DE69636386T2

DE69636386T2 - Einrichtung und Verfahren zur Reduzierung überschüssiger verzögerungen in einem schnurlosen Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69636386T2
Application number: DE69636386T
Authority: DE
Inventors: D. Michael Buffalo Grove KOTZIN; R. Dennis Buffalo Grove SCHAEFFER; S. John Glenview CSAPO; J. Dennis Geneva THOMPSON; L. Stephen Skokie SPEAR
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: KR19990008139A; EP0824843A4; CN1087581C; US5819181A; JP3459423B2; CA2217574A1; CN1183203A; CA2217574C; DE69636386D1; EP0824843B1; JPH11504787A; BR9604987A; KR100294172B1; EP0824843A1; WO1997032446A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationssysteme und insbesondere auf die Reduzierung übermäßiger Zeitverzögerung in solchen drahtlosen Kommunikationssystemen.
Hintergrund der Erfindung
Der Betrieb drahtloser Kommunikationssysteme ist im Stand der Technik wohlbekannt. Allgemein ausgedrückt wird eine Basisstation benutzt, um ein Informationssignal von einer Quelle (z.B. einem Benutzer innerhalb eines öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerks oder PSTN (public switched telefphone network)) zu einem Benutzer des drahtlosen Kommunikationssystems zu befördern. Der Benutzer des drahtlosen Kommunikationssystems wird üblicherweise als eine Mo bilstation bezeichnet. In typischen drahtlosen Kommunikationssystemen bewegt sich die Mobilstation innerhalb eines von der Basisstation bedienten Abdeckungsbereichs. Wenn sich die Mobilstation aus einem von einer Basisstation bedienten Abdeckungsgebiet in ein anderes, von einer anderen Basisstation bedientes Abdeckungsgebiet bewegt, wird die Kommunikation der Mobilstation mit der ersten Basisstation an die zweite Basisstation "übergeben" (Handoff), so dass die Kommunikation aufrecht erhalten bleibt. Ein Handoff der Mobilstation von einem Abdeckungsgebiet zu einem anderen in dieser Makrozellenumgebung ist im Stand der Technik wohlbekannt.
Eine Basisstation kann gleichermaßen benutzt werden, um Mobilstationen in kleineren Zellen geringerer Leistung, die Mikrozellen genannt werden, zu bedienen. Solch ein Kommunikationssystem mit einer Mikrozellenimplementierung ist im Stand der Technik ebenso bekannt und ist allgemein in 1 dargestellt. Wie in 1 gezeigt, wird ein erstes Abdeckungsgebiet 103 von einer Basisstation 106 bedient. Bei dieser Ausführungsform sind die Kommunikationspfade 109–116 konfiguriert, um die Mikrozellen 118–125 zu bedienen. Wenn sich eine Mobilstation 128 von der Mikrozelle 118 zu der Mikrozelle 125 bewegt, vergrößert sich die der Mobilstation 128 entstehende Zeitverzögerung t_d aufgrund der Veränderung der Länge der Kommunikationspfade 109–116. Damit die Zeitverzögerung t_d, wie in 1 gezeigt, wächst, muss jeder Kommunikationspfad, beginnend mit dem Kommunikationspfad 109, fortschreitend länger werden.
Wenn sich die Mobilstation 128 von dem ersten Abdeckungsgebiet 103 zu einem zweiten Abdeckungsgebiet 130 bewegt, sieht man, dass die gesamte (kumulative) Zeitverzöge rung t_d von der letzten Mikrozelle 125 (Kommunikationspfad 16) zu der Basisstation 133, die das Abdeckungsgebiet 130 bedient, 70 Mikrosekunden beträgt. In einem typischen Szenario würde die Kommunikation von der Basisstation 106 zur Mobilstation 128 an die Basisstation 133 übergeben (wie dies im Stand der Technik wohlbekannt ist), wenn sich die Mobilstation von der Mikrozelle 125 (innerhalb des ersten Abdeckungsgebietes 103) zu dem zweiten Abdeckungsgebiet 130 bewegt.
