DE69232723T2

DE69232723T2 - Verfahren und vorrichtung zur weiterreichung von mobilfunkgeräten unter benutzung einer leistungsbilanz

Info

Publication number: DE69232723T2
Application number: DE69232723T
Authority: DE
Inventors: D. Bonta; J. Menich
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2012-10-06
Also published as: JP2893951B2; WO1993012623A1; US5379447A; EP0616750A4; EP0616750A1; JPH07501918A; MX9207223A; AU2869892A; DE69232723D1; EP0616750B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme und insbesondere Mobilkommunikationssysteme.

Hintergrund der Erfindung

Zellulare Kommunikationssysteme sind bekannt. Derartige Systeme bestehen typischerweise aus einer Anzahl von Zellen, von denen jede ein Bedeckungsgebiet aufweist, und einer Anzahl von Zellulartelefonen (Kommunikationseinheiten). Die Bedeckungsgebiete benachbarter Zellen können angeordnet sein, um sich teilweise derart zu überdecken, dass sie ein im Wesentlichen durchgehendes Bedeckungsgebiet bereitstellen, in dem eine Kommunikationseinheit, die von einer Zelle bedient wird, ohne Dienstunterbrechung an eine benachbarte Zelle weitergereicht werden kann. Das paneuropäische digitale Mobilsystem "Groupe Special Mobile" (GSM), wie es in den GSM-Empfehlungen, die bei dem Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen ("European Telecommunications Standards Institute" = ETSI) erhältlich sind, angegeben ist, ist ein Beispiel eben eines derartigen Systems.
Die Funkbedeckung einer Zelle wird von einer Basisstation ("Base Transceiver Station" = BTS) bereitgestellt. Jede BTS kann einen oder mehrere Sender/Empfänger (TRX) enthalten, die gleichzeitig auf einer Frequenz empfangen und auf einer anderen senden können. Die Verbindung zwischen einer BTS und einer mobilen Kommunikationseinheit (oder Mobilstation) (MS) erfolgt typischerweise anhand eines Frequenzpaarteils (Sendung und Empfang), das zeitweise zur Unterstützung der Kommunikationstransaktion an der BTS zugewiesen ist.
Das Frequenzpaar, das der Verwendung an dem Fernstandort zugewiesen ist, wird typischerweise als Funkübertragungskanal bezeichnet. Abwärtsübertragungen (von BTS zu MS) auf dem Funkübertragungskanal erfolgen auf einer ersten Frequenz des Frequenzpaars. Aufwärtsübertragungen (von MS zu BTS) auf dem Funkübertragungskanal erfolgen auf der zweiten Frequenz des Frequenzpaars.
Das GSM-System ist ein TDM/TDMA-System, das acht Vollduplex-Signalwege (8 TDM-Schlitze pro TDM-Rahmen) auf jedem Funkübertragungskanal bereitstellt. Ein einzelner Primärfunkübertragungskanal, der einer BTS zugewiesen ist, kann angesichts der Tatsache, dass er zeitmultiplext ist, bis zu sieben Vollduplex-Verkehrsteilnehmer (Sprache oder Daten) zusätzlich zu einem gemultiplexten gemeinsamen Steuerkanal innerhalb der acht TDM-Schlitze unterstützen. Zudem können Sekundärfunkübertragungskanäle, die derselben Zelle zugewiesen sind, eine vollständige Ergänzung von acht Vollfrequenz-Verkehrsteilnehmern (in den 8 TDM- Schlitzen) pro Funkübertragungskanal bereitstellen, da der Steuerkanal innerhalb des Primärfunkübertragungskanals die Zuordnung der Kommunikationsressourcen auf Sekundärfunkübertragungskanälen steuern kann.
Übertragungen (Steuerung oder Sprach- und/oder Datenverkehr) von einer BTS an eine MS, auf der Abwärtsstrecke, belegen einen ersten TDM-Schlitz (Abwärtsschlitz) auf einer ersten Frequenz eines Funkübertragungskanals, und Übertragungen von einer Kommunikationseinheit an eine BTS, auf der Aufwärtsstrecke, belegen einen zweiten TDM-Schlitz (Aufwärtsschlitz) auf der zweiten Frequenz des Funkübertragungskanals. Der Aufwärtsschlitz auf der zweiten Frequenz ist zeitlich um drei TDM-Schlitzpositionen nach dem Abwärtsschlitz auf der ersten Frequenz verschoben. Der Aufwärtsschlitz auf der zweiten Frequenz ist frequenzmäßig um 45 MHz niedriger als die Abwärtsstrecke versetzt. Den Aufwärtsschlitz und den Abwärtsschlitz (die zusammen einen Gegensprech-Signalweg für einen einzelnen Benutzer bereitstellen) kann man als "Kommunikationsressource" bezeichnen, die einer MS von der BTS zum Signalaustausch zugeordnet wird. Der Begriff "Kommunikationsressource" umfasst typischerweise auch einen zugehörigen Signalisierungskanal, wie zum Beispiel der von GSM vorgeschriebene, langsame, zugehörige Steuerkanal, der bei Verkehrskanälen verwendet wird.
Austauschvorgänge von Personenruf- und Einstellungssteuerinformationen innerhalb von GSM zwischen MSs und BTSs erfolgen typischerweise auf dem gemeinsamen Steuerkanal ("common control channel")(CCCH), der mindestens einen Schlitz eines Primärkanals der BTS belegt. Auf dem CCCH werden von der BTS unverwechselbare Kennzeichnungssignale sowie für alle anderen Frequenzen und Schlitze der BTS gemeinsame Synchronisierungs- und Zeitinformationen übertragen. Die CCCH-Informationen ermöglichen es einer MS, zwischen Primär- und nicht Primärkanälen zu unterscheiden.
