DE69634508T2

DE69634508T2 - System und verfahren zur lastverringerung in einem mobilen kommunikationssystem und mobiles kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69634508T2
Application number: DE69634508T
Authority: DE
Inventors: Göran Carlsson
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2016-01-20
Also published as: FI973068A0; DE69634508D1; US6026302A; SE9500170L; WO1996022666A1; FI973068A; SE9500170D0; EP0804861B1; CN1178061A; SE504082C2; JPH10512725A; CN1090884C; AU4499896A; EP0804861A1; FI117884B; JP3909442B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein System für Verbindung oder Kommunikation zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Anzahl von Funkbasisstationen in einem Kommunikationssystem. Um eine Vermittlungsstelle sind eine Anzahl von Funkbasisstationen angeordnet, die mit der Vermittlungsstelle über eine Verbindungsanordnung verbunden sind, welche eine Anzahl von Steuerkanälen umfasst, auf welchen Steuerdaten kommuniziert werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren für das Kommunizieren von Steuerdaten zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Anzahl von Funkbasisstationen des Kommunikationssystems über eine Verbindungsanordnung für das Bereitstellen der Kommunikation, wobei die Anordnung eine Anzahl von Steuerkanälen umfasst.
Die Erfindung betrifft auch eine Basisstation, die Steuerdaten von einer Vermittlungsstelle empfängt. Und weiter betrifft die Erfindung ein zellulares Kommunikationssystem, umfassend zumindest eine Vermittlungsstelle sowie eine Anzahl von Funkbasisstationen und eine Anzahl von Mobilstationen, wobei die Vermittlungsstelle mit den Basisstationen über eine Verbindungsanordnung verbunden ist, welche eine Anzahl von Steuerkanälen umfasst.
STAND DER TECHNIK
Es existieren aktuelle Systeme, welche eine Anzahl von Vermittlungsstellen umfassen, wobei mit jeder von diesen eine Anzahl von Basisstationen verbunden ist. Zum Beispiel sind entsprechend den EIA/TIA-Standards (Electronic Industries Association/Telecommunications Industries Association) die Basisstationen mit der Vermittlungsstelle über Pulscodemodulations-Verbindungen, auch PCM-Verbindungen genannt, verbunden. Ein Zeitschlitz einer PCM-Verbindung ist fest für Steuerungszwecke zugeordnet. In einem Mobil-Kommunikationssystem ist die Überdeckung durch eine Basisstation allgemein aufgeteilt in entweder eine Zelle, zum Beispiel eine so genannte omni-directionale Zelle, oder in drei Zellen, genannt Sektor-Zellen, jede überdeckend einen gegebenen Winkelbereich. Für jede Zelle gibt es zumindest einen Steuerkanal; es kann einen digitalen Steuerkanal oder einen analogen Steuerkanal geben, es können aber auch Beide vorhanden, sein ein digitaler und ein analoger Kanal pro Zelle. Der für Steuerungszwecke verwendete Zeitschlitz der PCM-Verbindung kann in dem bekannten System maximal von drei analogen und drei digitalen Steuerkanälen gemeinsam genutzt werden. Im Fall einer Sprachverbindung zu einer Mobilstation wird ein so genanntes Rufsignal ausgestrahlt, das eine Steuerungs-Mitteilung ist, welche die Identität der Mobilstation enthält. Um die gewünschte Mobilstation zu finden, muss das Rufsignal über ein weites geographisches Gebiet ausgestrahlt werden und es wird durch alle Steuerkanäle an die Basisstationen gesandt.
In einem Sektor-Zellen umfassenden zellularen System wird das Rufsignal durch alle drei (im Fall von gerade einem Steuerkanal pro Zelle) oder durch alle sechs (im Fall von einem digitalen und einem analogen Steuerkanal pro Zelle) von ein und derselben Vermittlungsstelle an dieselbe Basisstation gesandt. Wenn nicht bekannt ist, ob die Mobilstation eine analoge Station oder eine digitale Station ist, muss das Rufsignal sowohl über die analogen als auch über die digitalen Kanäle gesandt werden. Bereits eine einzelne Sprachverbindung zu einer Mobilstation gibt also Anlass zu einer großen Zahl von Rufsignalen über das gesamte Standort-Gebiet oder das Ruf-Gebiet. Gegenwärtig sind die meisten der Signale auf den Downlink-Steuerkanälen, das ist von der Vermittlungsstelle in einer Richtung zu den Mobilstationen, Rufsignale, wenig Platz lassend für andere Signale, da die Kapazität des einzelnen für Steuer-Signale fest zugeordneten Zeitschlitzes begrenzt ist. In einem speziellen Fall umfasst die Bit-Rate auf der PCM-Verbindung 64 kbits/s. Das Ergebnis ist, dass ein Flaschenhals gebildet ist zwischen der Vermittlungsstelle, zum Beispiel einem Mobil-Schaltzentrum MSC und der Basisstation. Der für Steuerungszwecke verwendete Zeitschlitz der PCM-Verbindung wird daher im Fall einer großen Anzahl von Rufsignalen vor irgendeinem anderen Teil des MBS-Subsystems saturiert sein. Es besteht daher die Gefahr, dass das System im Fall von starkem Verkehr saturiert wird.
In dem GSM-System, zum Beispiel, wird das Rufen etwas anders ausgeführt. Ein Signal wird von der Vermittlungsstelle oder dem Mobil-Schaltzentrum MSC an die Basisstation-Steuerung BSC gesandt und von der Basisstation-Steuerung wird ein Rufsignal pro Steuerkanal an die Basisstation (oder die Basis-Sende-Empfangs-Station) gesandt, in derselben Weise wie oben erklärt. Damit ist es die Verbindung zwischen einer Basisstation-Steuerung und der Basisstation, welche Gefahr läuft im Fall starken Verkehrs überlastet oder verstopft zu werden.