Bestimmte drahtlose Kommunikationssysteme spezifizieren eine maximale Zeitdifferenz (wie von der Mobilstation 128 aus gesehen) zwischen Quell-/Ziel-Abdeckungsgebieten bei der ein Handoff auftreten soll. Beispielsweise spezifiziert der Interim Standard-95 (IS-95), der die funktionalen/operationalen Anforderungen eines drahtlosen CDMA-Kommunikationssystems, sofern in den Vereinigten Staaten implementiertem, regelt, eine maximal zulässige Zeitdifferenz (zwischen Quell-/Ziel-Abdeckungsgebieten) von 60 Mikrosekunden. Für weitere Information über IS-95 siehe TIA/EIA/IS 95, Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System, Juli 1993. Wenn die zeitliche Differenz das 60-Mikrosekunden-Limit überschreitet (wie in 1) ist die Mobilstation 128 unfähig, sich bei der "Ziel"-Basisstation 133 einzurasten, um einen Handoff durchzuführen. Daher kann wegen der übermäßigen Zeitverzögerung die Kommunikation zur Mobilstation 128 während des Handoffs nicht aufrechterhalten werden. Anders ausgedrückt hat die Mobilstation 128, wenn die Zeitverzögerung das von der drahtlosen Kommunikationssystemspezifikation erlaubte Maß überschreitet, eine beschränkte Fähigkeit, die Kommunikation während eines Han doffs aufrechtzuerhalten. Dies wiederum führt zu einer hohen Wahrscheinlichkeit, dass die Kommunikation der Mobilstation beendet wird.
Daher besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Reduzierung der Effekte übermäßiger Zeitverzögerung in einem drahtlosen Kommunikationssystem, so dass eine Kommunikation mit einer Mobilstation bei Vorliegen der übermäßigen Zeitverzögerung aufrechterhalten werden kann. Dieses Problem wird durch die technischen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Beispiele und Ausführungsformen sind in den unabhängigen Ansprüchen 4, 9 und 10 enthalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt allgemein ein drahtloses Kommunikationssystem nach dem Stand der Technik, welches die Probleme übermäßiger Zeitverzögerung aufweist.
2 zeigt allgemein eine bevorzugte Ausführungsform eines drahtlosen Kommunikationssystems, welche die übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß reduziert.
3 zeigt allgemein eine andere Ausführungsform des drahtlosen Kommunikationssystems von 2, die ebenfalls die übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß reduziert.
4 zeigt allgemein eine andere Ausführungsform eines drahtlosen Kommunikationssystems, welche die übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß reduziert.
5 zeigt allgemein eine andere Ausführungsform des drahtlosen Kommunikationssystems von 4, welche die übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß reduziert.
6 zeigt allgemein eine Schaltung, die in der Lage ist, erfindungsgemäß eine(n) Timing-Vorsprung/Verzögerung zu implementieren.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Ein drahtloses Kommunikationssystem reduziert die Effekte der übermäßigen Zeitverzögerung aufgrund variierender Längen der Kommunikationspfade. Bei einer allgemeinen Implementierung wird ein Übergangs-Kommunikationspfad benutzt, um eine zeitlich fortgeschrittene Version eines Timing-Referenzsignals zu übermitteln, so dass die kumulative Zeitverzögerung bei einer Übergangszelle reduziert wird. Bei einer anderen allgemeinen Implementierung wird das Timing-Referenzsignal in allen Kommunikationspfaden zeitlich vorbewegt und ausgewählte Kommunikationspfade enthalten Zeitverzögerungsmittel, so dass die kumulative Zeitverzögerung in einem Gebiet nahe einem Ziel-Abdeckungsgebiet reduziert wird. Durch Reduzieren der kumulativen Zeitverzögerung in einem Gebiet nahe dem Ziel-Abdeckungsgebiet kann ein Handoff einer Kommunikation einer Mobilstation in das Ziel-Abdeckungsgebiet durchgeführt werden.
Um die Effekte der zeitlichen Verzögerung erfindungsgemäß zu reduzieren, implementiert das drahtlose Kommunikationssystem eine erste Basisstation, die in einem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist, um eine Kommunikation zu der Mobilstation über eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden aufrechtzuerhalten. Die erste Basisstation benutzt ein Timing-Referenzsignal, so dass die Kommunikation des Quellsignals von einem aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade eine Zeitverzögerung des Quellsignals im Vergleich mit ei ner Kommunikation des Quellsignals von den übrigen Kommunikationspfaden erfährt. Das drahtlose Kommunikationssystem implementiert auch eine zweite Basisstation, die in einem zweiten Abdeckungsgebiet positioniert ist, um eine Kommunikation zu der Mobilstation aufrechtzuerhalten. Die zweite Basisstation benutzt ebenfalls das Timing-Referenzsignal. Das drahtlose Kommunikationssystem enthält auch Mittel zum Einstellen der Zeitverzögerung des Quellsignals, so dass die Zeitverzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation aus dem ersten Abdeckungsgebiet in das zweite Abdeckungsgebiet bewegt. Auf diese Weise kann ein Handoff der Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet durchgeführt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Anpassungsmittel eine Übergangs-Basisstation, die in dem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist, um die Kommunikation zu der Mobilstation über einen Übergangs-Kommunikationspfad aufrechtzuerhalten. Die Übergangs-Basisstation verwendet eine zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals, um eine zeitlich fortgeschrittene Version des Quellsignals zu erzeugen, und bedient ein Abdeckungsgebiet, welches im Wesentlichen in der Nähe des zweiten Abdeckungsgebietes liegt. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Anpassungsmittel auch eine Mehrzahl von Übergangsstationen umfassen, die jeweils im ersten Abdeckungsgebiet positioniert sind, wobei jede der Aufrechterhaltung einer Kommunikation zu der Mobilstation über eine entsprechende Mehrzahl von Übergangs-Kommunikationspfaden dient. Bei dieser Ausführungsform verwendet jede aus der Mehrzahl der Übergangs-Stationen eine andere zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals, um unterschiedliche, zeitlich fortgeschrittene Versionen des Quellsignals zu produzieren.
