DE69737606T2

DE69737606T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Mobil unterstützten harten weiterreichen zwischen Kommunikationssystemen

Info

Publication number: DE69737606T2
Application number: DE69737606T
Authority: DE
Inventors: Edward G. San Diego TIEDEMANN; Tao San Diego CHEN; Charles E. Del Mar WHEATLEY
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: DE69737606D1; CN1245003A; US5940761A; IL198051A; AU742513B2; US6810254B2; EA001724B1; WO1998032262A3; US6304755B1; AU5804498A; UA45478C2; IL205567A0; JP4234209B2; TW365096B; US20020032034A1; NZ336486A; ATE359635T1; IL130734A0; CN100525516C; BR9714321A

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Nachrichtenübermittlungs- bzw. Kommunikationssysteme. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neuartiges und verbessertes Verfahren zur harten Weiter- bzw. Übergabe (hard handoff) zwischen verschiedenen drahtlosen Kommunikationssystemen.
II. Beschreibung der verwandten Technik
In einem Spreizspektrumkommunikationssystem mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA) wird ein gemeinsames Frequenzband zur Kommunikation mit allen Basisstationen innerhalb jenes Systems genutzt. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist beschrieben in dem TIA/EIA Interim Standard IS-95-A mit dem Titel „Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", der hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Erzeugung und der Empfang von CDMA Signalen ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEMS USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" und in dem U.S. Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide an die Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Signale, die das gemeinsame Frequenzband besetzen bzw. belegen werden an der empfangenden Station durch die Eigenschaften der Spreizspektrum-CDMA-Wellenform basierend auf der Nutzung eines Pseudo-Rausch-(pseudonoise, PN)-Codes mit hoher Rate bzw. Geschwindigkeit unterschieden. Ein PN-Code wird genutzt zum Modulieren von Signalen, die von den Basisstationen und den entfernten Stationen gesendet bzw. übertragen werden. Signale von unterschiedlichen Basisstationen können an der empfangenden Station separat empfangen werden und zwar durch Unterscheidung bzw. Diskriminierung des einmaligen bzw. einzigartigen Zeitversatzes, der in die PN-Codes eingeführt ist, die jeder Basisstation zugewiesen sind. Die PN-Modulation mit hoher Rate erlaubt es, der empfangenden Station auch ein Signal von einer einzelnen Sendestation zu empfangen, wobei sich das Signal über verschiedene Ausbreitungspfade ausgebreitet hat. Eine Demodulation von mehreren Signalen ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,490,165 mit dem Titel „DEMODULATION ELEMENT ASSIGNMENT IN A SYSTEM CAPABLE OF RECEIVING MULTIPLE SIGNALS" und in dem U.S. Patent Nr. 5,109,390 mit dem Titel „DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLUALR TELEPHONE SYSTEM"; die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Das gemeinsame Frequenzband erlaubt die gleichzeitige Kommunikation zwischen einer entfernten Station und mehr als einer Basisstation, ein Zustand, der bekannt ist als Soft-Handoff bzw. sanfte Weitergabe und offenbart ist in dem U.S. Patent Nr. 5,101,501 mit dem Titel „SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" und U.S. Patent Nr. 5,267,261 mit dem Titel „MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM" die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind. In ähnlicher Weise kann eine entfernte Station gleichzeitig mit zwei Sektoren von der gleichen Basisstation kommunizieren, was als softer Handoff bzw. sanftere Weitergabe offenbart ist in dem U.S. Patent Nr. 5,625,876 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION", übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung. Handoffs bzw. Weitergaben werden als soft und softer bezeichnet, weil sie die neue Verbindung herstellen bevor die Existierende unterbrochen bzw. abgeschaltet wird.
Falls sich eine Mobilstation außerhalb der Grenze des Systems bewegt mit dem sie gerade kommuniziert, ist es wünschenswert, die Kommunikationsverbindung beizubehalten, und zwar durch Transferieren des Anrufs zu einem benachbarten System, falls eines existiert. Das benachbarte System kann irgendeine drahtlose Technologie nutzen, wobei Beispiele für drahtlose Technologien CDMA, NAMPS, AMPS, TDMA oder FDMA sind. Falls das benachbarte System CDMA auf dem gleichen Frequenzband wie das aktuelle System nutzt, kann ein Intersystem Soft-Handoff durchgeführt werden. In Situationen bei denen Intersystem Soft-Handoff nicht verfügbar ist, wird die Kommunikationsverbindung durch einen Hard-Handoff bzw. eine harte Weitergabe transferiert, wobei die aktuelle bzw. laufende Verbindung abgeschaltet bzw. unterbrochen wird, bevor eine neue hergestellt wird. Beispiele von Hard-Handoffs sind jene von einem CDMA System zu einem System, das eine alternative Technologie einsetzt oder ein Anruf der zwischen zwei CDMA-Systemen transferiert wird, die unterschiedliche Frequenzbänder nutzen (Interfrequenz Hard-Handoff).
