DE19961516A1 - Verfahren zur Steuerung einer Verbindungsweiterschaltung in einem Funk-Kommunikationssystem - Google Patents

Abstract

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Ver­ bindungsweiterschaltung in einem Funk-Kommunikationssystem.

Ein Mobilfunk-Kommunikationssystem umfaßt typischerweise eine Vielzahl von Sender-Empfängerstationen oder Basisstationen, die Funksignale mit mobilen Endgeräten austauschen, die sich in Reichweite dieser Stationen befinden, sowie wenigstens eine Verwaltungseinheit, die Nutzdaten zwischen mobilen End­ geräten, die sich in Reichweite unterschiedlicher Basissta­ tionen befinden, oder zwischen einem mobilen Endgerät und ei­ nem Festnetz vermitteln.

Bei einem sogenannten W-CDMA-Mobilfunk-Kommunikationssystemen wie etwa dem TDD-Modus des zukünftigen UMTS-Mobilfunksystems (Universal Mobile Telecommunication System) der dritten Gene­ ration ist die Möglichkeit vorgesehen, daß ein mobiles Endge­ rät zu einem gegebenen Zeitpunkt mit einer Teilmenge dieser Sender-/Empfängerstationen kommuniziert, indem es Nutzdaten, die einer einzigen Gesprächsverbindung zugehören, auf ver­ schiedenen Kanälen von mehreren dieser Stationen empfängt, und umgekehrt auch von dem Endgerät gesendete Nutzdaten von diesen mehreren Stationen empfangen werden. Diese Teilmenge wird auch als aktive Menge bezeichnet.

Der Sinn dieser an sich redundanten Übertragung ist die Ver­ meidung von Übertragungslücken, wenn das mobile Endgerät die Reichweite einer Station, mit der es kommuniziert, verläßt:
Wenn es nur mit einer einzigen Station kommuniziert, so bricht bei Verlassen von deren Reichweite die Funkverbindung ab, und die Nutzdatenübertragung von und zum Endgerät kann erst weitergehen, wenn diesem eine andere Station zugeordnet worden ist, die an das Endgerät zu übertragenden Nutzdaten an diese Station vermittelt werden und Endgerät und neue Station miteinander synchronisiert sind. Bei der gleichzeitigen Kom­ munikation mit mehreren Stationen hingegen führt der Ausfall der Funkverbindung zwischen dem mobilen Endgerät und einer der Stationen noch nicht zur Unterbrechung der Übertragung, da diese über die anderen Stationen unverändert weiterläuft, während für die ausgefallene Station eine Ersatzstation fest­ gelegt und die Kommunikation mit dieser aufgebaut wird. Diese Art des Stationswechsels unter Fortsetzung der Kommunikation mit einer oder mehreren anderen Stationen wird als sogenannte "weiche" Verbindungsweiterschaltung oder englisch Soft Hand­ over bezeichnet.

Die gleichzeitige Kommunikation mit mehreren Stationen bedeu­ tet jedoch eine erhebliche Belastung der Vermittlungs- und Übertragungskapazität des Funk-Kommunikationssystems. Wenn jedes aktive Endgerät Übertragungskanäle von mehreren Statio­ nen belegt, ist die Zahl der Mobilfunkteilnehmer, die mit ei­ ner gegebenen Netzinfrastruktur gleichzeitig bedient werden können, natürlich erheblich kleiner, als wenn jedes Endgerät nur einen Kanal einer Station beansprucht. Die Notwendigkeit, Empfangssignale aus mehreren Kanälen zu verarbeiten, kann auch bei dem mobilen Endgerät zu einem erhöhten Leistungsver­ brauch und damit zu einer Verringerung der netzunabhängigen Gebrauchszeit eines solchen Endgeräts führen. Es ist daher notwendig, einen Kompromiß zwischen Übertragungssicherheit und der Übertragungskapazität zu finden, der herkömmlicher­ weise so aussieht, daß für ein solches Funk-Kommunikationssy­ stem die maximale Zahl der Stationen, die der aktiven Menge angehören dürfen, auf einen kleinen Wert von z. B. 2 oder 3 festgelegt wird.