Nach der Aktivierung tastet eine MS einen Frequenzsatz nach CCCH-Kennzeichnungssignalen, die von naheliegenden BTSs übertragen werden, ab. Nachdem ein CCCH- Kennzeichnungssignal erfasst wurde, misst die Kommunikationseinheit einen Signalqualitätsfaktor (wie etwa die Signalstärke) des Kennzeichnungssignals als Mittel zur Bestimmung der relativen Nähe der BTS. Nach Beendigung der Frequenzabtastung innerhalb des Satzes wählt die MS im Allgemeinen die BTS, die den größten relativen Signalqualitätsfaktor als bedienende BTS bereitstellt. Nach der Identifizierung und Feststellung auf ein entsprechend starkes Signal (und gegebenenfalls Registrierung) überwacht die Kommunikationseinheit den gewählten CCCH auf der Suche nach eintreffenden Anrufen. Sollte die Kommunikationseinheit wünschen, einen Anruf einzuleiten, kann eine Zugriffsanforderung anhand des CCCHs der bedienenden BTS übertragen werden.
Während des normalen Betriebs (einschließlich während aktiver Anrufe), überwacht, identifiziert und misst die MS eine erhaltene Signalstärkenangabe ("received signal strength indication") (RSSI) der Primärkanäle naheliegender BTSs. Wenn sie an einem aktiven Anruf beteiligt ist, leitet die MS auf einem zugehörigen Signalisierungskanal Messinformationen an den Basisstandort zurück. Durch einen derartigen Prozess kann die MS eine Verknüpfung mit der am besten geeigneten (nächst liegenden) BTS aufrechterhalten. Der Prozess kann ein selbstständiges Umschalten der MS auf eine andere BTS mit sich ziehen, das eventuell zu einer Neuregistrierung der MS bei dem System führt, was angibt, dass eine derartige Umschaltung stattgefunden hat. Als andere Möglichkeit kann der MS während eines aktiven Kommunikationsaustauschs von dem System befohlen werden, an eine besser geeignete BTS weiterzureichen.
Unter GSM kann eine Entscheidung, eine Kommunikationseinheit an eine Ziel-BTS weiterzureichen, auf einem Leistungsbudgetausdruck (siehe GSM-Empfehlungen 5.08) beruhen, der folgendermaßen aussieht:
PBGT(n) = (Min(MS)_TXPWR_MAX,P)-RXLEV_DL-PWR_C_D)- (Min(MS_TXPWR_MAX(n),P)-RXLEV_NCELL(n))
Der Leistungsbudgetausdruck (PBGT(n)) stellt ein Verfahren zum Vergleich einer Wegdämpfung einer MS und einer bedienenden Zelle (PBGT(s)) mit einer Wegdämpfung der MS und einer möglichen Übergabe-("handoff") Zielzelle (PBGT(t)) bereit. Eine Übergabe kann eingeleitet werden, wenn (PBGT(n)) einen Weiterreichungsschwellenwert überschreitet, der von einem Systembediener gewählt wird. Die Weiterreichungsschwelle innerhalb eines Kommunikationssystems kann so klein wie möglich (oberhalb normaler Signalschwankungen) gewählt werden, um Senderleistungspegel und gegenseitige Überlagerungen innerhalb eines Wiederverwendungssystems möglichst gering zu halten. Die Übergabe kann eingeleitet werden, indem die bedienende BTS eine Kennung eines TCHs überträgt, der zur Verwendung in der Übertragungszielzelle zugeordnet ist.
Unter GSM kann die Weiterreichung auch wünschenswert sein, wenn die MS eine vorgeschriebene Entfernung von einer bedienenden BTS überschreitet. Die Übergabe kann in diesem Fall wünschenswert sein, um die tatsächliche Zellengröße möglichst gering zu halten und sicherzustellen, dass eine MS von der nächsten BTS bedient wird. Andere Gründe der Weiterreichung, wie in der GSM-Empfehlung 5.08 vorgeschrieben, umfassen die Weiterreichung auf Grund von RXQUAL (hohe Bitfehlerratenschwelle) und Weiterreichung auf Grund von RXLEV (Abwärts- oder Aufwärtsstreckenschwelle).
Beruht die Entscheidung zur Übergabe auf der Entfernung, so ist der Parameter, der als Entfernungsangabe verwendet werden kann, der Zeitvorschubwert. Der Zeitvorschubwert ist ein Parameter, der von einer BTS auf der Rundreisesignalverzögerung eines von der BTS an die MS und wieder zurück an die BTS übertragenen Signals beruhend gemessen werden kann. Der gemessene Wert kann dann verwendet werden, um die Zeiteinstellung der MS anzupassen, um sicherzustellen, dass Übertragungen von MSs bei einer BTS innerhalb des der MS zugewiesenen Schlitzes ankommen.
Unter GSM kann der Zeitvorschubwert in einem Bereich von einem Wert nahe Null (für MSs in der Nähe der BTS) bis zu einem Höchstschwellenwert, der vom Durchmesser der Zelle abhängig ist, angepasst werden. Wenn der Zeitvorschubwert für eine MS den Schwellenwert überschreitet, kann von der bedienenden BTS eine Übergabe eingeleitet werden.
Die Verwendung von Schwellen, die auf dem Zeitvorschub basieren, kann es einer Zelle ermöglichen, das tatsächliche Bedeckungsgebiet, in dem der Dienst geleistet wird, zu steuern. Die auf der Entfernung basierende Übergabe einer MS kann eine MS, die einen. Randbereich des Bedeckungsgebiets durchquert, zur Weiterreichung an eine benachbarte, nähere Zelle zwingen. Ein derartiger Algorithmus kann es der Weiterreichungs-MS erlauben, die Leistung beim. Austausch eines mitgeteilten Signals zu reduzieren, wodurch die gesamte Systemüberlagerung reduziert wird.