„The GSM system for mobile communication", Mouly, Pautet, Paris 1992, pages 383–384, beschreibt Ruf-Prozeduren in einem GSM-Netz und das Wiederholungskonzept. Es wird ein einziger Steuerkanal zwischen dem BSC und der BS verwendet.
Entsprechend zu US 4,723,266 werden in einem ausgereiften zellularen Funktelefon-Kommunikationssystem unnötige Steuerkanäle durch die gemeinsame Nutzung von Steuerkanal-Sende-Empfangs-Einrichtungen und von Steuerkanälen, zwischen originalen omni-direktionalen Zellen und Teilbereichen dieser originalen Zellen, eliminiert. Ein Steuerkanal ist der originalen Zelle zugeordnet und Zellgebiet-Teilbereiche sind nicht mit eigenen Steuerkanälen ausgestattet. Einer oder mehrere Sprachkanäle sind der originalen omni-direktionalen Zelle zugeordnet und den Zellgebiet-Teilbereichen sind ebenfalls Sprachkanäle zugeordnet. Sprachverbindungen werden zwischen Mobil-Sende-Empfangs-Stationen und der originalen omni-direktionalen Zelle begonnen. Ortungs-Empfänger, verbunden mit den Zellgebiet-Teilbereichen, stellen fest, in welchen Teilbereichen sich bestimmte Mobil-Sende-Empfangs-Stationen befinden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Anordnung für die Kommunikation von Steuerdaten oder von Mehrbenutzersignalen zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Anzahl von Funkbasisstationen bereitzustellen, wobei die Vermittlungsstelle mit der Basisstation-Einrichtung über eine Verbindungsanordnung verbunden ist, die eine Anzahl von Steuerkanälen umfasst, in welchen die Last auf der Verbindungsanordnung verringert ist. Es ist damit ein Ziel der Erfindung, die Anzahl von Signalen zu verringern, die für eine einzelne Verbindung gesendet werden müssen und die gemeinsam und identisch sind für alle Steuerkanäle einer Basisstation, wobei diese Signale hier als Mehrbenutzersignale bezeichnet werden. Benutzer in diesem Zusammenhang bezieht sich auf Sende-Empfangs-Einrichtungen als Nutzer des Signals. Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Last auf der empfangenden Anordnung, z. B. einem Verarbeitungssystem in der Funkbasisstation, zu verringern. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung ein System für Rufsignale bereitzustellen, das bedeutet den Ort eines eingetragenen/berechtigten Mobil-Teilnehmers oder einer Mobilstation zu definieren, wobei das System effizient ist und nicht unnötigerweise eine hohe Last auf der Verbindung oder der Verbindungsanordnung zwischen der Vermittlungsstelle, speziell einer Telefon- Vermittlungsstelle, und der Basisstation zu erzeugt, wobei eine Vermittlungsstelle hier auch eine Basisstation-Steuerungs-Mittel, eine Basisstation-Steuerung BSC, bedeuten kann.
Es ist ein weiteres Ziel, eine Verbindungsanordnung zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Funkbasisstation bereitzustellen, welche eine große Kapazität aufweist.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für das Kommunizieren von Mehrbenutzersignalen (Steuerdaten), solchen wie z. B. Rufsignalen oder Kurzmitteilungssignalen, zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Anzahl von Funkbasisstationen mit einem verringerten Risiko einer Überlastung der Verbindungsanordnung im Fall von vielen gleichzeitigen Aktionen bereitzustellen. Es ist auch ein Ziel, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Last auf der Empfangseinrichtung der Funkbasisstation vermindert.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein eine Anzahl von Vermittlungsstellen umfassendes Kommunikationssystem, eine Anzahl von Funkbasisstationen und eine Anzahl von Mobilstationen bereitzustellen, wobei die Kommunikation von Mehrbenutzersignalen, solchen wie Rufsignalen oder Kurzmitteilungsdienst-Signalen, etc., in einer effizienten Weise mit einem verringerten Risiko der Überlastung oder Verstopfung, einer die Funkbasisstationen mit einer Vermittlungsstelle verbindenden Verbindungsanordnung, ausgeführt wird und wobei die Last auf den Empfangseinrichtungen verringert ist.
Die Erfindung hat es auch als Ziel, eine Funkbasisstation bereitzustellen, welche die oben erwähnten Ziele ermöglicht und erfüllt.
Diese, ebenso wie andere Ziele, werden erreicht durch ein System und ein entsprechendes Verfahren für die Kommunikation von Steuerdaten zwischen einer Vermittlungsstelle und einer Anzahl von Funkbasisstationen, wobei die Verbindungsanordnung, welche eine Anzahl von Steuerkanälen aufweist, mit einem digitalen und/oder einem analogen den Mehrbenutzersignalen zugeordneten Steuerkanal ausgestattet ist. Die Funkbasisstation umfasst eine Empfangseinrichtung, welche prüft ob ein eingehendes Signal ein Mehrbenutzersignal ist und, wenn es ein Mehrbenutzersignal ist, dieses zumindest an eine Anzahl von Steuerkanälen dieser Basisstation verteilt. Die Mehrbenutzersignale umfassen insbesondere Rufsignale. Entsprechend zu speziellen Ausführungsbeispielen können diese auch so genannte Kurzmitteilungsdienst-Signale oder andere ähnliche Signale umfassen. Zweckmäßigerweise werden Mehrbenutzersignale nur an den zugeordneten Steuerkanal und an keinen anderen Kanal gesandt. Es können jedoch auch andere Signale über diesen Steuerkanal gesendet werden.