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

Simulationsuntersuchungen haben gezeigt, daß bei einem sol­ chen System durchaus noch häufig der Fall eintreten kann, daß zwischen zwei Bewertungen der Übertragungsqualität die Über­ tragungsqualität zwischen dem mobilen Endgerät und allen Sta­ tionen der aktiven Menge so schlecht wird, daß die gesamte aktive Menge auf einen Schlag ausgetauscht werden muß. Eine Übertragungslücke ist die Folge. Eine solche Situation kann sich insbesondere ergeben, wenn sich das mobile Endgerät in einem städtischen Umfeld bewegt: Von Gebäuden gesäumte Stra­ ßen können ein Funksignal über weite Entfernungen in Längs­ richtung führen, in Querrichtung aber abschirmen, so daß ein Endgerät, das sich auf einer solchen Straße befindet, eine aktive Menge haben kann, in der sich nur relativ weit ent­ fernte Stationen befinden. Sobald das Endgerät sich in eine Querstraße bewegt, kann die Übertragung zu und von allen die­ sen Stationen praktisch gleichzeitig abreißen.

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

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

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Während das mobile Endgerät sich in einem beispielhaft ge­ nannten Normalbetriebszustand befindet, wird vorzugsweise pe­ riodisch geprüft, ob es unter den Sender-/Empfängerstationen, die der aktiven Menge nicht angehören, wenigstens eine Sta­ tion gibt, die in dem Fall, daß eine Verbindungsweiterschal­ tung (Handover) durchgeführt werden muß, als zusätzliche Sta­ tion geeignet ist. Eine solche Station, nachfolgend als Kan­ didatenstation bezeichnet, wird zur aktiven Menge hinzugenom­ men, wenn Bedarf nach einem Handover festgestellt wird. Die periodische Wiederholung der Prüfung ist notwendig, um si­ cherzustellen, daß die Kandidatenstation noch geeignet ist, wenn dieser Bedarf tatsächlich eintritt. Dann kann sofort eine Kommunikation zwischen der Kandidatenstation und dem mo­ bilen Endgerät aufgebaut werden, ohne daß dann wertvolle Zeit für die Ermittlung einer geeigneten Kandidatenstation verlo­ rengeht.

Zur Ermittlung der Kandidatenstationen kann gemäß einer er­ sten Alternative die Übertragungsqualität eines von dem mobi­ len Endgerät stammenden Funksignals an den nicht der aktiven Menge angehörenden Sender-/Empfängerstationen erfaßt werden, und es werden diejenigen Stationen als Kandidatenstationen ausgewählt, die das beste Signal empfangen. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, wenn die erfaßten Übertragungsquali­ täten von den Stationen an eine Verwaltungseinheit des Funk- Kommunikationssystems übermittelt werden, die die Auswahl der Kandidatenstationen anhand der übermittelten Übertragungsqua­ litäten vornimmt.

Einer zweiten Alternative zufolge kann das mobile Endgerät die Übertragungsqualität von Funksignalen, die von nicht der aktiven Menge angehörenden Sender-/Empfängerstationen herrüh­ ren, erfassen, und eine oder mehrere Sender- /Empfängerstationen, die die beste Übertragungsqualität auf­ weisen, werden als Kandidatenstationen ausgewählt. Die Aus­ wahl kann vom mobilen Endgerät vorgenommen und zu einer Ver­ waltungseinheit des Funk-Kommunikationssystems signalisiert werden, oder das mobile Endgerät überträgt die Erfassungser­ gebnisse an die Verwaltungseinheit und letztere wählt die Kandidatenstationen aus.

Diese zweite Alternative ist meist mit geringerem Aufwand zu realisieren als die erste. Da eine Verwaltungseinheit in der Regel für eine große Zahl von Endgeräten zuständig ist, kann bei der ersten Alternative ein erheblicher Rechenaufwand in der Verwaltungseinheit notwendig werden, um die von den Sta­ tionen für jedes einzelne mobile Endgerät gelieferten Über­ tragungsqualitäten den einzelnen Endgeräten zuzuordnen, zu vergleichen und geeignete Kandidaten auszuwählen. Wenn hinge­ gen gemäß der zweiten Alternative die Übertragungsqualitäten vom mobilen Endgerät erfaßt werden, entfällt die aufwendige Zuordnung, und die Verwaltungseinheit wird entlastet.