Beruht die Entscheidung zur Übergabe auf RXQUAL, so kann bestimmt werden, dass die hohen Bitfehler auf Rauschen (im Gegensatz zu Überlagerung) zurückzuführen sind. Beruht die Entscheidung zur Übergabe auf der Bitfehlerrate wegen Rauschen, so kann die Bestimmung ferner auf dem Pegel der Aufwärts-RSSI oder Abwärts-RSSI beruhen. In beiden Fällen kann eine Entscheidung zur RXQUAL- oder RXLEV- Weiterreichung auf Parametern basieren, die einen Rückschluss bereitstellen, dass das Mobilgerät sich in der Nähe des Perimeters des Bedeckungsgebiets der Zelle befindet. Ein derartiger Rückschluss kann weiterhin durch Zeitvorschubwerte untermauert werden.
Obwohl der Weiterreichungsalgorithmus nach dem bekannten Stand der Technik gut funktionierte, gab es Probleme bei der Zielauswahl. Eine Übergabe, die auf der Arbeitsweise des Leistungsbudgetausdrucks beruht, stellt sicher, dass eine MS von einer BTS bedient wird, welche die geringste Signalwegdämpfung bietet. Andererseits ist die BTS, welche die geringste Wegdämpfung bietet, nicht unbedingt die nächstliegende BTS. Sollte der Signalweg bis zu einer naheliegenden BTS auf Grund von Behinderungen oder anderen lokalen Signalbedingungen blockiert sein, so kann eine Übergabe an eine ungeeignete BTS erfolgen. Die Übergabe an eine ungeeignete Zelle kann auf den Ergebnissen der Leistungsbudgetgleichung oder dem Zeitvorschub beruhend eingeleitet werden.
Wird die Übergabe auf Zeitvorschub, RXQUAL oder RXLEV beruhend eingeleitet, so werden die Ergebnisse der Leistungsbudgetgleichung nicht berücksichtigt (gegenüber der ursprünglichen bedienenden Zelle und dem Weiterreichungsziel). Auf Grund von Unterschieden im Signalweg kann die MS, wenn sie eine Ziel-BTS erreicht hat, auf den. Ergebnisse der Leistungsbudgetgleichung basierend sofort an die ursprüngliche bedienende Zelle zurückgeben.
Nach der Bestimmung, dass eine Weiterreichung auf Grund des Zeitvorschubs, RXQUAL oder RXLEV notwendig ist, kann eine Zielzelle auf relativen RSSI-Werten, die von der MS gemessenen werden, basierend gewählt werden. Unter GSM kann jede beliebige Zelle gewählt werden, die den größten relativen RSSI-Wert (oberhalb einer Mindestschwelle) bereitstellt. Andererseits kann der größte relative RSSI- Wert einen geringeren Wert als die ursprüngliche Zelle aufweisen. Stellt die Zielzelle einen geringeren RSSI-Wert als die ursprüngliche Zelle bereit, kann das Ergebnis eine schlechtere Signalqualität sein. Nach Erreichen der Zielzelle kann die MS sofort die Rückgabe (auf den Ergebnisse des Leistungsbudgetausdrucks beruhend) an die ursprüngliche Zelle auf dem höheren RSSI-Wert in der ursprünglichen Zelle basierend anfordern. Das Ergebnis kann sein, dass die MS zwischen den Zellen "hin- und herspringt". Das Hin- und Herspringen führt zu unrationeller Verwendung der Infrastruktureinrichtung und Signalleitungen.
Selbst wenn der höchste relative RSSI-Wert größer ist als die ursprüngliche Zelle, kann sich der Anbieter des höchsten relative RSSI-Werts am selben Ort wie die ursprüngliche Zelle befinden und deshalb kein sinnvolles Übergabeziel sein. Nach der Übertragung der MS an die am selben Ort befindliche Zielzelle kann die Zielzelle wieder eine Zeitvorschub-, RXQUAL- oder RXLEV-Übergabe auf ähnlichen Zeitvorschub-, RXQUAL- oder RXLEV-Merkmalen beruhend einleiten, was wieder dazu führt, dass die MS zwischen den Zellen "hin- und herspringt".
Aufgrund der lokalen Signalbedingungen (Signalbehinderungen, usw.) ist die Zelle, die den höchsten relativen RSSI-Wert bereitstellt, im Allgemeinen nicht die nächste oder die am besten geeignete BTS. Wegen der oben beschriebenen Schwierigkeiten wird ein besseres Verfahren zur Zielauswahl benötigt, nachdem erfasst wurde, dass eine Weiterreichung basierend auf der wahrgenommenen Entfernung von einem bedienenden Basisstandort notwendig ist.
Die 40th Vehicular Technology Conference, 6. Mai 1999, Orlando, USA, Seite 264 bis 269, XP203819 "Evaluation of a Proposed Handover Algorithm for the GSM Cellular System" offenbart einen Weiterreichungsalgorithmus für das GSM- Zellularsystem, bei dem die Mobilstation ununterbrochen die erhaltene Signalstärke sowohl von der derzeit bedienenden Basisstation und der umgebenden Basisstationen misst. Ein Leistungsbugetwert wird für jede der Basisstationen, die zu den benachbarten Zellen gehören, berechnet. Die Zelle mit dem höchsten Leistungsbudget wird als Weiterreichungsziel gewählt.
Die US-A-4,718,081 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung von Übergabefehlern in einem zellularen Kommunikationssystem. Es werden gewichtete Mittelwerte gemessener Feldstärken der zu prüfenden Zellen verwendet.