Interfrequenz Hard-Handoffs können auch innerhalb eines CDMA Systems auftreten. Zum Beispiel kann ein Bereich mit hoher Nachfrage wie zum Beispiel ein innerstädtisches Gebiet eine größere Anzahl von Frequenzen zum Bedienen der Nachfrage erfordern als der vorstädtische Bereich, der es umgibt. Es könnte nicht kosteneffizient sein, alle verfügbaren Frequenzen über das gesamte System hinweg einzusetzen. Ein Anruf, der auf einer Frequenz veranlasst wird, bzw. von einer Frequenz herstammt, die nur in dem Gebiet mit hohem Andrang eingesetzt wird, muss weitergegeben bzw. übergeben werden, wenn der Nutzer zu einem Gebiet mit weniger Andrang reist. Ein anderes Beispiel ist, das einer Mikrowelle oder eines anderen Dienstes, der auf einer Frequenz innerhalb der Grenzen des Systems betrieben wird. Wenn Nutzer in ein Gebiet reisen, das unter Interferenz bzw. Störungen von dem anderen Dienst leidet, könnte es nötig sein, dass ihr Anruf auf eine unterschiedliche Frequenz übergeben werden muss.
Übergaben bzw. Handoffs können unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken initiiert werden. Handoff-Techniken, einschließlich jenen die Signalqualitätsmessungen zum Initiieren von Handoff nutzen, können gefunden werden in WO-A-96/12380 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR HANDOFF BETWEEN DIFFERENT CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEMS", an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen. WO-A-96/16524 beschreibt eine Pilotsignalsuchtechnik zur Durchführung im Vorgriff auf einen Handoff. Eine Mobilstation misst Pilotsignalstärken für einen Nachbarsatz und vergleicht sie zum Bestimmen einer Kandidaten-Handoff-Basisstation. Weitere Offenbarungen bezüglich Handoffs einschließlich bei der Messung einer Signalverzögerung hin und zurück (round trip) zum Initiieren von Handoff ist offenbart in dem U.S. Patent mit der Nummer 5,848,063 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR HARD HANDOFF IN A CDMA SYSTEM", an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen. Handoffs von CDMA Systemen zu Systemen mit alternative Technologien sind offenbart in dem U.S. Patent mit der Nr. 5,594,718 ('718 Patent) mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR UNIT ASSISTED CDMA TO ALTERNATIVE SYSTEM HARD HANDOFF", übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung. In dem '718 Patent werden Pilotbaken (Beacons) an den Grenzen des Systems platziert. Wenn eine Mobilstation diese Piloten an die Basisstation berichtet, weiß die Basisstation, dass die Mobilstation sich der Grenze nähert.
Wenn ein System bestimmt hat, dass ein Anruf an ein anderes System mittels Hard-Handoff transferiert werden sollte, wird eine Nachricht an die Mobilstation gesendet, um diese anzuweisen, dies zu tun, und zwar zusammen mit Parametern, die es der Mobilstation ermöglichen, sich mit dem Bestimmungs- bzw. Zielsystem zu verbinden. Das System besitzt nur Schätzungen, des tatsächlichen Ortes und der Umgebung der Mobilstation, so dass es für die, an die Mobilstation gesendeten Parameter nicht garantiert ist, dass sie genau sind. Zum Beispiel, bei dem Baken unterstützten Handoff, kann die Messung der Signalstärke des Pilotbakens ein gültiges Kriterium zum Anstoßen bzw. Auslösen des Handoffs sein. Die geeignete Zelle oder die Zellen in dem Ziel system, die der Mobilstation zugewiesen werden sollen (als der Aktive Satz bzw. Active Set bekannt) sind jedoch nicht notwendigerweise bekannt. Außerdem kann das Einbeziehen von allen wahrscheinlichen Möglichkeiten das Maximum übersteigen, das in dem Active Set zulässig ist.
Damit die Mobilstation mit dem Zielsystem kommunizieren kann, muss sie den Kontakt mit dem alten System verlieren. Falls die, an die Mobilstation gegebenen Parameter aus irgendeinem Grund nicht gültig sind, d.h. aufgrund von änderungen in der Umgebung der Mobilstation oder dem Mangel von präziser Information über den Ort an der Basisstation, wird die neue Kommunikationsverbindung nicht gebildet werden, und der Anruf kann fallengelassen werden, bzw. verloren gehen. Nach einem nicht erfolgreichen Handoff-Versuch kann die Mobilstation zu dem vorhergehenden System zurückkehren, falls es noch möglich ist, dies zu tun. Ohne weitere Information und ohne signifikante änderung in der Umgebung der Mobilstation werden auch wiederholte Versuche zur Weitergabe fehlschlagen. Deshalb gibt es in der Technik einen Bedarf für ein Verfahren zum Durchführen zusätzlicher Hard-Handoff-Versuche mit größerer Erfolgswahrscheinlichkeit.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Zweck dieser Erfindung ist es die Wahrscheinlichkeit von fallengelassenen bzw. abgebrochenen Anrufen während eines Intersystem Hard-Handoffs zu reduzieren. In dem Fall, in dem ein Hard-Handoff-Versuch nicht erfolgreich ist, wird die Mobilstation zu dem originalen bzw. ursprünglichen System zurückkehren, und zwar mit Information, die das Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung nutzt, um die Leistungsfähigkeit von zukünftigen Handoff-Versuchen zu unterstützen.