Bedarf nach einem Handover wird vorzugsweise immer dann fest­ gestellt, wenn die Übertragungsqualitäten zwischen dem mobi­ len Endgerät und den Sender-/Empfängerstationen der aktiven Menge einen Grenzwert unterschreiten. Dabei kann die betrach­ tete Übertragungsqualität die der Aufwärts-Übertragung (Uplink - vom mobilen Endgerät zur Station) und/oder die der Abwärts-Übertragung (Downlink - von der Station zum mobilen Endgerät) sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikations­ systems, insbesondere eines Mobilfunksystems,

Fig. 2 die Ergebnisse einer Bewertung der Übertra­ gungsqualität zwischen einem mobilen Endgerät und den einzelnen Stationen eines Funk-Kommu­ nikationssystems;

Fig. 3a bis 3c eine Folge von Bewertungsergebnissen zu ver­ schiedenen Zeitpunkten vor, während und nach einem Handover-Vorgang;

Fig. 4 und 5 jeweils Bewertungsergebnisse zu Beginn von Handover-Vorgängen.

Das in Fig. 1 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems besteht aus einer Vielzahl von Mo­ bilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNC zum Zuteilen von funktechnischen Res­ sourcen, vorgehend als Verwaltungseinheit bezeichnet, verbun­ den. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BSG. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbin­ dung zu Teilnehmerstationen, z. B. Mobilstationen MS oder an­ derweitigen mobilen und stationären Endgeräten aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle ge­ bildet. Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon.

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

Zur Erläuterung verschiedener Ausgestaltungen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wird ein Funk-Kommunikationssystem mit ei­ ner Mehrzahl von Basisstationen BS1, BS2, . . . und einer Ver­ waltungseinheit betrachtet. Ein mobiles Endgerät MS bewegt sich in dem von den Basisstationen abgedeckten geographischen Bereich, in unterschiedlichen Entfernungen von den einzelnen Basisstationen und mit unterschiedlichen Übertragungsqualitä­ ten zwischen ihm und den Basisstationen.

Die Fig. 2 zeigt in Diagrammform die Übertragungsqualitäten zwischen dem mobilen Endgerät MS und fünf Basisstationen BS1, BS2, BS3, BS4, BS5. Dabei ist als Maß der Übertragungsquali­ tät an der vertikalen Achse des Diagramms die Mindestsende­ leistung p aufgetragen, die das mobile Endgerät MS benötigt, um unter Einhaltung einer gegebenen Fehlerquote zu den jewei­ ligen Basisstationen BS1 . . . BS5 zu senden. Als BS mit der höchsten Übertragungsqualität wird jeweils die BS mit der kleinsten Mindestsendeleistung angesehen, also die im Dia­ gramm am niedrigsten gelegene.

Im Diagramm der Fig. 2 besitzt die BS1 die höchste Übertra­ gungsqualität. Ihre Mindestsendeleistung bildet die untere Grenze eines als Handover margin HO bezeichneten Toleranzin­ tervalls, das in einem Normalbetriebszustand des Funk-Kommu­ nikationssystems eine Breite von z. B. 5 dB hat. Innerhalb dieses Intervalls liegen weitere Basisstationen BS2, BS3, BS4, BS5. Eventuell vorhandene Basisstationen mit höherer Mindestsendeleistung sind nicht dargestellt.

Bei dem hier als Beispiel betrachteten Funk-Kommunikationssy­ stem umfaßt im Normalbetriebszustand die aktive Menge maximal 2 Elemente, d. h. eine Gesprächsverbindung des mobilen Endge­ räts läuft gleichzeitig über maximal zwei Basisstationen, die gleiche Nutzdaten an das mobile Endgerät senden bzw. von ihm empfangen. In Fig. 2 umfaßt die aktive Menge die durch einen massiven schwarzen Punkt dargestellten Stationen BS1 und BS2, die die niedrigste Sendeleistung benötigen.