Zusammenfassung der Erfindung

Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Auswahl einer Ziel-BTS für eine Übergabe in einem zellularen Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Auswahl einer Ziel-BTS für eine Übergabe in einem zellularen Kommunikationssystem gemäß Anspruch 7 bereitgestellt.
Weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 bildet ein geografisches Gebiet ab, das Kommunikationsdienste von drei am selben Ort befindlichen BTSs erhält.
Fig. 2 umfasst ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Basisstationsystems.
Fig. 3 bildet ein großes geografisches Gebiet ab, in dem Kommunikationsdienste von mehreren BTSs bereitgestellt werden.
Fig. 4 umfasst ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen MS.
Fig. 5 bildet eine MS außerhalb des Bedeckungsgebiets einer bedienenden BTS ab, die gerade erfindungsgemäß auf Zeitvorschub basierend weitergereicht werden soll.
Fig. 6 bildet ein Ablaufschema der erfindungsgemäßen Übergabe ab.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die Lösung des Problems der Zielauswahl während der Übergabe wegen Zeitvorschub, RXQUAL oder RXLEV liegt im Prinzip in einer Technik, bei der die Lage der MS (und die Kennung der am besten geeigneten BTS) aus gemessenen Signalwerten abgeleitet werden kann. Die gemessenen Signalwerte können von einer MS gemessene RSSI-Werte von BTSs sein. Als andere Möglichkeit können die gemessenen Werte RSSI-Werte der MS sein, die von umgebenden BTSs gemessen werden.
In Fig. 6 ist ein Ablaufschema der erfindungsgemäßen Zuordnung der Ziel-BTS-Auswahl gezeigt. Es wird auf das. Ablaufschema (Fig. 6) Bezug genommen, da es zum Verständnis der Erfindung notwendig ist.
In Fig. 1 ist ein geografisches Gebiet (10) gezeigt, in dem mobile Kommunikationsdienste über eine Kommunikationsanlage, die sich an einem Zentralstandort (A) befindet, geleistet werden können. Kommunikationsdienste innerhalb eines derartigen geografischen Gebiets (10) können innerhalb von Teilen des geografischen Gebiets (10) über am selben Zentralstandort (A) befindliche BTSs geleistet werden, wobei jede BTS ein kleineres geografisches Gebiet (11, 12 oder 13) des geografischen. Gebiets (10) über eine Richtantenne (zum Beispiel 120º) bedient.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist nun ein Blockdiagramm einer BTS gezeigt, die sich an dem Zentralstandort (A) befinden kann und von der aus mobile Kommunikationsdienste für eine Mobilstation (MS) (20 oder 21) geleistet werden können, die sich in den kleineren geografischen Gebieten (11, 12 oder 13) des geografischen Gebiets (10) befindet. Jede BTS (100), erfindungsgemäß im Allgemeinen innerhalb der gestrichelten Linien von Fig. 2 gezeigt, kann eine Standortsteuerung (101), ein Anzahl von Sendern/Empfängern (102, 103 und 104) und eine RSSI-Messvorrichtung (105) umfassen. Jede BTS (100) kann von einer Basisstationssteuerung (BSC) (106) gesteuert werden. Jede BSC (106) kann wiederum eine Anzahl von BTSs (100) steuern. Die BSC (106) wird von einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle (MSC) (107) gesteuert. Ebenso kann jede MSC (107) eine Anzahl von BSCs (106) steuern.
In Fig. 4 ist allgemein (120) ein Blockdiagramm einer MS (20 oder 21) gezeigt. Eine MS umfasst eine Steuerung (121), einen Sender (122), einen Empfänger (123) und eine RSSI-Signalmessvorrichtung (124).
In Fig. 3 ist ein Kommunikationssystem gezeigt, das aus einer Anzahl von geografischen Gebieten (10) besteht, die kombiniert sind, um ein im Wesentlichen ununterbrochenes Bedeckungsgebiet innerhalb eines großen geografischen Gebiets (50), wie etwa ein Stadtgebiet einer Großstadt, usw. bereitzustellen. MSs, die sich innerhalb kleinerer geografischer Gebiete (11 bis 48) befinden, können Kommunikationsdienste über BTSs (100) erhalten, die das kleinere geografische Gebiet (11 bis 48) bedienen. (Auf eine BTS (100), die ein kleineres geografisches Gebiet (11 bis 48) bedient, soll nachstehend mit Bezug auf das bediente geografische Gebiet (zum Beispiel BTS 11, usw.) Bezug genommen werden.)