Vor dem Handoff wird die originale bzw. ursprüngliche Basisstation eine grobe Schätzung der wahrscheinlichsten Basisstationen von einem Zielsystem zum Vorsehen eines Dienstes für eine Mobilstation, wenn sie in das Zielsystem reist, besitzen. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird eine Nach richt von der Basisstation zu der Mobilstation gesendet werden, die diese Liste mit benachbarten Basisstationen in dem Zielsystem, eine minimale Empfangsgesamtleistungsschwelle und eine minimale Pilotenergieschwelle enthält. Wenn die Basisstation in dem originalen System bestimmt hat, dass ein Hard-Handoff angemessen ist, signalisiert sie den benachbarten Basisstationen in dem Bestimmungs- bzw. Zielsystem die Übertragung bzw. Aussendung von Vorwärtsverbindungsverkehr zu der Mobilstation, die das System betritt, zu beginnen. Ein erster Hard-Handoff wird versucht, nachdem eine Nachricht durch die Mobilstation empfangen wird, und zwar von der Basisstation die dem Intersystem Hard-Handoff initiiert. Die Mobilstation schaltet auf die Frequenz des Zielsystems und versucht die Basisstationen des Zielsystems zu akquirieren und zwar gemäß den vorgesehenen bzw. gelieferten Akquisitions-Parametern (d.h. den Pilot-PN-Versätzen). Falls die minimale Pilotenergieschwelle überschritten wird, wird der Handoff als erfolgreich erachtet und die Mobilstation verbleibt auf dem Zielsystem.
Falls die minimale Pilotenergieschwelle nicht überschritten wird, beginnen Wiederherstellungstechniken. Die Mobilstation misst die gesamte Inband-Energie des Zielssystems und vergleicht diese mit der gesamten Empfangsleistungsschwelle. Falls die minimale gesamte Empfangsleistungsschwelle nicht überschritten wird, wird der Handoff unmittelbar abgebrochen. Die Mobilstation kehrt zurück zu dem Originalsystem und berichtet, dass keine signifikante Leistung bei der neuen Frequenz detektiert worden ist. Falls die minimale gesamte Empfangsleistung überschritten wird, ist es wahrscheinlich, dass das Zielsystem verfügbar ist, aber das die benachbarten Basisstationen, die von dem Originalsystem vorgesehen wurden (bezeichnet als der neue Active Set) zur Kommunikation nicht akzeptabel ist. Die Mobilstation führt dann eine Suche durch zum Lokalisieren von brauchbaren Pilotsignalen in dem Zielsystem durch. Im Allgemeinen wird eine Liste mit Versätzen zur Suche die für die mobile Station vorgesehen ist, ausreichend sein, zum Lokalisieren verfügbarer Piloten, obwohl andere Suchalgorithmen eingesetzt werden können. Nach der Vervollständigung der Suche kehrt die Mobilstation zurück zu dem Originalsystem und berichtet das Versagen und jedwelche Pilotsignale, die in der Suche gefunden worden sind, die eine dritte Schwelle überschritten haben.
Falls keine signifikante Empfangsleistung detektiert worden ist, oder keine Piloten in der Suche gefunden worden sind, kann sich der Systemcontroller entscheiden einen zweiten Versuch zum Handoff zu Verzögern in der Hoffnung auf eine vorteilhafte änderung in der Umgebung in der Mobilstation. Alternativ kann die Mobilstation den Hard-Handoff-Versuch insgesamt abbrechen, was wahrscheinlich zu dem eventuellen Verlust bzw. Abbruch des Anrufs führen würde. In jenen Fällen, in denen das Zielsystem vorhanden ist, kann der Systemcontroller jedoch den Active Set basierend auf der zurückgegebenen Suchinformation aktualisieren und das Zielsystem kann die Basisstationen, die an die Mobilstation übertragen, entsprechend modifizieren. Dann kann eine zweite Hard-Handoff-Versuchsnachricht an die Mobilstation gesendet werden. Außer wenn sich die Umgebung geändert hat, ist es wahrscheinlich, dass dieser zweite Versuch erfolgreich ist.
Somit ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Mobilstation nach Anspruch 1 vorgesehen. Gemäß einem zweiten Aspekt ist eine Basisstation nach Anspruch 8 vorgesehen. Gemäß dritten und vierten Aspekten sind Verfahren zum Bewirken von Hard-Handoff nach den Ansprüchen 16 bzw. 22 vorgesehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechendes Identifizieren und wobei:
1 eine schematische Übersicht eines exemplarischen Spreizspektrum-CDMA-Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Darstellung von beispielhaften Szenarien ist, wobei die verschiedenen Situationen beschrieben werden können, auf die durch diese Erfindung geantwortet wird;
3 eine Darstellung einer exemplarischen Basisstation ist;
4 eine Darstellung einer exemplarischen Mobilstation ist; und
5 ein Flussdiagramm ist, das den Betrieb der vorliegenden Erfindung illustriert.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 bildet ein Ausführungsbeispiel eines Kommunikationssystems ab, dass die vorliegende Erfindung anwendet. Ein typisches CDMA-Kommunikationssystem besteht aus einem Systemcontroller und -schalter bzw. -vermittlung 10 in Kommunikation mit einer oder mehreren Basisstationen von denen Beispiele 12, 14 und 16 sind. Der Systemcontroller und -schalter 10 verbindet auch mit dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk (Public Switched Telephone Network, PSTN) (nicht gezeigt) und mit anderen Kommunikationssystemen (nicht gezeigt). Mobilstation 18 ist ein beispielhafter Teilnehmer bzw. Abonnent mit Vorwärtsverbindungen 20B, 22B und 24B und Rückwärtsverbindungen 20A, 22A und 24A. Der Systemcontroller und -schalter 10 steuert Soft-Handoffs und Interfrequenz-Hard-Handoffs innerhalb des Systems und steuert zusammen mit benachbarten Systemen Intersystem-Soft-Handoff sowie auch Intersystem-Hard-Handoffs. Das exemplarische Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschäftigt sich mit CDMA-System zu CDMA-System Interfrequenz-Hard-Handoffs. Es ist für einen Fachmann klar, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung angewendet werden können auf Handoffs unter Verwendung von Mehrfachzugriffsschemata und für Handoff zwischen Systemen, die unterschiedliche Modulationsschemata nutzen.