In regelmäßigen Zeitabständen überprüft das mobile Endgerät die Übertragungsqualität der Basisstationen, in deren Reich­ weite es sich befindet, z. B. durch eine Messung der Emp­ fangsfeldstärke von Synchronisationssignalen, die die Basis­ stationen kontinuierlich ausstrahlen. Diese Überprüfung kann beschränkt bleiben auf Stationen, deren Empfangsfeldstärke am mobilen Endgerät einen gegebenen Prozentsatz der Empfangs­ feldstärke der stärksten Station BS1 nicht unterschreitet. Diese Stationen sind im allgemeinen mit denen im HO-Margin identisch. Im Fall der Fig. 2 ergibt eine solche Überprüfung, daß nach den Stationen BS1 und BS2 der aktiven Menge die Sta­ tionen BS3 und BS4 die nächstschwächeren Stationen sind. Das mobile Endgerät meldet diese zwei Stationen an die Verwal­ tungseinheit als Kandidatenstationen, die geeignet wären, die Stationen BS1 und BS2 zu ersetzen, falls die Verbindung zu letzteren abreißen sollte. Die Kandidatenstationen sind je­ weils als halbmassive Punkte dargestellt, während die schwächste Station BS5 durch einen offenen Kreis im Diagramm dargestellt ist.

Während sich das mobile Endgerät bewegt, können sich die Stärkeverhältnisse der einzelnen Stationen zueinander ver­ schieben. Wenn z. B. das Empfangssignal von BS3 stärker wird als das von BS2, so wird BS2 aus der aktiven Menge ausge­ schlossen und durch BS3 ersetzt. Um bei stark wechselnden Empfangsbedingungen nicht zu häufig die Zusammensetzung der aktiven Menge ändern zu müssen, wird eine Hysterese vorgese­ hen: Erst wenn das Empfangssignal der stärker werdenden Sta­ tion um z. B. 1 dB stärker ist als das der schwächer werden­ den, werden sie gegeneinander ausgetauscht.

Auf diese Weise wird in den meisten Anwendungssituationen si­ chergestellt, daß die aktive Menge ständig Basisstationen mit hinreichend guter Übertragungsqualität enthält, so daß das gelegentliche Ausscheiden einer Station aus der aktiven Menge und ihre Ersetzung durch eine andere die Kommunikation des mobilen Endgeräts nicht beeinträchtigt.

Wenn die Übertragungsqualität zwischen dem mobilen Endgerät und den Stationen der aktiven Menge allgemein schlecht ist, können leicht Situationen auftreten, wo innerhalb eines Zei­ tintervalls zwischen zwei Überprüfungen der Übertragungsqua­ lität die Verbindung zu allen Stationen der aktiven Menge ab­ reißt. Diese Gefahr ließe sich zwar verringern, wenn man eine größere aktive Menge zuließe, d. h. eine vielfach redundante Übertragung von und zum mobilen Endgerät vorsähe. Es liegt jedoch auf der Hand, daß eine solche Lösung die Gesamtkapazi­ tät eines Funk-Kommunikationssystems erheblich beschränken und damit die Kosten für Betreiber und Benutzer in die Höhe treiben würde.

Fig. 3a bis 3c zeigt eine solche Situation: Die Mindestsende­ leistungen aller Stationen BS1 bis BS4 sind deutlich höher als im Fall der Fig. 2. Die periodische Überprüfung der Über­ tragungsqualität, die bei den Stationen der aktiven Menge insbesondere durch eine Messung der Bitfehlerrate oder des Signal-Interferenz-Verhältnisses erfolgen kann, liefert kri­ tisch schlechte Werte, so daß eine geringfügige weitere Ver­ schlechterung zu einer Unterbrechung der Kommunikation führen könnte. In dieser Situation sendet das mobile Endgerät ein spezielles Warnsignal aus, das von den Stationen der aktiven Menge BS1 und BS2 aufgefangen und an die Verwaltungseinheit weitergeleitet wird. Das Funk-Kommunikationssystem geht nun in einen Temporärbetriebszustand über, in dem die Zahl der Stationen, die der aktiven Menge angehören dürfen, erhöht ist: Die Verwaltungseinheit fügt die Kandidatenstationen BS3 und BS4 zur aktiven Menge hinzu und überträgt eine diesbezüg­ liche Meldung zurück an das mobile Endgerät. Das mobile End­ gerät beginnt daraufhin damit, zusätzlich zu den von BS1 und BS2 verwendeten Kanälen auch Empfangssignale auf denjenigen Kanälen zu verarbeiten, die die Verwaltungseinheit den Basis­ stationen BS3 und BS4 zugewiesen hat, und aus den auf diesen vier Kanälen empfangenen Signalen die für es bestimmten Nutz­ daten zu rekonstruieren. Fig. 3b zeigt diesen Temporärbe­ triebszustand: alle vier Basisstationen BS1 bis BS4 sind hier als massive Punkte dargestellt.