Bei einer noch anderen Ausführungsform umfassen die Anpassungsmittel Timing-Fortschrittsmittel zum Erzeugen einer zeitlich fortgeschrittenen Version der Timing-Referenz sowie Verzögerungsmittel in ausgewählten Kommunikationspfaden zum Verzögern der zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignal, um entsprechend ausgewählte Zeitbeträge. Durch Verzögerung der zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals um entsprechende, ausgewählte Zeitbeträge ist die Zeitverzögerung des Quellsignals geringer als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Gebiet bewegt. Bei dieser Ausführungsform stellen die Zeitfortschrittsmittel einen vorbestimmten Zeitfortschrittsbetrag der Timing-Referenz zur Verfügung. Ebenfalls bei dieser Ausführungsform können die Verzögerungsmittel für jeden ausgewählten Kommunikationspfad entweder jedem der ausgewählten Kommunikationspfade einen gemeinsamen Verzögerungsbetrag zur Verfügung stellen oder einen unterschiedlichen Verzögerungsbetrag für jeden der ausgewählten Kommunikationspfade.
Bei dem erfindungsgemäßen drahtlosen Kommunikationssystem können das erste und zweite Abdeckungsgebiet entweder ein Makrozell-, ein Mikrozell-Abdeckungsgebiet oder eine Kombination der beiden sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Mehrzahl von Kommunikationspfaden eine Mehrzahl von faseroptischen Verbindungen, die mit einer verteilten Antennenanordnung gekoppelt sind. Gleichermaßen umfasst bei der bevorzugten Ausführungsform das drahtlose Kommunikationssystem ein drahtloses Kommunikationssystem mit Vielfachzugriff im Codemultiplex (CDMA: Code-Division Multiple Access), wobei jedoch der Fachmann erkennen wird, dass die beschriebenen, erfindungsgemäßen Techniken auch auf jeden anderen Typ von Kommunikationssystem anwendbar sind, der die hier offenbarten problematischen Effekte der Zeitverzögerung erfährt.
2 zeigt allgemeine eine bevorzugte Ausführungsform eines drahtlosen Kommunikationssystems, welche erfindungsgemäß die übermäßige Zeitverzögerung reduziert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das drahtlose Kommunikationssystem 200 von 2 ein drahtloses Kommunikationssystem mit Vielfachzugriff im Codemultiplex (CDMA). Wie in 2 dargestellt, enthält das drahtlose CDMA-Kommunikationssystem 200 ein öffentliches Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN) 136, welches mit einer Mobilfunk-Vermittlungszentrale (MSC: Mobile Switching Center) 139 gekoppelt ist. Über das PSTN 136 und die MSC 139 wird ein Quellsignal an eine Basisstation 106 übermittelt, welche ein erstes Abdeckungsgebiet 103 bedient. Bei der bevorzugten Ausführungsform stellt die Basisstation 106 ihren Dienst einem Mikrozell-Abdeckungsgebiet zur Verfügung, welches von den Mikrozellen 118–125 definiert wird, und die Basisstation ist mit Kommunikationspfaden 109–116 gekoppelt, um solch einen Dienst zur Verfügung zu stellen. Obgleich jede Anzahl von Verbindungstypen benutzt werden kann, sind die Kommunikationspfade 109–116 bei der bevorzugten Ausführungsform faseroptische Verbindungen, die mit einer verteilten Antennenanordnung 127 gekoppelt sind.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Mikrozellen 118–125 ausgerichtet, um eine Drahtlosabdeckung in Gebieten zur Verfügung zu stellen, die mit herkömmlichen drahtlosen Konfigurationen schwierig abzudecken sind (z.B. zellulare Abdeckung in einem Tunnel). Durch Einsatz einer einzelnen Basisstation 106 mit einer verteilten Antenne 127, wie in 2 gezeigt, wird eine leicht zu implementierende, kostengünstige Lösung für die Tunnelabdeckung realisiert. Die Konfiguration leidet jedoch an Zeitverzögerungsproblemen, wie oben diskutiert (unter Bezugnahme auf 1).