Nach der Aktivierung erfassen die MSs (20 oder 21) das Vorhandensein naheliegender BTSs (11 bis 48) über Signale, die von BTSs (11 bis 48) zu Gunsten der MSs (20 oder 21) übertragen werden. Der Abwärts-CCCH einer BTS (11 bis 48) enthält unverwechselbare Kennzeichnungssignale sowie Synchronisierungs- und Zeitinformationen, die einem zugewiesenen Spektrum (Frequenzen (FRN) 1-N) und Schlitzen der übertragenden BTS (11 bis 48) gemeinsam sind. Zusammen mit den Zeit- und Synchronisierungsinformationen wird eine eindeutige Rahmennummer (FN) (siehe GSM-Empfehlung 4.3.3) übertragen. Die FN stellt ein Mittel bereit, um eine langsame, zunehmende Zahl mit Zeitrahmen zu verknüpfen. Die eindeutige FN wird von der MS (20 oder 21) zusammen mit anderen Informationen verwendet, die der Teilnehmer-MS (20 oder 21) von der BTS (11 bis 48) mitgeteilt werden, wie etwa der verwendete Sprungalgorithmus, der Sprungfrequenzsatz (MA) und eine benutzerspezifische Nummer (MAIO) (siehe GSM-Empfehlung 62.2), damit die Teilnehmer-MS (10) die spezifische Frequenz bestimmen kann, die für einen besonderen Rahmen verwendet wird. Die besonderen verwendeten Sprungalgorithmen und die vorsichtige Parameterzuweisung durch die Mobilsystemsteuerung (BSC 106) stellt sicher, dass die unmittelbaren Radiofrequenzen, die von jeder MS (20 oder 21), die von einer besonderen BTS (11 bis 48) bedient wird, verwendet werden, unterschiedlich sind und sich nicht überdecken.
Beispielsweise tastet die MS (20) (Fig. 3), die Zugriff auf das System wünscht, nach dem CCCH der BTS (23) ab und identifiziert diesen. Die MS (20) überwacht und erfasst Informationen (FN, MA und MAIO), die eine Aufwärtskommunikationsressource definieren, über die eine Zugriffsanforderung zu übertragen ist. Nach der Übertragung der Zugriffsanforderung, überwacht die MS (20) den CCCH auf dem Abwärtsprimärkanal (f&sub1;) auf der Suche nach Kanalzuweisungsnachrichten.
Wie in den GSM-Empfehlungen vorgesehen, werden Kanalzuweisungsnachrichten von der BTS (23) an die MS (20) mitgeteilt. Durch entsprechende Codierung stellen diese Zuweisungsnachrichten der Benutzer-MS (20) die spezifischen Parameter bereit, die notwendig sind, um eindeutig die spezifische Frequenz und den Schlitz zu bestimmen, in dem Informationen zwischen BTS und MS ausgetauscht werden können.
Erfindungsgemäß sind die Kommunikationseinheiten (20 und 21) und BTSs (11 bis 48) gestaltet (Fig. 4), um Signale wie oben beschrieben und im Wesentlichen wie bei GSM vorgeschrieben auszutauschen. Entsprechend fordern Kommunikationseinheiten (20 und 21), im Wesentlichen wie in den GSM-Empfehlungen vorgeschrieben, Zugriff auf Verkehrskanäle (TCHs) an, und diese werden ihnen zugeteilt.
Nach der Zuweisung eines TCHs, stellt sich eine Kommunikationseinheit (20) (Fig. 3) auf die zugewiesene Frequenz und den Schlitz ein und beginnt mit dem Austausch eines durch die bedienende BTS (23) mitgeteilten Signals. Während des Austauschs des mitgeteilten Signals tastet die Kommunikationseinheit (20) nach einer erhaltenen Signalstärkenangabe (RSSI) von Sendungssteuerkanälen (BCCHs) nahe gelegener BTSs (zum Beispiel 22, 23, 24, 19, 33, 31, 30, 28, 26 und 27) ab und misst diese nach der Erfassung. Nach Erfassung und Messung eines BCCHs empfängt und decodiert die Kommunikationseinheit auch eine Kennung der übertragenden BTS (zum Beispiel 22, 23, 24, 19, 33, 31, 30, 28, 26 und 27).
Die Kommunikationseinheit (20) kann der bedienenden BTS (23) auf einem langsamen zugehörigen Steuerkanal (SACCH), der mit dem zugewiesenen TCH verknüpft ist, die RSSI und Kennung jeder erfassten BTS mitteilen. Die RSSIs und Kennungen werden wiederum an die BSC (106) übertragen. Die RSSIs und zugehörigen Kennungen von bis zu sechs erfassten BTSs können der BTS (23) auf dem SACCH übertragen, an die BSC (106) weitergeleitet und als übermittelte RSSI- Werte gespeichert werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Kennung der sechs erfassten BTSs überprüft werden, und am selben Ort befindliche BTSs oder BISs innerhalb einer vorbestimmten Entfernung (zum Beispiel eine Mikrozelle) können günstigerweise als mögliche Weiterreichungziele vermieden werden. Anschließend können Vergleiche der restlichen BTSs unter Berücksichtigung des Leistungsbudgetausdrucks vorgenommen werden, um die am besten geeignete Weiterreichungs-BTS zu bestimmen.