Fig. 3c zeigt eine Situation zu einem späteren Zeitpunkt, wo sich ausgehend von der Situation von Fig. 3b die Übertra­ gungsqualität der Basisstationen BS1 und BS2 gleichzeitig weiter verschlechtert hat, die von BS3 hingegen ist deutlich verbessert, so daß sie jetzt die stärkste Station ist und die Lage des HO-Margin definiert. Da BS3 seit dem in Fig. 3b ge­ zeigten Zustand der aktiven Menge angehört, konnte das mobile Endgerät über sie ständig kommunizieren, und die Verschlech­ terung der Übertragungsqualität von BS1 und BS2 hat zu keiner Unterbrechung der Kommunikation geführt. Bei einer zu dem in Fig. 3c dargestellten Zeitpunkt durchgeführten Überprüfung der Übertragungsqualität ergibt sich, daß BS1 und BS2 aus dem HO-Margin herausgewandert sind. Das mobile Endgerät meldet dies der Verwaltungseinheit, die daraufhin BS1 und BS2 aus der aktiven Menge ausschließt, d. h. für das mobile Endgerät bestimmte Nutzdaten nicht mehr an diese Stationen weiterlei­ tet. Die aktive Menge besteht nun nur noch aus den Stationen BS3 und BS4, der Normalbetriebszustand ist somit wiederherge­ stellt, und ein Soft Handover ist vollzogen.

Wenn BS1 und BS2 abweichend von der in Fig. 3c dargestellten Situation noch innerhalb des HO-Margin lägen, würde die Rück­ kehr zum Normalbetriebszustand vollzogen, indem nach einer vorgegebenen Dauer des Temporärbetriebszustandes von z. B. 10 Sekunden das mobile Endgerät bei einer Überprüfung der Über­ tragungsqualität die zwei schlechtesten Stationen an die Ver­ waltungseinheit meldet, woraufhin diese sie aus der aktiven Menge ausschließt.

Das Verfahren ist auch anwendbar bei Funk-Kommunikationssys­ temen, die unterschiedliche Sendeleistungen der Basisstatio­ nen in Abhängigkeit von der Empfangssituation am mobilen End­ gerät vorsehen. Zur Steuerung der Sendeleistung senden die mobilen Endgeräte eines solchen Systems Befehle in Form soge­ nannter TPC- (Transmit Power Control) -Bits an die Basissta­ tionen, um sie zu veranlassen, ihre Sendeleistung herauf- oder herabzusetzen. Wenn eine Basisstation einen Befehl zum Herabsetzen der Sendeleistung von einem mobilen Endgerät im Temporärbetriebszustand empfängt, so ist dies ein sicheres Anzeichen dafür, daß die Übertragungsqualität dieses Endge­ räts wieder gut ist. Daher ist auch der Empfang eines solchen Befehls Anlaß zur Rückkehr in den Normalbetriebszustand Fig. 4 zeigt eine andere Situation mit kritisch schlechten Übertragungsbedingungen. Wiederum sei BS1 die stärkste Basis­ station. In ihrem HO-Margin HO liegt noch die Station BS2, die nächstschwächeren Stationen BS3 und BS4 liegen außerhalb. Bei seiner periodischen Überprüfung der Übertragungsqualität findet das mobile Endgerät daher im HO-Margin HO keine geeig­ neten Kandidatenstationen und meldet folglich auch keine an die Verwaltungseinheit. Dies ist so lange unkritisch, wie die Übertragungsqualität der Basisstationen der aktiven Menge gut ist, ein abruptes Abreißen der Kommunikation mit ihnen also noch nicht zu befürchten ist. Wenn aber, wie in der hier be­ trachteten Situation, auch die Übertragungsqualität der akti­ ven Menge schlecht ist, vergrößert das mobile Endgerät den HO-Margin auf z. B. 10 dB, meldet dies an die Verwaltungsein­ heit und beginnt, in diesem vergrößerten HO-Margin HO' nach Kandidatenstationen zu suchen. In dem vergrößerten HO-Margin HO' findet es die Stationen BS3 und BS4 und meldet sie an die Verwaltungseinheit. Wenn die Verwaltungseinheit nun das Warn­ signal des mobilen Endgeräts erhält, geht sie in den Tempo­ rärbetriebszustand über, indem sie BS3 und BS4 zur aktiven Menge hinzufügt. Die Rückkehr zum Normalbetriebszustand er­ folgt wie oben beschrieben.