Das drahtlose Kommunikationssystem 200 enthält das gesamte in 1 gezeigte Equipment mit dem Zusatz eines Mittels zur Einstellung der Zeitverzögerung eines Quellsignals gemäß der Erfindung. Die Mittel zum Einstellen der Zeitverzögerung kompensieren die Zeitverzögerung, so dass die Zeitverzögerung geringer ist als eine übermäßige Zeitverzögerung während eines Übergangs einer Mobilstation 128 in ein zweites (Ziel-) Abdeckungsgebiet 130. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Anpassungsmittel eine Übergangs-Basisstation 203, die physikalisch in dem ersten Abdeckungsgebiet 103 positioniert ist (vorzugsweise in der Nähe der Basisstation 106). Die Übergangs-Basisstation 203 bedient eine Übergangs-Mikrozelle 209 über einen Übergangs-Kommunikationspfad 206.
Bei Verwendung des Timing-Referenzsignals t_d hat die Übergangs-Basisstation 203, die die Übergangs-Mikrozelle 209 bedient, die Fähigkeit, das Timing um einen bestimmten, vorbestimmten Betrag vorzustellen. Bei der in 2 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist der vorbestimmte Betrag des Zeitfortschritts 45 Mikrosekunden. Der Wert von 45 Mikrosekunden wurde lediglich aus Erläuterungsgründen gewählt. Der bei einer tatsächlichen Systemimplementierung benötigte Zeitfortschrittsbetrag wird von dem Zeitverzögerungsbetrag abhängig sein, den die tatsächlichen Kommunikationspfade 109–116 in dem System aufweisen.
Die Verfahren, die verwendet werden, um ein vorgestelltes/verzögertes Timing-Referenzsignal zu erzeugen, sind im Stand der Technik wohlbekannt. Ein solcher Ansatz ist in 6 gezeigt, wo Einstellungen an der Takterzeugungsschaltung, die bei der Basisstation 203 positioniert ist, vorgenommen werden. Wie in 6 gezeigt, wird eine externe Zeit- und Frequenzreferenz, wie etwa GPS (oder LORAN) benutzt, um ein Timing-Referenzsignal t_d zu erzeugen. Diese wird typischerweise so bereit gestellt, dass alle Zellen in dem System synchronisiert werden können, um zeitlich synchron zu senden, wie im IS-95-Standard beschrieben. Ein GPS-Empfänger 603 empfängt das Timing-Referenzsignal t_d, welches dann Zeitsynchronisierungsmitteln 609 und Frequenzrastmitteln 606 zur Verfügung gestellt wird. Daraus werden ein Zeitsynchronisierungssignal 607 und ein Frequenzrastsignal 608 Zeitzählern 612 zur Verfügung gestellt, die durch das Zeitsynchronisierungssignal 607 gesetzt und von dem Frequenzrastsignal 608 getaktet werden. Zähler-Fortschritts-/verzögerungs-Mittel 615 steuern den Zeitfortschritts-/Verzögerungsbetrag und stellen die Fortschritts-/Verzögerungsinformation den Zeitzählern 612 zur Verfügung. Wenn es beispielsweise gewünscht ist, ein Referenz-Timingsignal um etwa Δt zeitlich vorzustellen, würden die Zeitzähler 612 in der Folge ihrer zeitlichen Synchronisierung mit der externen GPS-Referenz eingestellt, um um den Betrag Δt vorgestellt zu werden (wie angewiesen von den Zähler-Fortschritts-/Verzögerungsmitteln 615). Die Ausgabe der eingestellten Zeitzähler 612 liefert die zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals t_d.