Die Erfindung ermöglicht auch ein Kommunikationssystem, das die Last auf der Verbindungsanordnung verringert, welche eine Anzahl von Steuerkanälen umfasst und wobei eine Vermittlungsstelle mit einer Funkbasisstation verbunden ist, durch entweder einen digitalen Steuerkanal oder einen analogen Steuerkanal oder je einen von Beiden, einen analogen und einen digitalen Steuerkanal für Mehrbenutzersignale einer bestimmten Art, so wie Rufsignale, Kurzmitteilungsdienst-Signale oder ähnlichen Signalen.
Und weiter stellt die Erfindung eine Funkbasisstation bereit, die mit einer Steuerdaten liefernden Vermittlungsstelle kommuniziert, wobei die Basisstation Verarbeitungsmittel umfasst für das Prüfen, ob ein auf einem für Steuerungs-Zwecke zugeordnetem Steuerkanal eingehendes Steuersignal ein Mehrbenutzersignal ist und, wenn es eines ist, für das Verteilen des Mehrbenutzersignals auf andere Steuerkanäle, die derselben Zelle wie der für Mehrbenutzersignale zugeordnete Steuerkanal zugeordnet sind.
Durch die Erfindung wird die Anzahl von Mehrbenutzersignalen, die gesendet werden müssen um die geeignete Basisstation oder die gewünschte Mobilstation zu finden, beträchtlich verringert. Dieses ist dadurch erreicht, dass ein und dasselbe Signal nicht auf mehr als einem oder zwei (z. B. im Fall, dass nicht bekannt ist ob die Mobilstation eine analoge Station oder eine digitale Station ist, wird auf zwei Kanälen gesendet) Steuerkanälen von ein und derselben Vermittlungsstelle an die Basisstation oder im Fall von z. B. dem GSM-System von der Basisstation-Steuerung zu der Basisstation-(Sende-Empfangs-Einrichtung), gesendet wird. So wird die Anzahl von Mehrbenutzersignalen, solchen wie Rufsignalen, welche verteilt oder auszusenden sind, beträchtlich verringert im Vergleich zu bekannten Anordnungen oder Systemen. Ein anderer Vorteil der Erfindung ist, dass die verringerte Last durch Mehrbenutzersignale auf den Steuerkanälen Kapazität für andere Verkehrsereignisse in den Steuerkanälen freisetzen wird, und dass auch die Gefahr der Erzeugung eines Flaschenhalses sowohl in der Verbindung zur Basisstation als auch in dem empfangenden Prozessor verhindert oder begrenzt wird.
KURZE LEGENDEN DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird in dem Nachfolgenden in einer nicht einschränkenden Weise weiter beschrieben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen:
1 schematisch die Verteilung der Mehrbenutzersignale an eine Anzahl von Basisstationen illustriert,
2 schematisch die Kommunikation zwischen einer Vermittlungsstelle, einer Basisstation mit drei Zellen und einer Mobilstation illustriert,
3a eine Basisstation mit einer Mehrkanaleinrichtung kommunizierend mit einem Mobil-Schaltzentrum MSC und einer Mobilstation illustriert,
3b eine getrennte Kanaleinrichtung der Mehrkanaleinrichtung der 3a illustriert,
4 ein Beispiel des Inhalts eines Datensignals illustriert,
5 schematisch eine entsprechend der Erfindung modifizierte Basisstation illustriert,
6 einen Vergleich zwischen der Last auf einer Verbindungsanordnung eines bekannten Systems und eines Systems entsprechend der Erfindung illustriert, und
7 ein Ausführungsbeispiel betreffend das GSM-System illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Mobil-Kommunikationssysteme im Allgemeinen und in dem Folgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung beschrieben in Bezug auf ein zellulares Kommunikationssystem.
Das Mobil-Kommunikationssystem umfasst im Allgemeinen eine Anzahl von Mobil-Schaltzentren MSC, Ursprungsort-Register, Basisstationen BS und Mobilstationen MS. Es ist das Mobil-Schaltzentrum MSC, das eine Schnittstelle mit z. B. dem öffentlichen leitungsvermittelten Telefon-Netz bildet. Eine Anzahl von Basisstationen BS sind mit einem Mobil-Schaltzentrum MSC über digitale und analoge Leitungen verbunden. Durch eine bestimmte Basisstation BS überdeckte Gebiete werden Zellen genannt. Daher kann eine Basisstation mehr als einer Zelle dienen, das bedeutet eine Zelle bezieht sich auf ein geographisches Gebiet, in welchem eine Sprachverbindung unter Verwendung ein und derselben Funkverbindung bewirkt werden kann. Die mit einem bestimmten Mobil-Schaltzentrum MSC verbundenen Zellen werden bezeichnet als ein so genanntes MSC-Gebiet bildend.
Nun wird eine spezielle Art von Mehrbenutzersignalen, nämlich Rufsignale, diskutiert. Die Funktionsweise der Erfindung ist dieselbe für andere Mehrbenutzersignale. Wenn einer Mobilstation erlaubt ist sich frei innerhalb eines MSC-Gebiets zu bewegen, ohne der Vermittlungsstelle ihren Aufenthaltsort bekannt zu machen, dann muss die Vermittlungsstelle MSC Rufsignale parallel an alle Basisstationen senden, oder die Mobilstation wird parallel von allen Zellen in dem Gebiet gerufen. In einigen Systemen werden so genannte Ortsbereiche eingeführt, welche Bereiche innerhalb des MSC-Gebiets bilden. Das Rufen wird dann stattdessen parallel von allen Zellen innerhalb des Ortsbereichs ausgeführt, was die Last auf dem Rufkanal verringert. Die Basisstationen BS umfassen Kanal-Einheiten, jede umfassend Funk-Sender, Funk-Empfänger und Steuer-Einheit. Die Steuer-Einheit wird für Daten-Kommunikation mit dem Mobil-Schaltzentrum MSC und für die Daten-Signalisierung zu einer Mobilstation MS über die Funkstrecke verwendet. Die Mobilstation MS umfasst einen Funk-Sender, einen Funk-Empfänger und eine Logik-Einheit für die Daten-Signalisierung für die Basisstation BS und einen Telefon-Teil.