2 bildet drei unterschiedliche Szenarien ab, die bei der Nutzung der vorliegenden Erfindung möglich sind. Drei Mobilstationen M1, M2 und M3 reisen von dem System von dem ihre entsprechenden Anrufe ausgehen (originated), S1 zu einem benachbarten System mit einer unterschiedlichen Frequenz S2. Anfangs befinden sich alle Mobilstationen M1-M3 in Kommunikation bzw. Nachrichtenverbindung mit einer oder mehreren Basisstationen (nicht gezeigt) in dem System S1. Während jede Mobilstation über die Grenze von S1 hinein zu S2 reist, wird ein Hard-Handoff-Versuch gemacht werden. Das Zielsystem S2 enthält Basisstationen B1-B5, die jeweils ein Zellengebiet C1-C5 entsprechend abdecken bzw. versorgen. Das System S2 kann andere Basisstationen (nicht gezeigt) besitzen, die die gegebenen Szenarien nicht beeinflussen. Wie gezeigt schneiden sich einige Zellen mit anderen Zellen. In dem überlappenden Bereich kann eine Mobilstation in Kommunikation mit einer von beiden Basisstationen oder gleichzeitig mit beiden befinden, falls die Mobilstation im Soft-Handoff ist. Auch gezeigt sind Hindernisse O1-O3. Diese Hindernisse verzerren die Abdeckungs- bzw. Versorgungsgebiete, die andernfalls kreisförmige Zellen wären. Die Zelle C5 ist schraffiert gezeigt, um deutlich ihre ungewöhnliche Form zu zeigen.
Zunächst wird die Mobilstation M1 betrachtet. Dies ist ein Beispiel eines Falls, der zu einem erfolgreichen Hard-Handoff führen würde, und zwar sowohl bei dem Stand der Technik, als auch bei der aktuellen Erfindung. Wenn M1 sich der S1-S2 Grenze nähert, sagt das Ausgangs- bzw. Ursprungssystem S1, die wahrscheinlichen Nachbarn im Zielsystem S2 vorher, und zwar basierend auf seiner besten Schätzung des Ortes bzw. Standortes von M1. S1, das durch eine Basisstation in Kontakt mit M1 (nicht gezeigt) steht, benachrichtigt dann M1 über die PN Versätze von Zellen in dem Zielsystem S2 zum Beispiel, C1, C2, C3, C4 und C5. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sendet S2 auch Parameter für einen minimalen gesamten empfangenen Pilot MIN_TOT_PILOT und eine minimale empfangene Leistung MIN_RX_PWR: Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann M1 Werte von MIN_TOT_PILOT und MIN_RX_PWR speichern oder kann im Stande sein, die Werte basierend auf Systemdaten zu erzeugen. S1 beginnt dann Verkehr zum System S2 weiterzuleiten, und zwar mit Instruktionen zum Aufbau bzw. Einrichten der geeigneten Vorwärtsverbindung für jene Daten, die an die Mobilstation M1 gerichtet sind, und zwar auf den Basisstationen B2 und B3. Die Basisstationen B2 und B3 sind die wahrscheinlichsten Zielbasisstationen und sind in dem neuen Active Set. Dann sendet es S1 eine Initiierungsnachricht an die Mobilstation M1 um den Hard-Handoff-Prozess zu beginnen. Aufgrund der gutartigen Ausbreitungsumgebung in der Nähe der Mobilstation M1, wird, wenn M1 auf die neue Frequenz schaltet, sie die Piloten finden und erfolgreich Vorwärtsverbindungsverkehr von dem neuen Active Set, den Basisstationen B2 und B3, demodulieren, wie durch das System S1 vorhergesagt. M1 bestimmt, dass der Hard-Handoff erfolgreich war, weil der gesamte empfangene Pilot die Schwelle MIN_TOT_PILOT überschreitet. Das System S1 wird Ressourcen freigeben, die vorher zum Kommunizieren mit der Mobilstation M1 zugewiesen waren, und zwar nachdem es bestimmt hat, dass der Hard-Handoff erfolgreich war. Diese Bestimmung kann durchgeführt werden, durch Empfangen einer Nachricht von dem System S2 oder basierend auf einer vorausgeplanten Zeitdauer in der keine weitere Kommunikation zwischen dem System S1 und der Mobilstation M1 stattfindet.