Wie man aus 2 sehen kann, ist die zeitliche Differenz (Δ t_d) zwischen dem Mikrozellen-Abdeckungsgebiet 125 und dem Abdeckungsgebiet 130 70 Mikrosekunden, was über dem von IS-95 erlaubten Maß liegt. In diesem Szenario kann kein Handoff der Kommunikation der Mobilstation 128 von dem Abdeckungsgebiet 125 zum Abdeckungsgebiet 130 durchgeführt werden. Wenn die zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals t_d in der Übergangs-Mikrozelle 209 verwendet wird, verringert sich die Zeitverzögerung von der Mikrozelle 125 zur Übergangs-Mikrozelle 209 um 35 Mikrosekunden. Die Zeitverzögerung verringert sich nicht um 45 Mikrosekunden, weil angenommen wird, dass der Übergangs-Kommunikationspfad 206 länger ist als der Kommunikationspfad 116, so dass 10 Mikrosekunden zusätzlicher Zeitverzögerung durch den Übergangs-Kommunikationspfad 206 hinzugefügt werden. Folglich ist die Nettoreduzierung der Zeitverzögerung 35 Mikrosekunden. Da die Zeitverzögerung t_d zwischen der Übergangs-Mikrozelle 209 und dem zweiten Abdeckungsgebiet 130 nun 35 Mikrosekunden beträgt, kann die Mobilstation 128 mit beiden Basisstationen 203 und 133 einrasten, da die zeitliche Differenz Δ t_d innerhalb des von IS-95 erlaubten Maßes (60 Mikrosekunden) liegt. Somit kann ein Handoff der Mobilstation 128 von der Übergangs-Mikrozelle 209 zu dem zweiten Abdeckungsgebiet 130 erfolgen, ohne die Probleme mit fallen gelassenen Anrufen, die bei dem drahtlosen Kommunikationssystem 100 von 1 gemäß dem Stand der Technik auftreten. Die Verwendung der Übergangs-Basisstation, wie in 2 gezeigt, reduziert die übermä ßige Zeitverzögerung in dem drahtlosen Kommunikationssystem gemäß der Erfindung.
3 zeigt allgemein eine andere Ausführungsform des drahtlosen Kommunikationssystems von 2, die ebenfalls übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß reduziert. Wie in 3 gezeigt, sind Basisstationen 106 und 133 dargestellt, die das erste und zweite Abdeckungsgebiet (103 bzw. 130) wie in 1 bedienen. Die Kommunikationspfade 303–309, die die Mikrozellen 312–318 bedienen, unterscheiden sich jedoch von den Kommunikationspfaden 109–116 von 1 darin, dass die Kommunikationspfade 303–309 von 3 20 Mikrosekunden Zeitverzögerung in das drahtlose Kommunikationssystem 300 einführen. Als Konsequenz wäre die Gesamtzeitverzögerung, die die Mobilstation 128 während ihres Übergangs von der Mikrozelle 312 zur Mikrozelle 318 erfährt, 120 Mikrosekunden. Da 60 Mikrosekunden die maximal zulässige Zeitdifferenz bei IS-95 sind, kann die Zeitverzögerung nicht durch eine einzelne Übergangs-Basisstation, wie in 2, reduziert werden.
3 implementiert daher erfindungsgemäß mehrere Übergangs-Basisstationen 321 und 327. Wie in 2 sind die Kommunikationspfade 303–309, 323 und 329 faseroptische Verbindungen, die mit einer verteilten Antennenanordnung 333 gekoppelt sind. Wie klar aus 3 hervorgeht, hat der Kommunikationspfad 323 das Timing-Referenzsignal t_d um 60 Mikrosekunden vorgestellt, so dass die Zeitverzögerung von der Mikrozelle 318 zur Übergangs-Mikrozelle 325 um 40 Mikrosekunden schrumpft (erneut wird angenommen, dass der Übergangs-Kommunikationspfad 323 20 Mikrosekunden Zeitverzögerung im Vergleich zum Kommunikationspfad 309 einführt). Wie angemerkt ist jedoch die 80 Mikrosekunden-Zeitverzöge rung eine übermäßige Zeitverzögerung im Hinblick auf IS-95. Um die übermäßige Zeitverzögerung weiter zu reduzieren, hat der zweite Übergangs-Kommunikationspfad 329 das Timing-Referenzsignal t_d um 120 Mikrosekunden vorgestellt, um eine Netto-Abnahme der Zeitverzögerung um 40 Mikrosekunden zu erzeugen. Da 40 Mikrosekunden weniger sind als die 60 Mikrosekunden Zeitverzögerung (Δ t_d), die von IS-995 erlaubt sind, kann die Mobilstation 128 mit beiden Basisstationen 327 und 133 einrasten und ein erfolgreicher Handoff kann von der Übergangs-Mikrozelle 331 zu dem zweiten (Ziel-) Abdeckungsgebiet 130 erfindungsgemäß erfolgen.
4 zeigt allgemein eine andere Ausführungsform eines drahtlosen Kommunikationssystems, die erfindungsgemäß die übermäßige Zeitverzögerung reduziert. Wie in 2 sind die Kommunikationspfade 403–411 faseroptische Verbindungen, die mit einer verteilten Antennenanordnung 430 gekoppelt sind. Wie in 4 enthält das drahtlose Kommunikationssystem 400 die Basisstationen 106 und 133, die die Abdeckungsgebiete 103 bzw. 130 bedienen, wie in 1 gezeigt, und der Zeitverzögerungszuwachs von Verbindung zu Verbindung ist 10 Mikrosekunden. Bei dieser Ausführungsform enthalten die Einstellungsmittel in 4 Zeitfortschrittsmittel (positioniert in der Basisstation 106) zum Erzeugen einer zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals t_d. Die Zeitfortschrittsmittel in der Basisstation 106 sind funktional äquivalent den Zeitfortschrittsmitteln, die oben unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurden.