Wie oben berichtet, kann eine Basisstation BS mit den Mobilstationen MS kommunizieren, welche sich innerhalb eines gegebenen Gebietes nahe der Basisstation BS befinden. Die Zellen, das sind die durch eine Basisstation überdeckten Gebiete, können von verschiedener Art sein, zum Beispiel omni-direktionale Zellen oder Sektor-Zellen, allgemein abhängig von der Art der verwendeten Antennen. Eine omni-direktionale Zelle umfasst im allgemeinen eine omni-direktionale Antenne, wohingegen in dem Fall von Sektor-Zellen z. B. drei direktionale Antennen vorgesehen sein können, jede überdeckend eine Zelle. Bei Verwendung von Sektor-Zellen, bedient die Basisstation BS dann drei Zellen. In dem beschriebenen System bewegt sich eine Mobilstation MS frei innerhalb des Dienstgebiets des Mobil-Schaltzentrums MSC oder, in weiteren speziellen Ausführungsbeispielen ist das Dienstgebiet in eine Anzahl von Ortsbereichen unterteilt. Im Fall eines nicht unterteilten MSC-Dienstgebietes kann die Mobilstation sich frei innerhalb dieses Gebietes bewegen ohne das Vermittlungsstellen-MSC über ihren Aufenthaltsort zu informieren; das Vermittlungsstellen-MSC kennt daher, wie in dem Vorangegangenen gesagt, den exakten Ort der Mobilstation nicht. In dem Fall, in welchem das Dienstgebiet in Ortsbereiche unterteilt ist, informiert die Mobilstation als Mobil-Schaltzentrum MSC, wenn sie sich aus einem Ortsbereich in einen anderen bewegt, was auch als Ortsbereich-Registrierung bekannt ist. Eine Sprachverbindung zu einem eingetragenen/berechtigten Mobil-Teilnehmer muss in dem ersten Fall über alle Zellen in dem Dienstgebiet des Mobil-Schaltzentrums MSC gesendet werden. Wenn eine Ortsbereich-Aufteilung angewandt ist, dann wird das Rufen einer Mobilstation durch alle Zellen dieses bestimmten Ortsbereiches durchgeführt.
Wie später weiter diskutiert werden wird, umfasst jede Zelle zumindest einen Steuerkanal, allgemein einen analogen oder einen digitalen oder Beide, einen analogen und einen digitalen Steuerkanal. Entsprechend der Erfindung ist einer der Steuerkanäle für Mehrbenutzersignale zugeordnet, wenn es entweder digitale oder analoge Steuerkanäle sind. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Steuerkanal für Mehrbenutzersignale zugeordnet, wobei dieser entweder digital oder analog sein kann, auch wenn Beide, digitale und analoge Steuerkanäle, vorhanden sind. Dieses erfordert eine Kommunikations-Funktion zwischen digitalen und analogen Steuerkanälen, das ist eine Verbindung zwischen den Software-Applikationen, welche die entsprechenden Steuerkanäle betreffen. Spezieller ist es auch möglich denjenigen Steuerkanal zu verwenden, welcher die geringste Last aufweist, in welchem Fall Last-Steuerungs-Mittel verwendet werden können. Wenn Beide, digitale und analoge Steuerkanäle vorhanden sind, dann kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein analoger und ein digitaler Steuerkanal für Mehrbenutzersignale zugeordnet sein, wie in dem Vorangegangenen berichtet.
Die Erfindung betrifft im Wesentlichen alle Signale, welche gemeinsam und identisch sind für alle (z. B. 3 oder 6, aber es können natürlich auch andere Anzahlen sein) Steuerkanäle. In dieser Anwendung werden diese Signale allgemein als Mehrbenutzersignale bezeichnet. In den speziellen beschriebenen Anwendungen wird beschrieben für Rufsignale, aber natürlich ist die Erfindung auch auf andere Mehrbenutzersignale anwendbar, wie oben beschrieben. In diesem Zusammenhang sind als (Mehr)-Benutzer die Sende-Empfangs-Einrichtungen, als Nutzer des Signals, gemeint.
In 1 ist sehr schematisch ein Beispiel einer Verteilung von Rufsignalen illustriert, hier nur angezeigt durch die Linien zu den Basisstationen, für Illustrationszwecke von einer Vermittlungsstelle MSC zu einer Anzahl von Basisstationen BS für eine Sprachverbindung zu einer Mobilstation. In heute bekannten Systemen muss jede Verbindung oder Verbindungsanordnung jedes Mal bis zu 6 identische Rufsignale weiterleiten; üblicherweise 3; 6 betrifft den Fall, in dem nicht bekannt ist ob die Mobilstation analog oder digital ist, wie oben diskutiert.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst jede Zelle einen Steuerkanal. Wenn die Basisstation BS drei Sektor-Zellen dient (siehe 2), dann ist sie daher mit drei Kanal-Einheiten ausgestattet. Die Steuerkanäle werden nur für Steuerdaten verwendet.