Als nächstes wird die Mobilstation M2 betrachtet, die sich in einem Gebiet mit unzureichender Abdeckung durch S2 befindet, was häufig als ein Loch bezeichnet wird. Wenn sich die Mobilstation M2 der S1-S2 Grenze nähert, sagt das System S1 vorher, dass Abdeckung im System S2 in der Zelle C1 vorgesehen ist. Der Handoff wird in der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben initiiert. Nachdem Schalten bzw. Wechseln auf die Frequenz des Zielsystems S2 wird jedoch signifikante Signalenergie durch die Mobilstation M2 nicht empfangen und zwar aufgrund der Interferenz bzw. Störung, die durch das Hindernis O3 verursacht wird. D.h. der gesamte empfangene Pilot ist weniger als die Schwelle MIN_TOT_PILOT. In aktuellen Systemen würde dieser Anruf fallengelassen. In der vorliegenden Erfindung beginnt die Mobilstation mit Wiederherstellungstechniken.
Sobald die Mobilstation bestimmt, dass der Pilot oder die Piloten die von S1 vorhergesagt wurden, nicht verfügbar sind, misst M2 die gesamte Empfangsleistung in dem neuen Frequenzband und vergleicht sie mit der Schwelle MIN_RX_PWR. In diesem Beispiel ist der einzige Sender in der Nähe von M2 die Basisstation B1 und ihr Signal wird durch das Hindernis O3 blockiert, so dass keine signifikante Energie in dem Frequenzband des Zielsystems gefunden wird. Die Mobilstation M2 bricht dann den Handoff ab und kehrt zurück zum System S1, dieses benachrichtigend, dass kein System S2 gefunden wurde. Es wird angenommen, dass die Mobilstation M2 fortfährt, weg vom System S1 zu reisen. Da der Anruf nicht fallengelassen worden ist, wie es in dem Fall unter Verwendung aktueller Verfahren gewesen wäre, existiert eine Anzahl von Optionen. Zumindest kann der Anruf auf dem System S1 weitergehen, bis er schließlich fallengelassen wird, weil der Abstand zu groß geworden ist. Angenommen, dass die Umgebung der Mobilstation empfänglich für eine Änderung ist, kann ein zweiter Handoff-Versuch nach einer Verzögerung erfolgreich sein.
Schlussendlich wird die Mobilstation M3 betrachtet. Auch gleiche bzw. auf ähnliche Art und Weise wie bei den Mobilstationen M1 und M2 werden die Handoff-Prozeduren mit den Zellen C1 und C2, die der vorhergesagten neue Active Set sind, initiiert. Aufgrund von Hindernissen O1 und O2 ist keine vorhergesagte Zelle für die Mobilstation M3 verfügbar, somit wird MIN_TOT_PILOT nicht überschritten. Wiederum beginnen Wiederherstellungsprozeduren. Diesmal ist die Basisstation B5 innerhalb der Reichweite, jedoch ist weder ihr Versatz in dem neuen Active Set enthalten, noch überträgt sie Vorwärtsverbindungsdaten, die an M3 gerichtet sind. Somit wird, obwohl die vorhergesagten Zellen nicht verfügbar sind, die minimale Empfangsleistungsschwelle MIN_RX_PWR, überschritten. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, da das System als verfügbar erscheint, eine Suche nach verfügbaren Piloten durchgeführt. Wenn die Suche vollständig ist, kehrt die Mobilstation M3 zurück zum System S1 und benachrichtigt es, sowohl über den fehlgeschlagenen Handoff-Versuch, als auch über die verfügbaren Piloten, in diesem Fall der Pilot für die Zelle C5. In der vorliegenden Erfindung, sendet S1 eine Nachricht an das Zielsystem S2 zum Einrichten einer Vorwärtsverbindung auf der Basisstation B5, dann kann ein zweiter Versuch für einen Handoff durchgeführt werden. Falls sich die Umgebung nicht wesentlich geändert hat, wechselt M3 das zweite Mal auf die neue Frequenz, wobei der Anruf erfolgreich an die Basisstation B5 des Zielsystems S2 weitergegeben wird.
3 zeigt eine beispielhafte Basisstation. Die Basisstation 300 kommuniziert mit anderen Systemen (nicht gezeigt) und mit dem Systemcontroller und -schalter 10, in 1 gezeigt, durch ein System-Interface bzw. eine Systemschnittstelle 310. Interfrequenz-Handoff ist ein verteilter Prozess, wobei der Systemcontroller und -schalter 10 Signalisierung austauscht mit dem anderen Schalter bzw. der anderen Vermittlung und der Basisstation 300 zum Handhaben einiger der Handoff-Details. Der Systemcontroller 10 bestimmt, zusammen mit der Basisstation 300, dass ein Intersystem-Hard-Handoff notwendig ist. Es gibt viele Alternativen zur Handoff-Bestimmung, wie oben beschreiben, einschließlich Mobilstationsort bzw. -position oder Pilotbakenempfang. Das Bestimmungs- bzw. Zielsystem (nicht gezeigt) wird durch das Herkunfts- bzw. Veranlassungs-(origination)-System instruiert damit zu beginnen Vorwärtsverbindungsverkehr auf der Frequenz des Zielsystems von einem ausgewählten Satz mit Basisstationen zu senden bzw. zu übertragen. Eine Datenbank (nicht gezeigt) in einem Steuerprozessor 360 kann die Kandidaten-Basisstationen enthalten. Alternativ kann eine geeignete Liste mit Handoff-Basisstations-Kandidaten von dem Zielsystem an den Steuerprozessor 360 durch das System-Interface 310 zurückgegeben werden. In Situationen bei denen das Zielsystem kein CDMA-System ist, können andere Parameter die nützlich zum Akquirieren des Zielssystems sind, an den Steuerprozessor 360 durch das System-Interface 310 geliefert werden.