Fig. 5 zeigt eine Situation, in der der HO-Margin der stärk­ sten Station BS1 keine weitere Station enthält. Da im Normal­ betriebszustand nur solche Stationen in die aktive Menge auf­ genommen werden, die im HO-Margin HO liegen, ist in diesem Fall die aktive Menge kleiner als der hier als Beispiel ange­ nommene Höchstwert von 2. Wenn die Übertragungsqualität der Station BS1 unter einen Grenzwert fällt, erweitert das mobile Endgerät den HO-Margin, wie mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Im erweiterten HO-Margin HO' findet es die Station BS2 und meldet sie als Kandidatenstation. Bei Empfang des Warnsignals geht die Verwaltungseinheit in den Temporärbetriebszustand über und fügt BS2 zur aktiven Menge hinzu. Die aktive Menge enthält nun zwei Stationen, also nicht mehr als auch im Nor­ malbetriebszustand zulässig. Wenn am Ende des Temporärbe­ triebszustandes beide Stationen BS1 und BS2 im ursprünglichen HO-Margin HO liegen, verbleibt die Station BS2 in der aktiven Menge; zur Rückkehr in den Normalbetriebszustandes ist dann lediglich erforderlich, daß das mobile Endgerät die Erweite­ rung des HO-Margin rückgängig macht.

Diverse Abwandlungen des hier beschriebenen Verfahrens sind möglich. So kann z. B. die Umschaltung vom schmalen zum ver­ breiterten HO-Margin von einer Genehmigung der Verwaltungs­ einheit abhängig gemacht werden.

Die maximal zulässige Zahl von Basisstationen in der aktiven Menge kann größer sein als 2. Für die maximale Zahl von Kan­ didatenstationen, die an die Verwaltungseinheit gemeldet wer­ den, kann ein fester Wert vorgegeben werden, der größer als 2 sein, aber auch 1 betragen kann. Statt dessen kann aber auch eine maximale Zahl von Stationen vorgegeben werden, die im Temporärbetriebszustand der aktiven Menge angehören dürfen. Wenn die aktive Menge im Normalbetriebszustand ihre maximal zulässige Größe nicht erreicht, können dann entsprechend mehr Kandidatenstationen erfaßt und im Temporärbetriebszustand zur aktiven Menge hinzugefügt werden.

Anstelle einer Überprüfung der Empfangsqualität durch Messun­ gen am mobilen Endgerät oder ergänzend zu diesen Messungen können analoge Messungen auch an den Basisstationen der akti­ ven Menge vorgenommen werden, und der Temporärbetriebszustand herbeigeführt werden, wenn diese Messungen eine zu niedrige Signalleistung, eine zu hohe Bitfehlerrate oder zu niedriges Signal-Interferenz-Verhältnis ergeben. Da jede Basisstation nur ihre eigene Übertragungsqualität messen kann, werden die Meßergebnisse an die Verwaltungseinheit übertragen, die in Kenntnis der von den Stationen der aktiven Menge und ggf. dem mobilen Endgerät gemeldeten Übertragungsqualitäten eine Ent­ scheidung über den Übergang in den Temporärbetriebszustand trifft.