In 2 ist gezeigt: ein Mobil-Schaltzentrum MSC, eine drei Zellen (Sektor-Zellen) 1, 2, 3 überdeckende Basisstation BS und eine Mobilstation MS. Mehrbenutzersignale werden von dem Mobil-Schaltzentrum MSC an die Basisstation BS gesandt, in diesem Fall Rufsignale auf einem zugeordneten Analog-Steuerkanal und einem zugeordneten Digital-Steuerkanal entsprechend zu ACC_cd und DCCH_cd. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es einen zugeordneten Steuerkanal von beiden Arten, analog und digital, aber es könnte auch nur ein analoger Steuerkanal oder nur ein digitaler Steuerkanal sein, zum Beispiel davon abhängig, ob es eine analoge oder digitale Station ist. 3a illustriert schematisch die Kommunikation zwischen dem Mobil-Schaltzentrum MSC, der Basisstation BS und einer Mobilstation MS. Da die Basisstation BS drei Sektor-Zellen dient, gibt es hier drei Kanal-Einheiten CHU'. In 3a ist eine Vielkanal-Einheit CHU illustriert, welche in diesem speziellen Ausführungsbeispiel drei Kanal-Einheiten CHU' umfasst, wie in 3b illustriert. Jede Kanal-Einheit CHU' umfasst eine Steuer-Einheit CU, einen Sender TX und einen Empfänger RX.
Wie oben erläutert, ist eine Anzahl von Basisstationen BS über eine Pulscodemodulations (PCM) -Verbindung mit einer Vermittlungsstelle MSC verbunden. Die PCM-Verbindung umfasst hier nur einen einzelnen für Steuerzwecke verwendeten Zeitschlitz TS und dieser einzelne Zeitschlitz TS kann maximal durch drei analoge und drei digitale Steuerkanäle ACC, DCCH gemeinsam verwendet werden. Diese Beschränkungen betreffend die PCM-Verbindung sind in diesem Zusammenhang von Bedeutung.
Wenn eine Sprachverbindung zu einer Mobilstation MS aufzubauen ist, wird ein Rufsignal an eine Anzahl von Basisstationen BS ausgesandt, um diejenige zu finden, welche die entsprechende Mobilstation MS überdeckt. Die Rufsignale werden an die Basisstationen BS durch die zugeordneten Steuerkanäle ACC_cd, DCCH_cd gesandt. Wie oben erläutert, können die Mehrbenutzersignale auch, wenn sowohl analoge als auch digitale Steuerkanäle entsprechend einem speziellen Ausführungsbeispiel vorhanden sind, nur auf entweder dem digitalen Steuerkanal oder dem analogen Steuerkanal gesendet werden. In diesem Fall werden Rufsignale (oder irgendwelche anderen Mehrbenutzersignale) nur auf dem Einen (oder maximal zwei, wenn nicht bekannt ist ob in einem speziellen Ausführungsbeispiel die Mobilstation analog oder digital ist, wie im Vorangegangenen erläutert) zugeordneten Steuerkanal an jede Basisstation gesandt.
Das Mehrbenutzersignal an die Basisstation BS umfasst eine Anzahl von Datenfeldern, wie in 4 illustriert.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist es die erste Empfangs-Anordnung der Basisstation BS, welche z. B. ein Betriebssystem oder eine Anwendung sein kann, die den Signal-Datenrahmen untersucht. Das bedeutet, eine Empfangsprozessor-Einheit liest das Datensignal und das Typenfeld zeigt an, ob es ein Mehrbenutzersignal oder noch spezieller sogar ein Rufsignal ist, wie in 4 beispielhaft erläutert. Die erste Empfangs-Anordnung der Basisstation verteilt ein Signal an eine Anzahl oder an alle (z. B. die anderen zwei oder vier der analogen und/oder digitalen) Steuerkanäle oder Zellen. Dieses ist ebenfalls sehr schematisch in 5 gezeigt. Hier werden PCM-Verbindungen umfassend 24 Zeitschlitze TS, TS_c, TS_c1 in einer Basisstation BS empfangen. Die Zeitschlitze TS_c, TS_c1 repräsentieren den für Steuerzwecke verwendeten Zeitschlitz. Die anderen Zeitschlitze können Sprache etc. umfassen. Die Zeitschlitze TS_c1 sind auch für Steuerzwecke, umfassen aber nicht Mehrbenutzersignale. (Die Anzahl der Zeitschlitze, mit Steuer-Schlitz für Steuerzwecke, kann natürlich unterschiedlich sein in verschiedenen Systemen, welche die vorliegende Erfindung natürlich auch betrifft.)