Die Einstellungsmittel enthalten auch Verzögerungsmittel 423–427 in ausgewählten Kommunikationsverbindungen 403–407 zum Verzögern der zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals t_d. Bei dieser Ausführungsform haben die in den ausgewählten Kommunikationsverbindungen 403–407 erzeugten Zeitverzögerungen entsprechend ausgewählte Beträge, so dass die Zeitverzögerung eines Quellsignals (über PSTN 136 und MSC 139) geringer ist als die von IS95 für die Mobilstation 128 erlaubte übermäßige Zeitverzögerung. Wiederum aus Bequemlichkeitsgründen beschränkt jede Zeitverzögerung größer als 60 Mikrosekunden die Fähigkeit der Mobilstation, die Kommunikation aufrechtzuerhalten, wenn die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet 103 an das zweite Abdeckungsgebiet 130 übergeben wird.
Wie in 4 dargestellt, liefern die Zeitfortschrittsmittel in der Basisstation 106 einen vorbestimmten Zeitfortschrittsbetrag des Timing-Referenzsignals t_d. Bei dieser Ausführungsform ist der Zeitfortschrittsbetrag des Timing-Referenzsignals t_d 45 Mikrosekunden. Wie man auch in 4 sehen kann, enthalten die Kommunikationspfade 403–407 Verzögerungsmittel 423–427, die einen gemeinsamen, vorbestimmten Verzögerungsbetrag von 45 Mikrosekunden in jedem der ausgewählten Pfade 403–407 erzeugen. Da jeder der Kommunikationspfade 403–411 das Timing-Referenzsignal t_d um 45 Mikrosekunden fortgeschritten aufweist, weisen die Kommunikationspfade 403–407, die Verzögerungsmittel 423–427 (jeweils entsprechend) aufweisen, eine Zeitverzögerung bei den Mikrozellen 413–417 auf, die ähnlich den Zeitverzögerungen für die in 2 gezeigten Mikrozellen 118–122 sind. Der Kommunikationspfad 408 weist jedoch keine Verzögerungsmittel auf, führt aber 50 Mikrosekunden Verzögerung ein, wie man bei der Mikrozelle 418 sehen kann. Folglich ist die Netto-Zeitverzögerung bei der Mikrozelle 418 (wie von der Mobilstation 128 aus gesehen) 5 Mikrosekunden (50 Mikrose kunden Zeitverzögerung plus 45 Mikrosekunden Zeitfortschritt). Eine ähnliche Analyse gilt für die Kommunikationspfade 409–411. Wenn sich daher die Mobilstation 128 von der finalen Mikrozelle 421 zum zweiten Abdeckungsgebiet 130 bewegt, beträgt die Differenz der Zeitverzögerungen (Δt_d) 35 Mikrosekunden, was gut in der von IS-95 erlaubten Zeitdifferenz liegt. Das in 4 gezeigte drahtlose Kommunikationssystem 400 reduziert somit die übermäßige Zeitverzögerung entsprechend der Erfindung.
5 zeigt allgemein eine andere Ausführungsform des drahtlosen Kommunikationssystems von 4, die die übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß reduziert. Wie man sehen kann, ist die Implementierung des drahtlosen Kommunikationssystems 500 ähnlich derjenigen des drahtlosen Kommunikationssystems 400 von 4 mit der Ausnahme, dass die Verzögerungsmittel 503–507 für jeden ausgewählten Kommunikationspfad 403–407 einen anderen Verzögerungsbetrag für jeden der ausgewählten Kommunikationspfade 403–407 zur Verfügung stellen. Das Nettoergebnis dieser Implementierung ist, dass das Timing-Referenzsignal t_d, gesehen bei den Mikrozellen 413–417, keine Zeitverzögerung erfährt. Wenn die Mobilstation 128 bei der Mikrozelle 418 (und den nachfolgenden Mikrozellen 419–421) ankommt, wächst die Zeitverzögerung wie in 4 gezeigt. Wie in 4 beträgt die Differenz der Zeitverzögerung (Δ t_d) 35 Mikrosekunden, wenn sich die Mobilstation 128 von der letzten Mikrozelle 421 zu dem zweiten Abdeckungsgebiet 130 bewegt, d.h. gut innerhalb der von IS-95 erlaubten Zeitdifferenz. Das in 5 gezeigte drahtlose Kommunikationssystem 500 reduziert somit übermäßige Zeitverzögerung entsprechend der Erfindung.