In Fig. 5 ist ein Beispiel eines derartigen Falls gezeigt. In Fig. 5 hat sich die MS (20), die ein mitgeteiltes Signal über eine bedienende BTS (23) austauscht, in das Bedeckungsgebiet einer benachbarten BTS (31) begeben. Während sich die MS (20) in das benachbarte Bedeckungsgebiet (31) begibt, kann die MS (20) an die bedienende BTS (23) RSSI-Werte von -87 dbm auf der Frequenz f1 von der BTS 23, -90 dbm auf der Frequenz f2 von der BTS 24, -100 dbm auf der Frequenz f3 von der BTS 31, -101 dbm auf der Frequenz f4 von der BTS 30, -105 dbm auf der Frequenz f5 von der BTS 33 und -106 dbm auf der Frequenz f6 von der BTS 20 übertragen.
Während sich die MS (20) in die benachbarte BTS (31) begibt, muss der Zeitvorschub der von der MS (20) übertragenen Signale erhöht werden, um die größere Entfernung auszugleichen. Sollte keine Leistungsbudget-Weiterreichung an die benachbarte BTS (31) erfolgen (wegen einer Behinderung oder aus einem anderen Grund), so kann der Zeitvorschub eine Zeitvorschubschwelle für das System erreichen (typischerweise 150 bis 200% des Zeitvorschubs am Rand der bedienenden BTS (23)), oder die Aufwärts-/Abwärts- RSSI kann eine RXLEV-Schwelle erreichen, oder die Aufwärts-/Abwärtsbitfehlerrate kann eine RXQUAL-Schwelle erreichen. In diesem Fall kann die überschrittene Schwelle (Zeitvorschub oder RXQUAL oder RXLEV) zu einer Bestimmung führen, dass eine Übergabe notwendig ist.
Nachdem erfasst wurde, dass eine auf Zeitvorschub, RXQUAL oder RXLEV basierende Weiterreichung notwendig ist, verwirft (307) die steuernde BSC (106) (im Falle einer Weiterreichung zwischen BTSs) oder die MSC (107) (im Falle einer Weiterreichung zwischen BSCs) als erster erfindungsgemäßer Arbeitsschritt RSSI-Werte ungeeigneter BTSs. Im Falle einer Weiterreichung wegen Zeitvorschub, RXQUAL oder RXLEV von der BTS 23, sind geeignete Weiterreichungsziele erfindungsgemäß diejenigen BTSs, die Bedeckungsgebiete aufweisen, die der Sektorantenne der bedienenden BTS (23) benachbart und gegenüberliegend sind (geeignete, gegenüberliegende BTSs). Erfindungsgemäß bestehen geeignete, gegenüberliegende BTSs aus den BTSs (26, 28, 30, 31, 33 und 20).
In dem obigen Beispiel ist die BTS 24 kein geeignetes Weiterreichungsziel und wird deshalb nicht als Weiterreichungsziel angesehen. Anschließend werden Leistungsbudgetberechnungen bezüglich der vier restlichen RSSI-Werte vorgenommen. Wenn MS_TXPWR_MAX bei jeder BTS gleich P ist, PWR_C_D der BTS (23) Null ist und die Höchstleistung der MS (20) gleich 43 dbm ist, darin ergibt die Berechnung von PBGT(n) berechnete Werte wie folgt:
PBGT (20) = ((43) - (-87) - 0) - ((43) - (-106)) = -19 db
PBGT(30) = ((43) - (-87) - 0) - ((43) - (-101)) = -14 db
PBGT(31) = ((43) - (-87) - 0) - ((43) - (-100)) = -13 dt
PBGT(33) = ((43) - (-87) - 0) - ((43) - (-105)) = -18 db
Das auf derartigen Berechnungen basierend ausgewählte Weiterreichungsziel (302) ginge, auf dem größten relativen Wert von PBGT(n) beruhend, an die BTS 31. In diesem Fall ginge die Weiterreichung an die BTS 31.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Schwellenwert von einem Systembediener eingestellt werden, der einen Schwellenwert von PBGT(n) vorschreibt, bei dem die Weiterreichung erfolgen soll. In einem Fall, bei dem ein Mindestwert von PBGT(n) eingestellt wird und die Schwelle nicht überschritten wurde, würde dann die auf Zeitvorschub, RXQUAL oder RXLEV basierende Weiterreichung abhängig von einer Änderung der über mittelten RSSI-Werte verschoben. Für den Fall, dass die Zeitvorschubschwelle überschritten wird, kann dann die Weiterreichung wie oben erfolgen.