Der Empfangsprozess in dem ,Extended Module Regional Prozessor' EMRP der Basisstation muss den Inhalt einer Anzahl von Datenfeldern lesen um zu entscheiden, welche Aktion mit der in einem empfangenen Datenpaket enthaltenen Daten-Information auszuführen ist. Ein möglicher Inhalt ist unter Anderen, wie oben bereits erwähnt, ein Hinweis auf die Art des Signals, z. B. ein Rufsignal, oder den Typ des Signals, das an einige oder alle Steuerprogramm-Prozesse, das sind die Steuerkanäle, zu verteilen ist. Wenn es nicht als notwendig erachtet wird, das Mehrbenutzersignal an alle die anderen Steuerkanäle zu liefern, z. B. im Fall der Nicht-Relevanz oder Ähnlichem, dann wird es nur an den/die Anderen verteilt. Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst jeder Steuerkanal einen Ausführungsprozessor, aber es kann auch ein gemeinsamer Prozessor für alle Steuerkanäle oder einige von diesen sein. Im Folgenden wird der Empfangsprogramm-Prozess kurz erklärt. Ein Signal oder ein Steuersignal geht in der Basisstation BS ein, in welcher ein ,Exchange Terminal Board' ETB die für Steuerzwecke zugeordneten Zeitschlitze TS_c, TS_c1 extrahiert. Die für Sprache zugeordneten Zeitschlitze TS werden zu den Sende-Empfangs-Einrichtungen TRX mittels des Zeitschalters TSW über einen Sprach-Datenbus weitergeleitet. Dieses ist in 5 nicht ausdrücklich angezeigt, aus Gründen der Klarheit und weil es für die vorliegende Erfindung nicht relevant ist. Die Adressen der Steuer-Zeitschlitze TS_c, TS_c1 werden in dem ,Signaling Terminal Regional' STR gelesen, das bedeutet, es wird festgestellt, zu welchem ,Extended Module Regional Prozessor' EMRP_x, EMPR_CMU diese weiterzuleiten sind. Hier werden die Zeitschlitze TSc für Steuerzwecke betreffend Mehrbenutzersignale an die Mehrbenutzer-EMRP_CMUs übertragen, wohingegen andere Zeitschlitze TS_c für Kontrollzwecke (solche, die nicht Mehrbenutzersignale betreffen) entweder zu demselben Prozessor (in 5 aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt) oder zu dem EMRP_x übertragen werden. In Wirklichkeit können natürlich mehr als ein weiterer Prozessor vorhanden sein, welche Nicht-Mehrbenutzersignale behandeln, oder diese können üblicherweise alle durch den EMRP_CMU etc. bearbeitet werden; dieses ist jedoch für die vorliegende Erfindung nicht relevant.
Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es die erste Empfangs-Software der Basisstation (in dem EMRP_CMU) welche ein Mehrbenutzersignal an die beiden anderen Steuerkanal-Software-Prozesse verteilt, nachdem aus dem Kennsatz des Signals festgestellt wurde, dass es ein Mehrbenutzersignal ist. Das Erweiterungs-Modul prüft das Signal-Feld und das Signal wird an das Endziel weitergeleitet, welches in der Sende-Empfangs-Einrichtung TRX sein wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat jede Zelle zumindest eine Sende-Empfangs-Einrichtung, welche für die Abwicklung der Funktionen des Steuerkanals zugeordnet ist. Wenn also ein Rufsignal (oder ein anderes Mehrbenutzersignal) nur auf einem Steuerkanal übertragen wird, dann prüft der EMRP_CMU das Feld ,Typ' und wenn es z. B. ein Rufsignal ist, dann wird das Signal an die beiden anderen Steuerkanal-Prozessoren verteilt, was deshalb durch die erste Empfangseinheit EMRP_CMU, welche Hardware ebenso wie Software umfasst, ausgeführt wird. Hiernach wird jedes Rufsignal durch die drei Steuerkanal-Prozessoren an die Sende-Empfangs-Einrichtungen des entsprechenden Prozesses gesandt.
In 5 erreichen die Sprach-Schlitze TS die Sende-Empfangs-Einrichtung TRX über multiplexende Schnittstellen MI, welche jedoch für das Funktionieren der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind, sondern nur ein spezielles diese enthaltendes Ausführungsbeispiel betreffen. Dieses ist jedoch nicht notwendig.
6 illustriert kurz die Last auf der Verbindungsanordnung oder der PCM-Verbindung, welche durch vier Rufsignale auf den drei Steuerkanälen auftritt, im Vergleich von bis heute bekannten Systemen zu einem System entsprechend der Erfindung, in welchem die Verbindung durch vier Rufsignale auf gerade einem Steuerkanal belastet wird. Alle Rechtecke, gefüllt und nicht gefüllt, repräsentieren die Last auf dem System nach dem Stand der Technik, wohingegen die gefüllten Rechtecke die Last durch das System entsprechend der Erfindung repräsentieren.
In 7 ist ein andres Ausführungsbeispiel schematisch illustriert, wobei das betroffene System das GSM-System ist. Ähnlich zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Sprachverbindung zu einer Mobilstation MS zu dem Besucher-Ortsregister der Vermittlungsstelle MSC/VLR geleitet, in welcher die Mobilstation MS registriert ist.
Die Vermittlungsstelle, spezieller das MSC/VLR sendet dann eine Ruf-Mitteilung an die Mobilstation MS. Dieses Rufsignal (eines aus einer Anzahl von verschiedenen Mehrbenutzersignalen, welche die Erfindung betreffen) wird verteilt (ausgesendet) über ein ganzes vorgegebenes Gebiet; in diesem speziellen Fall wird ein Ortsgebiet LA1 ein Rufsignal auf einem für Mehrbenutzersignale (in diesem Fall Rufsignale) zugeordneten Steuerkanal DCCH_cd senden. In dem gezeigten Beispiel sind die Zellen Drei-Sektor-Zellen und die Mobilstation digital und daher gibt es drei digitale Steuerkanäle DOCH pro Basisstation-Steuerung BSC. In dem illustrierten GSM-Ausführungsbeispiel hat jede Zelle eine Basis-Sende-Empfangs-Station BTS, welche auf einer Reihe von Funkkanälen arbeitet. Eine Basisstation-Steuerung BSC steuert eine Anzahl von Basis-Sende-Empfangs-Stationen BTS und eine Anzahl von BSCs wird durch ein MSC gesteuert.
Wie bereits erläutert betrifft die Erfindung alle Signale, welche gemeinsam oder identisch für die Steuerkanäle zwischen einer Basisstation BS und einer Vermittlungsstelle (Basisstation-Steuerung BSC und Vermittlungsstelle MSC) sind. Allgemeiner kann Bezug genommen werden auf die Verbindung zwischen einer Basisstation und, aus hierarchischer Sicht, der nächst-höheren Station, z. B. der Basisstation-Steuerung BSC oder dem Mobil-Schaltzentrum MSC, etc. Ein Beispiel, bereits oben diskutiert, betrifft Rufsignale und ein anderes Beispiel solcher Signale sind so genannte Kurzmitteilungsdienst-Signale, welche vom Mehrbenutzer-Typ sind.