Wie der Fachmann erkennen wird, gibt es viele unterschiedliche, alternative Ausführungsformen, die eine Reduzierung der übermäßigen Zeitverzögerung gemäß der Erfindung implementieren. Beispielsweise könnten sich die in irgendeiner der 2–5 gezeigten Mikrozellen ganz leicht in das zweite Abdeckungsgebiet 130 hinein erstrecken. Wenn dies der Fall ist, könnte die Mikrozellenanordnung aus beiden Basisstationen 106 und 133 gespeist werden, um die übermäßige Zeitverzögerung erfindungsgemäß zu reduzieren. Tatsächlich deckt die Erfindung, wenn breit formuliert, jede Implementierung ab, bei der eine separate Station benutzt wird, um einen Timing-Übergang zu bieten zwischen Zonen übermäßiger Zeitdifferenz oder bei der eine Zeit-Fortschritts-/Verzögerungsmittelkombination benutzt wird, um übermäßige Zeitverzögerung von einem ersten Abdeckungsgebiet zu einem zweiten Abdeckungsgebiet zu reduzieren.
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Schritte plus Funktionselemente in den nachstehenden Ansprüchen sollen jegliche Struktur, Material oder Handlungen zum Durchführen der Funktionen in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen als speziell beansprucht umfassen.
Was wir beanspruchen ist:

Claims

Drahtloses Kommunikationssystem zum Kommunizieren eines Quellsignals von einer ersten Basisstation an eine Mobilstation über eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden, wobei die Mobilstation über eine limitierte Fähigkeit verfügt, eine Kommunikation bei Vorliegen einer übermäßigen Zeitverzögerung des Quellsignals aufrechtzuerhalten, wobei das drahtlose Kommunikationssystem umfasst: die erste Basisstation, die in einem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist und die auf die Mobilstation anspricht, wobei die erste Basisstation ein Timing-Referenzsignal verwendet und wobei die Kommunikation des Quellsignals von einem der Mehrzahl der Kommunikationspfade eine Zeitverzögerung des Quellsignals in Bezug auf eine Kommunikation des Quellsignals von einem anderen aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade erfährt; eine zweite Basisstation, die in einem zweiten Abdeckungsgebiet positioniert ist, auf die Mobilstation anspricht und das Timing-Referenzsignal verwendet; und Mittel zum Einstellen der Zeitverzögerung des Quellsignals, so dass die Zeitverzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet bewegt, wobei die Mittel zum Einstellen eine Übergangs-Basisstation umfassen, die in dem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist, auf die Mobilsta tion über einen Übergangs-Kommunikationspfad anspricht und eine zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals verwendet, um eine zeitlich fortgeschrittene Version des Quellsignals zu erzeugen.
Drahtloses Kommunikationssystem von Anspruch 1, wobei ein von der Übergangs-Basisstation bedientes Abdeckungsgebiet im Wesentlichen in der Nähe des zweiten Abdeckungsgebietes liegt.
Drahtloses Kommunikationssystem von Anspruch 1, wobei die Mittel zum Einstellen weiter eine Mehrzahl von Übergangs-Stationen umfassen, von denen jede in dem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist, von denen jede auf die Mobilstation über eine entsprechende Mehrzahl von Übergangs-Kommunikationspfaden anspricht und von denen jede eine andere zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals verwendet, um so unterschiedliche zeitlich fortgeschrittene Versionen des Quellsignals zu erzeugen.
Drahtloses Kommunikationssystem zum Kommunizieren eines Quellsignals von einer ersten Basisstation an eine Mobilstation über eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden, wobei die Mobilstation über eine limitierte Fähigkeit verfügt, eine Kommunikation bei Vorliegen einer übermäßigen Zeitverzögerung des Quellsignals aufrechtzuerhalten, wobei das drahtlose Kommunikationssystem umfasst: die erste Basisstation, die in einem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist und die auf die Mobilstation anspricht, wobei die erste Basisstation ein Timing-Referenzsignal verwendet und wobei eine Kommunikation des Quellsignals von einem der Mehrzahl der Kommunikationspfade eine Zeitverzögerung des Quellsignals in Bezug auf eine Kommunikation des Quellsignals von einem anderen aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade erfährt; eine zweite Basisstation, die in einem zweiten Abdeckungsgebiet positioniert ist, auf die Mobilstation anspricht und das Timing-Referenzsignal verwendet; und Mittel zum Einstellen der Zeitverzögerung des Quellsignals, so dass die Zeitverzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet bewegt, wobei die Mittel zum Einstellen Zeitfortschrittsmittel zum Erzeugen einer zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals und Verzögerungsmittel in ausgewählten Kommunikationspfaden der Mehrzahl von Kommunikationspfaden zum Verzögern der zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals um korrespondierende, ausgewählte Zeitbeträge zu verzögern, so dass die Verzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Verzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet bewegt, umfassen.