Parameter und Instruktionen von dem Steuerprozessor 360 werden in einem Nachrichtengenerator 320 in Nachrichten gebildet. Diese Nachrichten werden in einem Modulator 330 moduliert und an die Mobilstation über einen Sender bzw. Übertrager 340 und eine Antenne 350 gesendet. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Modulator 330 ein CDMA-Modulator, wie er in dem vorgenannten U.S. Patenten mit den Nummern 4,901,307 und 5,103,459 beschrieben ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die Liste mit Nachbarbasisstationen, MIN_TOT_PILOT und MIN_RX_PWR in eine ein zelne Nachricht kombiniert, die hierin als die Nachbarlistennachricht auf der anderen Frequenz (Other Frequency Neighbor List Message, OFNLM) bezeichnet wird. Die Basisstations-zu-Mobilstations-Nachricht, die der Mobilstation signalisiert mit dem Akquirieren des Zielssystems zu beginnen enthält den Acitve Set bzw. Aktiven Satz des Zielsystems und wird bezeichnet als die erweiterte Handoff-Anweisungsnachricht (Extended Handoff Direction Message, EHDM). Zusätzliche Parameter sind vorgesehen, die an die Mobilstation gesendet werden könnten, um einen verbesserten Hard-Handoff im Fall des Versagens eines Handoff-Versuchs, zu ermöglichen. Zum Beispiel eine spezifische Liste mit zu durchsuchenden Versätzen, ein Bereich mit zu durchsuchenden Versätzen oder ein spezifischer Suchalgorithmus wie zum Beispiel Durchsuchen von Versätzen in Inkrementen von 64 Chips weg von jenen Versätzen, die versucht werden von jenen der Basisstationen, die in der OFNLM aufgelistet sind.
Nach einem fehlgeschlagenen Hard-Handoff-Versuch wird die Mobilstation den vorgegebenen Instruktionen folgen, dann zu dem originalen System zurückkehren um ihre Ergebnisse zu kommunizieren. Rückwärtsverbindungssignale von der Mobilstation zu der Basisstation 300 werden durch eine Antenne 390 empfangen, in einem Empfänger 380 herabkonvertiert und in einem Demodulator 370 demoduliert und zwar unter der Steuerung des Steuerprozessors 360.
4 zeigt eine exemplarische Mobilstation 500. Nachrichten kommen an den Steuerprozessor 520 von der Basisstation 300 über eine Antenne 610, einen Duplexer 600, einen Empfänger 590 und einen Demodulator 570 an. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Empfänger 590 ein CDMA-Modulator wie in den vorgenannten U.S. Patenten mit den Nummern 4,901,307 und 5,103,459 beschrieben. Nach dem Empfang der EHDM Nachricht von der Basisstation 300 weist der Steuerprozessor 520 den Empfänger 590 und den Sender 560 an, auf die Frequenz des Ziels abzustimmen. An diesem Punkt ist die Kommunikationsverbindung mit dem originalen System unterbrochen worden. Der Steuerprozessor 520 weist den Demodulator 570 an zu versuchen Piloten bei den Versätzen in dem Active Set, wie er durch die Basisstation 300 in der EHDM angegeben ist, zu demodulieren. Die Energie in den Signalen, die mit jenen Versätzen demoduliert wurden, wird in einem Pilot-Energie-Akkumulator 530 akkumuliert. Der Steuerprozessor 520 nutzt die Ergebnisse der Akkumulation um sie mit MIN_TOT_PILOT zu vergleichen. Falls MIN_TOT_PILOT überschritten ist, wird der Handoff als erfolgreich erachtet. Falls MIN_TOT_PILOT nicht überschritten ist, beginnen die Wiederherstellungsoperationen. Alternativ kann ein Erfordernis des Empfangens einer Anzahl von N guten Rahmen (keine CRC Fehler) innerhalb einer spezifischen Zeit T genutzt werden zum Bestimmen, ob der Handoff-Versuch erfolgreich ist.
Der erste Schritt, der einem nicht erfolgreichen Hard-Handoff-Versuch nachfolgt, ist es zu bestimmen, ob das Zielsystem verfügbar ist. Ein Empfangsenergie-Akkumulator 540 akkumuliert die empfangene Gesamtleistung in dem Frequenzband des Zielsystems und sieht das Ergebnis für den Steuerprozessor 520 vor. Der Steuerprozessor 520 vergleicht jene Akkumulationsergebnisse mit der Schwelle MIN_RX_PWR. Falls MIN_RX_PWR nicht überschritten wird, wird der Handoff-Versuch abgebrochen. Der Empfänger 590 und der Sender 560 werden zurück auf die originale Frequenz eingestellt und der Steuerprozessor 520 erzeugt eine Nachricht, die die Basisstation 300 benachrichtigt, dass der Handoff-Versuch fehlgeschlagen ist, und das das Zielsystem nicht als signifikant vorhanden gefunden wurde. Die Nachricht wird an den Modulator 550 gegeben, der die Nachricht moduliert und das modulierte Signal durch den Sender 560, einen Duplexer 600 und die Antenne 610 zur Übertragung vorsieht.