Mit der Erfindung wird die Last auf dem Steuerkanal (Downlink, das ist von der Vermittlungsstelle zur Mobilstation) verringert und auch die Gefahr der Bildung eines Flaschenhalses ist vermindert. Auch die Last auf dem Empfangsprozessor der Basisstation ist verringert, wodurch auch dort die Bildung eines Flaschenhalses verhindert wird.
Auch in andrer Hinsicht ist die Erfindung nicht begrenzt auf die gezeigten Ausführungsbeispiele, sondern kann auf mehrere Arten variiert werden. Zum Beispiel betrifft sie digitale und ebenso analoge Standards, unter welchen AMPS (Advanced Mobile Phone System), D-AMPS (Digital-AMPS) oder ADC, PDC, JDC, GSM, TACS, PCS etc. zu nennen sind.

Claims

Anordnung in einem Kommunikationssystem zur Übermittlung von Steuerdaten zwischen einer Vermittlungsstelle (MSC) und einer Reihe von Funkbasisstationen (BS; BTS), von denen jede mindestens zwei Sektor-Funkzellen bedient, wobei jede Funkbasisstation (BS; BTS) direkt oder indirekt über eine Verbindungsanordnung (PCM), die einen Abschnitt aufweist, der an die Basisstation (BS; BTS) angeschlossen wird und pro Sektor-Funkzelle einen digitalen und/oder einen analogen, für Mehrbenutzersignale zugeordneten Steuerkanal (ACC_cd; DCCH_cd) umfasst, mit der Vermittlungsstelle (MSC) verbunden ist, und wobei mindestens auf diesem Abschnitt der Verbindungsanordnung (PCM) Mehrbenutzersignale von der Vermittlungsstelle (MSC; BSC) an eine Funkbasisstation (BS; BTS) nur auf dem zugeordneten Steuerkanal bzw. den zugeordneten Steuerkanälen (ACC_cd; DCCH_cd) gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Folgendes umfasst: – eine Empfangsanordnung in jeder Funkbasisstation, die prüft, ob es sich bei einem ankommenden Signal um ein Mehrbenutzersignal handelt, und die, falls es sich um ein Mehrbenutzersignal handelt, das Mehrbenutzersignal an mindestens eine Reihe von anderen Steuerkanälen der betreffenden Basisstation (BS) verteilt, und – eine Sende-Empfangseinrichtung (TRX) in jeder Sektor-Funkzelle zur Abwicklung von Steuerkanalfunktionen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung einen zugeordneten Steuerkanal umfasst, wobei es sich bei dem zugeordneten Steuerkanal um einen digitalen Steuerkanal (DCCH_cd) handelt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung einen zugeordneten Steuerkanal umfasst, wobei es sich bei dem zugeordneten Steuerkanal um einen analogen Steuerkanal (ACC_cd) handelt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei zugeordnete Steuerkanäle umfasst, von denen es sich bei einem um einen analogen Steuerkanal (ACC_cd) und bei dem anderen um einen digitalen Steuerkanal (DCCH_cd) handelt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkbasisstation (BS; BTS) drei Funkzellen umfasst bzw. abdeckt.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (PCM) drei analoge und/oder drei digitale Steuerkanäle umfasst, von denen es sich bei einem digitalen und/oder einem analogen Kanal um einen zugeordneten Steuerkanal (ACC_cd; DCCH_cd) handelt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (PCM) drei oder sechs Steuerkanäle umfasst.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung eine Pulscodemodulationsverbindung (PCM) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitkanal (TS_c) der PCM-Verbindung für Mehrbenutzersignale benutzt wird.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrbenutzersignale Rufsignale umfassen, und dadurch, dass Rufsignale nur auf dem zugeordneten Steuerkanal (ACC_cd; DCCH_cd) gesendet werden.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsanordnung eine erste intelligente Empfangsanordnung (EMRP_CMU) der Funkbasisstation (BS; BTS) oder die Software eines Erweiterungsmodul-Regionalprozessors (EMRP_CMU) umfasst.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsanordnung (EMRP_CMU) das Mehrbenutzersignal an Steuerkanalprozesse der anderen Steuerkanäle verteilt, welche das Mehrbenutzersignal an die jeweilige Sende-Empfangseinrichtung (TRX) senden.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung das Mehrbenutzersignal an alle Steuerkanäle der betreffenden Basisstation verteilt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Empfangsanordnung der Funkbasisstation (BS) ein Betriebssystem umfasst.
Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Empfangsanordnung der Funkbasisstation (BS) einen Anwendungsteil aufweist.
Funkbasisstation (BS; BTS), die mindestens zwei Sektor-Funkzellen mit mindestens einem Steuerkanal pro Sektor-Funkzelle bedient, indem sie die Funkkommunikation mit einer Reihe von Mobilstationen (MS) abwickelt und außerdem eine Schnittstelle zu einer Vermittlungsstelle (MSC; BSC) bildet und Mittel umfasst, die für die Signalisierung mit der Vermittlungsstelle (MSC; BSC) auf einer Reihe von Steuerkanälen einer Verbindungsanordnung (PCM) zuständig sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkbasisstation (BS; BTS) außerdem Folgendes umfasst: einen Empfangsprozessor (EMRP_CMU) zum Prüfen des Typs von übertragenen Steuersignalen, die über einen Steuerkanal, der für Mehrbenutzersignale zugeordnet ist, eingehen, jeweils einen Ausführungsprozessor für jeden der Steuerkanäle oder einen Ausführungsprozessor, der einer Reihe von oder allen Steuerkanälen entspricht, und mindestens eine Sende-Empfangseinrichtung für jede Sektor-Funkzelle, wobei der Empfangsprozessor (EMRP_CMU) das Signal, falls es sich um ein Mehrbenutzersignal handelt, an den oder die ausführenden Prozessor(en) von mindestens einer Reihe von den anderen Steuerkanälen verteilt, und dadurch, dass der oder die ausführende(n) Prozessor(en) das Mehrbenutzersignal jeweils an eine entsprechende Sende-/Empfangseinrichtung weiterleitet bzw. weiterleiten.