Drahtloses Kommunikationssystem von Anspruch 4, wobei die Zeitfortschrittsmittel einen vorbestimmten Zeitfortschrittsbetrag des Timing-Referenzsignals liefern.
Drahtloses Kommunikationssystem von Anspruch 4, wobei die Verzögerungsmittel für jeden ausgewählten Kommunikationspfad entweder einen gemeinsamen Verzögerungsbetrag für jeden der ausgewählten Kommunikationspfade oder einen un terschiedlichen Verzögerungsbetrag für jeden der ausgewählten Kommunikationspfade liefern.
Drahtloses Kommunikationssystem von Anspruch 1, wobei ein Kommunikationspfad entweder eine faseroptische Verbindung umfasst, die mit einer Antenne gekoppelt ist, oder eine Mehrzahl von faseroptischen Verbindungen, die mit einer verteilten Antennenanordnung gekoppelt sind.
Drahtloses Kommunikationssystem von Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunikationssystem ein drahtloses Kommunikationssystem mit Vielfachzugriff im Code-Multiplex (CDMA: Code Division Multiple Access) umfasst.
Verfahren zum Kommunikations-Handoff in einem drahtlosen Kommunikationssystem, wobei das drahtlose Kommunikationssystem ein Quellsignal an eine Mobilstation kommuniziert, wobei die Mobilstation eine limitierte Fähigkeit aufweist, eine Kommunikation bei Vorliegen einer übermäßigen Zeitverzögerung des Quellsignals aufrechtzuerhalten, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Etablieren, über eine erste Basisstation, die in einem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist, einer Kommunikation an die Mobilstation über eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden, wobei die erste Mobilstation ein Timing-Referenzsignal verwendet, so dass die Kommunikation des Quellsignals von einem aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade eine Zeitverzögerung des Quellsignals in Bezug auf eine Kommunikation des Quellsignals von einem anderen aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade erfährt; Etablieren, über eine zweite Basisstation, die in einem zweiten Abdeckungsgebiet positioniert ist, auf die Mobilstation anspricht und das Timing-Referenzsignal verwendet; und Einstellen der Zeitverzögerung des Quellsignals, so dass die Zeitverzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet bewegt, wobei das Einstellen ein Etablieren eines Übergangs-Kommunikationspfades durch eine Übergangs-Basisstation umfasst, welche in dem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist und auf die Mobilstation anspricht und eine zeitlich fortgeschrittene Version des Timing-Referenzsignals verwendet, um eine zeitlich fortgeschrittene Version des Quellsignals zu erzeugen.
Verfahren zum Kommunikations-Handoff in einem drahtlosen Kommunikationssystem, wobei das drahtlose Kommunikationssystem ein Quellsignal an eine Mobilstation kommuniziert, wobei die Mobilstation eine limitierte Fähigkeit aufweist, eine Kommunikation bei Vorliegen einer übermäßigen Zeitverzögerung des Quellsignals aufrechtzuerhalten, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Etablieren, über eine erste Basisstation, die in einem ersten Abdeckungsgebiet positioniert ist, einer Kommunikation mit der Mobilstation über eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden, wobei die erste Mobilstation ein Timing-Referenzsignal verwendet, so dass die Kommunikation des Quellsignals von einem aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade eine Zeitverzögerung des Quellsignals in Bezug auf eine Kommunikation des Quellsignals von einem anderen aus der Mehrzahl der Kommunikationspfade erfährt; Etablieren, über eine zweite Basisstation, die in einem zweiten Abdeckungsgebiet positioniert ist, auf die Mobilstation anspricht und das Timing-Referenzsignal verwendet; und Einstellen der Zeitverzögerung des Quellsignals, so dass die Zeitverzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet bewegt, wobei das Einstellen ein Erzeugen einer zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals und ein Verzögern, in ausgewählten Kommunikationspfaden aus der Mehrzahl von Kommunikationspfaden, der zeitlich fortgeschrittenen Version des Timing-Referenzsignals um entsprechende, ausgewählte Zeitbeträge, so dass die Verzögerung des Quellsignals geringer ist als die übermäßige Zeitverzögerung, wenn sich die Mobilstation von dem ersten Abdeckungsgebiet zu dem zweiten Abdeckungsgebiet bewegt, umfasst.