Die Verwendung eines Weiterreichungs-Schwellenwerts von Null (PBGT(n) = 0) kann benötigen, dass die Signalqualität in einer Weiterreichungsziel-BTS mindestens so gut ist wie die Signalqualität in der ursprünglichen bedienenden Zelle. Die Verwendung einer PBGT(n)-Schwelle von Null oder mehr würde im Wesentlichen das Hin- und Herspringen nach der Übergabe vermeiden, indem sie sicherstellt, dass die Übergabe-BTS im Wesentlichen die gleiche Signalqualität wie die ursprüngliche, bedienende BIS bereitstellt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird Übergabe anlässlich der Tatsache, dass der übermittelte RSSI-Wert der bedienenden BTS den übermittelten RSSI-Wert der Ziel-BTS überschreitet, verschoben.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können übermittelte RSSI-Werte von am selben Ort befindlichen BTSen verwendet werden, um die Anzahl geeigneter gegenüberliegender BTS-Übergabeziele zu reduzieren und eine Schätzung des Aufenthaltsorts einer MS bereitzustellen. In diesem Fall kann das Vorhandensein (301) einer RSSI- Messung von einer am selben Ort befindlichen BTS (berichtende am selben Ort befindliche BTS) anzeigen, dass die MS sich an einen Ort innerhalb einer gegenüberliegenden BTS in der Nähe des Bedeckungsgebiets der am selben Ort befindlichen BTS begeben hat.
Bei dem obigen Beispiel der MS (20), die von der BTS 23 bedient wird und einen berichteten RSSI-Wert von der am selben Ort befindlichen BTS 24 bereitstellt, kann der berichtete RSSI-Wert von der am selben Ort befindlichen BTS (24) verwendet werden, um geeignete Übergabeziele an gegenüberliegende BTSs 31, 33 und 20 in der Nähe der am selben Ort befindlichen BTS (24) einzuschränken. In diesem Fall kann die Übergabe auf dem größten relativen PBGT(n)-Wert basieren. Wie oben erwähnt, kann die Übergabe in diesem Fall von einem PBGT(n)-Schwellenwert abhängig sein (304).
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die berichteten RSSI-Werte von mehr als einer am selben Ort befindlichen BTS (303) verwendet werden, um die Anzahl der geeigneten gegenüberliegenden BTSs als Übertragungsziele zu reduzieren. Bei dem obigen Beispiel, bei dem eine MS (20), die von der BTS 23 bedient wird, RSSI-Werte von der am selben Ort befindlicher BTS 22 sowie von der BTS 24 berichten sollte, kann dann ein Vergleich verwendet werden, um die Übergabe (306) an gegenüberliegende BTSs einzuschränken, die der am selben Ort befindlichen BTS, die einen proportional größeren RSSI-Wert bereitstellt (proportionale, am selben Ort befindliche BTS), am nächsten sind.
Die Verwendung eines proportional größeren RSSI-Werts von einer am selben Ort befindlichen BTS, um geeignete, gegenüberliegende BTSs einzuschränken, kann auf einer Annahme beruhen, dass wenn ein erster RSSI-Wert von einer (24) der beiden am selben Ort befindlichen BTSs ein Prozentsatz (zum Beispiel A%) ist, der größer ist als ein zweiter RSST-Wert von der zweiten (22) der beiden am selben Ort befindlichen BTSs, dann eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die MS (20) sich in einem Bedeckungsgebiet einer gegenüberliegenden BTS (31, 33 oder 20) befindet, die in der Nähe der proportionalen am selben Ort befindlichen BTS liegt. Durch die Einschränkung der Erwägung geeigneter Übergabeziele an die gegenüberliegenden BISs (31, 33 und 20), die in der Nähe der proportionalen am selben Ort befindlichen BTS (24) liegen, wird die Übergabe an ungeeignete BTSs oder an BTSs, die sofort an ein anderes Ziel zurückgeben, reduziert. Die Auswahl eines Übergabeziels von der gegenüberliegenden BTS (31, 33 oder 20) kann, wie oben erwähnt, auf den Ergebnissen der PBGT(n)- Berechnungen beruhen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die RSSI-Werte von BTSs gemessen, welche die bedienende Zelle (23) umgeben. In diesem Fall messen die BTSs 22, 24, 19, 20, 33, 31, 30, 28, 26 und 27 den RSSI-Wert eines Signals, das von der MS (20) übertragen wird.
Ein geeignetes Übergabeziel kann auf den PBGT(n)- Berechnungen der sechs gegenüberliegenden BTSs (28, 30, 31, 33 und 20) beruhen, oder die Liste geeigneter Ziele kann wie oben erwähnt reduziert werden, indem gegenüberliegende Zellen in der Nähe einer proportionalen am selben Ort befindlichen BTS ausgewählt werden.