Funkbasisstation nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zugeordneten Steuerkanal für analoge Signale und/oder einen zugeordneten Steuerkanal für digitale Signale umfasst.
Verfahren zum Verringern der Last auf Steuerkanälen in einem zellularen mobilen Kommunikationssystem, das mindestens eine Vermittlungsstelle (MSC; BSC) und eine Reihe von Funkbasisstationen (BS; BTS), die jeweils mindestens zwei Sektor-Funkzellen bedienen, umfasst, mit mindestens einem Steuerkanal pro Sektor-Funkzelle und einer Reihe von Mobilstationen (MS), wobei jede Vermittlungsstelle (MSC) über eine Verbindungsanordnung (PCM), die die Steuerkanäle umfasst, mit einer Reihe von Funkbasisstationen (BS; BTS) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vermittlungsstelle (MSC; BSC) Mehrbenutzersignale an die Funkbasisstationen (BS; BTS) über einen digitalen und/oder analogen, für Mehrbenutzersignale zugeordneten Steuerkanal sendet, – eine Empfangsanordnung in der Funkbasisstation prüft, ob es sich bei einem eingehenden Signal um ein Mehrbenutzersignal handelt, – falls es sich um ein Mehrbenutzersignal handelt, das Mehrbenutzersignal von verarbeitenden Mitteln (EMRP_CMU) an mindestens eine Reihe von den anderen Steuerkanälen, die die Vermittlungsstelle (MSC; BSC) und die Funkbasisstation (BS; BTS) zusammenschalten, verteilt wird, und dass – ein Ausführungsprozessor in jeder jeweiligen Sektor-Funkzelle das Mehrbenutzersignal an eine Sende-Empfangseinrichtung der jeweiligen Sektor-Funkzelle sendet.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mehrbenutzersignalen um Rufsignale handelt.
Mobiles Kommunikationssystem, das eine Reihe von Vermittlungsstellen (MSC; BSC) umfasst, mit denen jeweils eine Reihe von Funkbasisstationen (BS; BTS) verbunden sind, wobei jede Basisstation mindestens zwei Sektor-Funkzellen bedient, mit mindestens einem Steuerkanal pro Sektor-Funkzelle, wobei die Basisstation und die Vermittlungsstelle über eine Verbindungs anordnung (PCM) zusammengeschaltet sind, welche eine Reihe von Steuerkanälen für Steuerdaten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitaler und/oder ein analoger Steuerkanal zwischen einer Vermittlungsstelle (MSC; BSC) und einer Funkbasisstation (BS; BTS) für Mehrbenutzersignale zugeordnet ist, wobei die Funkbasisstation (BS; BTS) eine Empfangsanordnung zum Prüfen, ob es sich bei einem eingehenden Signal um ein Mehrbenutzersignal handelt, umfasst und, falls es sich um ein Mehrbenutzersignal handelt, das Mehrbenutzersignal an mindestens einen Teil der anderen Steuerkanäle, die die Basisstation (BS) mit der Vermittlungsstelle (MSC) verbinden, verteilt, und dadurch, dass jede Sektor-Funkzelle eine Sende-Empfangseinrichtung zur Abwicklung von Steuerkanalfunktionen umfasst.
Mobiles Kommunikationssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mehrbenutzersignalen um Rufsignale handelt.
Mobiles Kommunikationssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mehrbenutzersignalen um Kurznachrichtdienstsignale handelt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es das „Advanced Mobile Phone System" (AMPS) oder das „Digital Advanced Mobile Phone System" (D-AMPS) ist.
Mobiles Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es das GSM-System ist, und dadurch, dass die zugeordneten Steuerkanäle zwischen einer Basisstationssteuereinheit (BSC) und der Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) bereitgestellt sind.
Zellulares Kommunikationsnetz, das Folgendes umfasst: mindestens zwei Sektor-Funkzellen (Zelle 1, Zelle 2, Zelle 3), eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Übermittlung von Mehrbenutzersignalen zwischen einer Vermittlungsstelle (MSC) und einer Reihe von Funkbasis-Sende-Empfangsstationen (BTS), die gruppenweise über Verbindungsanordnungen (PCM), die eine Reihe von Kontrollkanälen auf dem Abschnitt einer Verbindungsanordnung zwischen der Basisstationssteuereinheit (BSC) und der Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) umfassen, mit Basisstationssteuereinheiten (BSC) verbunden sind, wobei die Verbindungsanordnung zwischen der Basisstationssteuereinheit (BSC) und der Basis-Sende-Empfangsstation (BTS) der Basisstation einen für Mehrbenutzersignale zugewiesenen digitalen Steuerkanal umfasst, wobei die Signale nur auf diesem zugewiesenen Steuerkanal (DCCH_cd) übertragen werden, wobei das Netz außerdem einen Prozessor zum Prüfen des Steuerkanals an der Basis-Sende-Empfangsstation für das Verteilen des Steuerkanals an die Sektor-Funkzellen aufweist.