Die Mobilstation 500 enthält Systemvorzugsinformation die in einer Systemvorzugstabelle bzw. Systempräferenztabelle 510 gespeichert ist. Falls das Zielsystem nicht vorhanden ist, kann die Mobilstation 500 alternative Systeminformation an die Basisstation 300 senden, so dass die Mobilstation 500 versuchen kann ein anderes System bei dem nächsten Hard-Handoff-Versuch zu akquirieren. Beispielsweise kann ein benachbartes Gebiet mit mehreren Sys temen abgedeckt sein, die sowohl eine Kombination von CDMA-Systemen, als auch Systeme mit alternativen Technologien, umfassen kann. Die Systempräferenztabelle 510 kann derart programmiert sein, dass falls ein erstes bevorzugtes System nicht verfügbar ist, die Akquisition eines zweiten Systems versucht wird. Es kann zusätzliche Systeme geben, mit denen ein Handoff versucht wird, sollte das zweite System nicht verfügbar sein. Handoff-Versuche können in einer priorisierten Reihenfolge durchgeführt werden, bis die Akquisition auf allen Kandidatensystemen versucht worden ist.
Falls MIN_RX_PWR überschritten wird, was anzeigt, dass das Zielsystem verfügbar ist, geht die Mobilstation 500 weiter wie vorher instruiert. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel führt ein Sucher 580 eine Suche durch zum Lokalisieren von Pilotversätzen an denen Basisstationen in dem Zielsystem verfügbar sind. Zum Durchführen einer Suche erzeugt der Sucher 580 die PN Sequenz mit einem speziellen Versatz. Der Demodulator 570 korreliert die ankommenden Daten mit der versetzten PN-Sequenz. Der Pilot-Energie-Akkumulator 530 misst die Pilotenergie für jenen Versatz durch Akkumulieren von Abtastungen für ein vorherbestimmtes Zeitintervall. Der Steuerprozessor 520 vergleicht das Ergebnis mit einer Schwelle, als T_ADD bezeichnet zum Bestimmen, ob ein Pilot für jenen Versatz verfügbar ist. Der Sucher 580 geht dann weiter zu dem nächsten Versatzkandidaten. Der Prozess wird wiederholt bis es keine weiteren Kandiatenversätze mehr zu messen gibt. Der Suchoperationsprozess ist im Detail beschrieben, in dem U.S. Patent Nr. 5,805,648 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Alternative Suchalgorithmen können in dem Sucher 580 substituiert werden und zwar ohne Modifikation an der vorliegenden Erfindung.
Die auf das Hard-Handoff-Versagen folgende Suche kann über alle möglichen Versätze oder einen Untersatz bzw. Subsatz daraus durchgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Bereich mit Versätzen durchsucht werden. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel enthält die OFNLM den Untersatz mit zu durchsuchenden Versätzen. In dem beispielhaften System werden die benachbarten Basisstationen durch ganzzahlige Vielfache von 64 Chips separiert. Falls ein Basisstationsversatz in dem System bekannt ist (selbst falls er aktuell nicht verfügbar ist) müssen nur Versätze, die ganzzahlige Vielfache von 64 von dem bekannten Versatz sind, durchsucht werden, um eine Akquisition des kompletten Satzes mit Nachbarbasisstationen zu versuchen. Eine Kombination von beabstandeten Versätzen in einem speziellen Bereich oder einer Anzahl von Bereichen kann auch durchsucht werden.
Wenn das Zielsystem in einer alternativen Technologie ist, kann es unterschiedliche Prozeduren zum Ausführen geben, die zu Information führen werden, die nachfolgende Hard-Handoff-Versuche verbessern wird. Zum Beispiel, wenn das Zielsystem TDMA ist, kann die Mobilstation die In-Band-Energie bei einer Vielzahl von Frequenzunterbändern messen und diese Information an das Herkunftssystem (origination system) berichten. Oder in dem Fall eines benachbarten AMPS Systems kann die Basisstation eine OFNLM senden, die Frequenzen für die analogen Steuerkanäle spezifiziert. Es könnte jedoch nicht notwendig sein, die Frequenzen der Steuerkanäle zu senden, falls sie bereits bekannt sind. In dem Fall, falls die Mobilstation findet, dass der Sprachkanal an den sie übergeben bzw. weitergegeben wurde, zu schwach ist, dann kann die Mobilstation fortfahren die empfangene Leistung auf den analogen Steuerkanälen zu messen. Sie kann auch den digitalen Farb-Code (digital color code, DCC) für den Steuerkanal bestimmen. Die DCCs liefern eine bessere Bestimmung der Zelle, in dem Fall, dass die Mobilstation fähig sein könnte mehrere Zellen in einem Gebiet zu empfangen. Die Frequenzen und DCCs der stärksten analogen Basisstationen können als Information zurückgegeben werden, um bei einem nachfolgenden Handoff-Versuch zu helfen. Eine weitere Diskussion der Nutzung von DCCs kann gefunden werden im Kapitel 3 von „Mobile Cellular Telecommunications Systems" von William C.Y. Lee.