Claims

1. Verfahren zur Auswahl einer Ziel-BTS für eine Übergabe ("handoff") in einem zellularen Kommunikationssystem, das eine bedienende BTS und eine Vielzahl weiterer BTSs umfasst, wobei jede eine einzelne Richtantenne aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Abtasten nach Signalen, die von den in dem System enthaltenen BTSs übertragen werden, und nach Erfassung, Messen und Berichten eines

RSSI-Wertes eines jeden der erfassten Signale, wodurch ein anfänglicher Satz von BTSs definiert wird,

und gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

A) Vorauswählen aus dem anfänglichen Satz, als mögliche Ziel-BTSs, von BTSs, die der bedienenden BTS (23) benachbart sind, und deren Antennen richtungsmäßig der Richtantenne der bedienenden BTS gegenüberliegen;

B) Identifizieren berichteter RSSI-Werte der möglichen Ziel-BTSs;

C) Berechnen eines Leistungsbudgetwertes für jede der möglichen Ziel-BTSs mit zuvor identifizierten übermittelten RSSI-Werten, der auf den berichteten RSSI-Werten beruht; und

D) Auswählen der möglichen Ziel-BTS mit dem größten Leistungsbudgetwert als Ziel-BTS.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens der Ziel-BTS ferner den Schritt des Verschiebens der Übergabe anlässlich der Tatsache umfasst, dass der übermittelte RSSI-Wert der bedienenden BTS den übermittelten RSSI-Wert der Ziel-BTS überschreitet.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Auswählens der Ziel-BTS ferner den Schritt des Verschiebens der Übergabe anlässlich der Tatsache umfasst, dass der Leistungsbudgetwert der Ziel-BTS einen Schwellenwert nicht überschreitet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Übergebens einer Mobilstation an die Ziel-BTS.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Identifizierens von berichteten RSSI-Werten der möglichen Ziel-BTSs ferner den Schritt des Identifizierens nur der berichteten RSSI-Werte der möglichen Ziel-BTSs umfasst, die einer berichtenden am selben Ort befindlichen ("co-sited") BTS benachbart sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Identifizierens der berichteten RSSI-Werte ferner den Schritt des Vergleichens des RSSI- Wertes von zwei am selben Ort befindlichen BTSs vor dem weiteren Einschränken der möglichen Übergabeziele an die benachbarten BTSs der am selben Ort befindlichen BTS mit dem proportional größeren RSSI-Wert umfasst.

7. Vorrichtung zur Auswahl einer Ziel-BTS für eine Übergabe in einem zellularen Kommunikationssystem, das eine bedienende BTS und eine Vielzahl von weiteren BTSs umfasst, wobei jede BTS eine einzelne Richtantenne aufweist, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst.

Mittel zum Abtasten nach Signalen, die von den in dem System enthaltenen BTSs übertragen werden, und nach der Erfassung, zum Messen und Berichten

eines RSSI-Wertes von jedem der erfassten Signale, wodurch ein anfänglicher Satz von BTSs definiert wird,

und gekennzeichnet durch

A) Mittel zum Vorauswählen aus dem anfänglichen Satz, als mögliche Ziel-BTSe, von BTSs, die der bedienenden BTS (23) benachbart sind und deren Antennen richtungsmäßig der Richtantenne der bedienenden BTS gegenüberliegen;

B) Mittel zum Identifizieren berichteter RSSI-Werte der möglichen Ziel-BTSs;

C) Mittel zum Berechnen eines Leistungsbudgetwertes für jede der möglichen Ziel-BTSs mit zuvor identifizierten berichteten RSSI-Werten, der auf den berichteten RSSI-Werten beruht; und

D) Mittel zum Auswählen der möglichen Ziel-BTS mit dem größten Leistungsbudgetwert als Ziel-BTS.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Mittel zum Auswählen der Ziel-BTS ferner Mittel zum Verschieben der Übergabe anlässlich der Tatsache umfassen, dass der berichtete RSSI-Wert der bedienenden BTS den berichteten RSSI-Wert der Ziel-BTS überschreitet.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Mittel zum Auswählen der Ziel-BTS ferner Mittel zum Verschieben der Übergabe anlässlich der Tatsache umfassen, dass der Leistungsbudgetwert der Ziel-BTS einen Schwellenwert nicht überschreitet.

10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, die ferner Mittel umfasst, um eine Mobilstation an die Ziel- BTS zu übergeben.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Mittel zum Identifizieren berichteter RSSI-Werte der möglichen Ziel-BTSs ferner Mittel zum Identifizieren nur berichteter RSSI-werte möglicher Ziel-BTSs umfassen, die einer berichtenden am selben Ort befindlichen BTS benachbart sind.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Mittel zum Identifizieren berichteter RSSI-Werte möglicher Ziel-BTSs ferner Mittel zum. Vergleichen des RSSI- Wertes zweier am selben Ort befindlicher BTSs vor dem weiteren Einschränken der möglichen Übergabeziele an die benachbarten BTSs der am selben Ort befindlichen BTS mit dem proportional größeren RSSI-Wert umfassen.