, daß eine Abweichung von bis zu 1 Chip für beliebige zwei der Basisstationspaare zugelassen wird, dann würden die oben in Tabelle 4 dargestellten Messungen die Prüfung im Schritt 416 bestehen. Die Toleranz wird vom Dienstanbieter unter Berücksichtigung der Betriebsumgebung der drahtlosen Station 102 eingestellt.
Es sei bemerkt, daß obwohl die drahtlose Station 102 möglicherweise in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 betrieben wird, jedes Mal, wenn die drahtlose Station 102 den Schritt 404 durchführt, d. h. während des Prüfprozesses auf das stärkste Pilotsignal einrastet, die drahtlose Station auf das Pilotsignal einer anderen Basisstation einrasten kann. Zum Beispiel kann die drahtlose Station während einer bestimmten Betriebssitzung auf die Basisstation 110 einrasten. In diesem Fall ist die Basisstation 110 die Bezugsbasisstation, und die berechneten Ausbreitungsverzögerungen, die im Schritt 412 berechnet werden, sind wie nachfolgend in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 5

Basisstation Berechnete Ausbreitungsverzögerung
110 0
120 2
130 1
140 9
Die drahtlose Station 102 vergleicht daraufhin im Schritt 414 die im Schritt 412 während des Prüfprozesses berechneten Ausbreitungsverzögerungen mit den im Speicher 208 der drahtlosen Station 102 während des Initialisierungsprozesses gespeicherten Ausbreitungsverzögerungen. Wie oben beschrieben, wird dieser Vergleichsschritt durchgeführt, indem die Differenz der Ausbreitungsverzögerungen von Basisstationspaaren verglichen wird. Die nachfolgende Tabelle 6 stellt den Vergleich dar: Tabelle 6
Da alle Differenzen 0 sind, ergibt die Prüfung im Schritt 416 JA, und die Steuerung wird an den Schritt 420 abgegeben, und es wird bestimmt, daß sich die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 bestimmt. Somit ist ersichtlich, daß sich die Bezugsbasisstation zwar während des Initialisierungsprozesses von 140 auf 110 während des Prüfprozesses geändert hat, das erfindungsgemäße Verfahren jedoch weiterhin bestimmt, ob die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet 104 betrieben wird, da der Vergleich von Schritt 416 die Differenz der Ausbreitungsverzögerung von Basisstationspaaren prüft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform könnte das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um zu bestimmen, ob sich die Mobilstation 102 in einem von mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebieten befindet. Bei einer solchen Ausführungsform wird der Initialisierungsprozeß von Fig. 3 wiederholt, während die drahtlose Station 102 in jedem der vorgeschriebenen geographischen Gebiete präsent ist, und die in jedem Gebiet berechneten Ausbreitungsverzögerungen werden in getrennten Tabellen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert. Danach werden während des Prüfprozesses von Fig. 4 die Schritte 414 bis 420 für jede solche im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Tabelle wiederholt. Wenn die Prüfung im Schritt 416 für eine beliebige der Tabellen JA ergibt, wird bestimmt, daß die drahtlose Station 102 in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird, das dieser Tabelle zugeordnet ist.
Es versteht sich, daß die obige ausführliche Beschreibung in jeder Hinsicht lediglich illustrativ und beispielhaft, aber nicht einschränkend ist und der Schutzumfang der hier beschriebenen Erfindung nicht aus der ausführlichen Beschreibung, sondern aus den Ansprüchen bestimmt wird, die gemäß dem vollen, durch die Patentgesetze zugelassenen Ausmaß interpretiert werden. Es versteht sich, daß die hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und daß verschiedene Modifikationen von Fachleuten implementiert werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung, ob eine Mobilstation (102) in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Empfangen von Pilotsignalen von mehreren Basisstationen (110, 120, 130, 140);

Berechnen von Zeitverzögerungen zwischen einer erwarteten Empfangszeit und der tatsächlichen Empfangszeit der Pilotsignale von mindestens zwei der Basisstationen (110, 120, 130, 140) durch die Mobilstation (102);

wobei die Mobilstation (102) die berechneten Zeitverzögerungen mit im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen vergleicht; und

Bestimmen, daß die Mobilstation (102) in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, wenn die berechneten Zeitverzögerungen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erwarteten Empfangszeiten der Pilotsignale unter Bezugnahme auf das aus einer gewählten der Basisstationen (110, 120, 130, 140) empfangene Pilotsignal bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vergleichens den Schritt des Vergleichens der Differenzen zwischen den Zeitverzögerungen von Pilotsignalen von Paaren von Basisstationen (110, 120, 130, 140) umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen Mengen von Zeitverzögerungen umfassen, wobei jede der Mengen von Zeitverzögerungen einem von mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebieten zugeordnet ist, und:

der Schritt des Vergleichens den Schritt des Vergleichens der berechneten Zeitverzögerungen mit den Mengen von im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen umfaßt; und

der Schritt des Bestimmens den Schritt des Bestimmens umfaßt, daß die Mobilstation (102) in einem der mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebiete betrieben wird, wenn die berechneten Zeitverzögerungen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz einer Menge von im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen liegen, die dem einen der mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebiete zugeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, mit den folgenden Schritten:

Bestimmen, daß die Mobilstation (102) nicht in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, wenn die berechneten Zeitverzögerungen nicht innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der im voraus gespeicherten Zeitverzögerungen liegen; und

Verweigern der Versorgung der Mobilstation (102).