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

Claims (18)

1. Verfahren zur Steuerung einer Verbindungsweiterschaltung in einem Funk-Kommunikationssystem, das eine Vielzahl von Sender-/Empfängerstationen (BS1, . . ., BS5) aufweist, bei dem zu einem gegebenen Zeitpunkt eine erste Menge dieser Sender- Empfängerstationen eine aktive Menge von Stationen (BS1, BS2) bildet, die mit einem mobilen Endgerät (MS) kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Ermittlung eines Bedarfs der Verbindungsweiter­ schaltung die aktive Menge von Stationen (BS1, BS2) um wenig­ stens eine zusätzliche mit dem mobilen Endgerät (MS) kommuni­ zierende Station (BS3, BS4) erweitert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Verzögerung die aktive Menge von Stationen wieder­ hergestellt wird, indem wenigstens eine Station (BS1, BS2) der erweiterten aktiven Menge (BS1, . . ., BS4), die eine nied­ rigste Übertragungsqualität aufweist, aus der aktiven Menge ausgeschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch geprüft wird, ob es unter Stationen (BS1, . . ., BS4), die der aktiven Menge von Stationen (BS1, BS2) nicht angehören, wenigstens eine sogenannte Kandidatenstation (BS3, BS4) gibt, die in dem Fall, daß eine Verbindungsweiterschal­ tung initiiert wird, als zusätzliche Station zur Kommunika­ tion mit dem mobilen Endgerät (MS) geeignet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Übertragungsqualität eines von dem mobilen End­ gerät (MS) ausgesendeten Funksignals an den nicht der aktiven Menge angehörenden Stationen (BS2, BS4) ermittelt und zumin­ dest diejenige Station, die das beste Signal empfängt, als Kandidatenstation (BS3, BS4) ausgewählt wird.

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

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mobile Endgerät (MS) die Übertragungsqualität von Funksi­ gnalen, die von nicht der aktiven Menge angehörenden Statio­ nen (BS3, BS4) ausgesendet werden, ermittelt und zumindest diejenige Station, dessen Übertragungsqualität einen bestimm­ ten Grenzwert überschreitet, als Kandidatenstation (BS3, BS4) ausgewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mobile Endgerät (MS) die Auswahl der Kandidatenstationen (BS3, BS4) vornimmt und die getroffene Auswahl an eine Ver­ waltungseinheit (RNC) in dem Funk-Kommunikationssystem über­ trägt.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung des Bedarfs nach einer Verbindungsweiter­ schaltung die Verwaltungseinheit (RNC) wenigstens eine ermit­ telte Kandidatenstation (BS3, BS4) veranlaßt, die Kommunika­ tion mit dem mobilen Endgerät (MS) aufzubauen.

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

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedarf nach einer Verbindungsweiterschaltung ermittelt wird, wenn die Übertragungsqualitäten zwischen dem mobilen Endgerät und den Stationen (BS1, BS2) der aktiven Menge einen bestimmten Grenzwert unterschreiten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsqualitäten jeweils in den Stationen (BS1, BS2) der aktiven Menge bewertet werden und zu der Verwal­ tungseinheit (RNC) des Funk-Kommunikationssystems signali­ siert werden, und daß die Verwaltungseinheit (RNC) den Bedarf der Verbindungsweiterschaltung ermittelt.

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

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsqualität anhand einer Stärke des Empfangs­ signals, einer erforderlichen Sendeleistung (P) des mobilen Endgeräts (MS), einer Bitfehlerrate (Bit Error Rate, BER) und/oder einem Signal-Interferenz-Verhältnis (Signal Interfe­ rence Ratio, STR) bewertet wird.

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

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

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die aktive Menge Stationen diejenige Station (BS1), die die beste Übertragungsqualität aufweist, sowie Stationen (BS2) aufgenommen werden, deren Übertragungsqualität in einem Toleranzintervall (HO) unterhalb der besten Übertragungsqua­ lität liegt, und daß eine Station aus der aktiven Menge aus­ geschlossen wird, wenn ihre Übertragungsqualität das Tole­ ranzintervall (HO) verläßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß nur Stationen, die in dem Toleranzintervall (HO) liegen, als Kandidatenstationen ausgewählt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß während der Zeitraumes der erweiterten Menge Stationen das Toleranzintervall erweitert wird (HO'), wenn es anderenfalls keine Kandidatenstation enthält.