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Schritte des Vergleichens und Bestimmens periodisch während einer bestehenden Verbindung durchgeführt werden und der Schritt des Verweigern der Versorgung den Schritt des Abbrechens der bestehenden Verbindung umfaßt.

7. Verfahren zur Bestimmung, ob eine Mobilstation (102) in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

während einer Initialisierungssitzung, wobei die Mobilstation (102) in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird:

Empfangen von Pilotsignalen von mehreren Basisstationen (110, 120, 130, 140);

Berechnen von Zeitverzögerungen zwischen einer erwarteten Empfangszeit und der tatsächlichen Empfangszeit der Pilotsignale von mindestens zwei der Basisstationen (110, 120, 130, 140) in der Mobilstation (102); und

Speichern der berechneten Zeitverzögerungen in einem Speicher (208) der Mobilstation (102); und

während einer Prüfsitzung nach der Initialisierungssitzung:

Empfangen von Pilotsignalen von mehreren Basisstationen (110, 120, 130, 140);

wobei die Mobilstation (102) folgendes vergleicht:

a) die Differenzen zwischen den Zeitverzögerungen von Pilotsignalen von Paaren von Basisstationen (110, 120, 130, 140), die während der Prüfsitzung berechnet wurden; mit

b) den Differenzen zwischen den gespeicherten Zeitverzögerungen von Pilotsignalen von Paaren von Basisstationen (110, 120, 130, 140), die während der Initialisierungssitzung berechnet wurden; und

Bestimmen, daß die Mobilstation (102) in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, wenn Ergebnisse des Vergleichsschritts innerhalb einer vorbestimmten Toleranz liegen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erwarteten Empfangszeiten der Pilotsignale unter Bezugnahme auf das aus einer gewählten der Basisstationen (110, 120, 130, 140) empfangene Pilotsignal bestimmt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die gewählte der Basisstationen (110, 120, 130, 140) während der Initialisierungssitzung und der Prüfsitzung dieselbe ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die gewählte der Basisstationen (110, 120, 130, 140) während der Initialisierungssitzung und der Prüfsitzung verschieden ist.

11. Verfahren nach Anspruch 7, mit den folgenden Schritten:

Bestimmen, daß die Mobilstation (102) nicht in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, wenn Ergebnisse des Vergleichsschritts nicht innerhalb einer vorbestimmten Toleranz liegen; und

Verweigern der Versorgung der Mobilstation (102).

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Schritte der Prüfsitzung periodisch während einer bestehenden Verbindung durchgeführt werden und der Schritt des Verweigerns der Versorgung den Schritt des Abbrechens der bestehenden Verbindung umfaßt.

13. Mobilstation (202), gekennzeichnet durch:

einen Empfänger (204) zum Empfangen von Pilotsignalen von mehreren Basisstationen (110, 120, 130, 140);

ein Mittel (206) zum Berechnen von Zeitverzögerungen zwischen einer erwarteten Empfangszeit und der tatsächlichen Empfangszeit der Pilotsignale von mindestens zwei der Basisstationen (110, 120, 130, 140) in der Mobilstation (102);

einen Speicher (208) zum Speichern von Bezugszeitverzögerungen;

ein Mittel (206) zum Vergleichen der berechneten Zeitverzögerungen mit den gespeicherten Bezugszeitverzögerungen; und

ein Mittel (206) zum Bestimmen, daß die Mobilstation (102) in einem vorgeschriebenen geographischen Gebiet (104) betrieben wird, wenn die berechneten Zeitverzögerungen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der gespeicherten Bezugszeitverzögerungen liegen.

14. Mobilstation nach Anspruch 13, wobei die Bezugszeitverzögerungen als Mengen von Zeitverzögerungen gespeichert werden, wobei jede der Mengen einem von mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebieten zugeordnet ist.

15. Mobilstation nach Anspruch 14, wobei:

das Mittel (206) zum Vergleichen ein Mittel zum Vergleichen der berechneten Zeitverzögerungen mit den Mengen von Zeitverzögerungen umfaßt; und

das Mittel (206) zum Bestimmen ein Mittel zum Bestimmen, daß die Mobilstation (102) in einem der mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebiete betrieben wird, wenn die berechneten Zeitverzögerungen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der gespeicherten Bezugszeitverzögerungen liegen, die dem einen der mehreren vorgeschriebenen geographischen Gebiete entsprechen.

16. Mobilstation nach Anspruch 13, umfassend:

ein Mittel (206) zum Bestimmen, daß die Mobilstation (102) nicht in dem vorgeschriebenen geographischen Gebiet betrieben wird, wenn die berechneten Zeitverzögerungen nicht innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der gespeicherten Bezugszeitverzögerungen liegen; und

ein Mittel zum Verweigern der Versorgung der Mobilstation (102).