Nachdem die Mobilstation 500 die erforderlichen Aufgaben vollendet hat, kehren der Empfänger 590 und der Sender 560 zurück zu der originalen Frequenz und der Steuerprozessor 520 benachrichtigt die Basisstation 300 über den Modulator 550, den Sender 560, den Duplexer 600 und die Antenne 610, darüber, dass der Handoff-Versuch fehlgeschlagen ist, und liefert jedwelche Information die während nachfolgender Systemsuchprozeduren entdeckt worden ist.
Das Flussdiagramm in 5 illustriert den Betrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung. Nach der Bestimmung, dass ein Handoff bevorstehend ist, sagt das Herkunftssystem die Liste mit Nachbarbasisstationen auf der Frequenz des benachbarten Systems vorher, und zwar im Kasten 50. Fortschreitend zu 52 sendet eine Basisstation in dem Herkunftssystem an die Mobilstation die oben beschriebene Nachbarlistennachricht auf der anderen Frequenz (OFNLM). Im Block 53 wird der Active Set für die neue Frequenz bestimmt. Im Block 54 richtet das Zielsystem die Vorwärtsverbindung ein und zwar wie in der erweiterten Handoff-Anweisungsnachricht (EHDM) spezifiziert. Im Block 56 sendet die Basisstation in dem Herkunftssystem die erweiterte Handoff-Anweisungsnachricht (EHDM) an die Mobilstation zum Initiieren des Interfrequenz-Hard-Handoffs. Auf diese Nachricht folgend, in 58, stellt sich die Mobilstation auf die neue Frequenz ein, und versucht das Zielsystem gemäß der Aktiv-Satz-Information in der EHDM Nachricht zu akquirieren.
Im Block 60 misst die Mobilstation die Pilotenergie, die Summe von der Energie von allen Piloten in dem Active Set und falls die empfangene gesamte Pilotenergie jene von dem Parameter MIN_TOT_PILOT überschreitet, geht sie weiter zu 62, wobei ein erfolgreicher Hard-Handoff stattgefunden hat. Das exemplarische Ausführungsbeispiel sieht vor, dass eine Mobilstation geeignet ist, direkt in einen Soft-Handoff-Zustand in dem Zielsystem weitergegeben zu werden, obwohl dies nicht ein Erfordernis ist. Ein einzelner Pilot in dem neuen Active Set, dessen empfangene Pilotenergie jene von dem Parameter MIN_TOT_PILOT überschreitet ist, ist ausreichend für einen erfolgreichen Handoff.
Von 60, falls MIN_TOT_PILOT nicht überschritten wird, wird zu 68 weitergegangen. In 68, falls die gesamte empfangene Leistung in dem Frequenzband den Parameter MIN_RX_PWR überschreitet, was das allgemeine Vorhandensein des Zielsystems anzeigt, wird zu 66 weitergegangen, andernfalls wird zu 69 gegangen.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel wäre es die gesamte empfangene Leistung vor der Pilotenergie zu überprüfen. Falls die MIN_RX_PWR Schwelle nicht überschritten wird, wird der Handoff abgebrochen. Dies könnte bei einigen Implementierungen schneller sein.
In 66, werden mögliche Versätze für verfügbare Pilotsignale gesucht. Irgendeine alternative Suchstrategie könnte hier auch durchgeführt werden. Wenn die Suche vollständig ist, wird zu 65 weitergegangen. Die Mobilstation kehrt zurück zu dem originalen System in 65, schreitet dann weiter zu 64. In 64 werden nötige Änderungen an der OFNLM durchgeführt und zurück zu 52 gegangen, wo der Betrieb wie oben beschrieben weitergeht.
In 69 kehrt die Mobilstation zurück zu dem originalen System, schreitet dann weiter zu 72. Von 72 kann die Entscheidung durchgeführt werden, damit fortzufahren Handoff durch weitergehen zu 70 zu versuchen oder die Handoff-Prozedur kann abgebrochen werden durch weitergehen zu 74. Eine optionale Verzögerung ist in 70 eingeführt, dann wird zu 64 weitergegangen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sendet die Basisstation an die Mobilstation eine erweiterte Liste mit Basisstationen, die an dem Punkt verfügbar sein können, an dem die Mobilstation das Zielsystem betritt. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel werden in dem Zielsystem keine Vorwärtsverbindungen unmittelbar eingerichtet. Eher bestimmt die Mobilstation einfach, ob die Stärker von irgendeinem von den Signalen, die durch irgendeine von der erweiterten Liste mit Kandidatensystemen vorgesehen ist, ausreichend ist, um eine Kommunikationsverbindung zu unterstützten. Die Mobilstation überwacht die Vorwärtsverbindungssignale von jeder von den Basisstationen in der erweiterten Liste mit Kandidatenbasisstationen.
Nachdem Überwachen der Signalstärke von jeder der Basisstationen in der erweiterten Liste mit Kandidatenbasisstationen, kehrt die Mobilstation notwendigerweise zurück zu den originalen System und sendet eine Nachricht, die die Signalstärke von den Vorwärtsverbindungen von den Kandidatenbasisstationen anzeigt. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel vergleicht die Mobilstation die Stärke von den Signalen, die von jeder von den Basisstationen in der erweiterten Liste empfangen worden sind, mit einer vorherbestimmten Schwelle, die T_ADD und berichtet nur, ob die gemessene Signalleistung über oder unter der Schwelle ist.
Die Basisstation in dem originalen System empfängt die Information bezüglich der Signalstärke von jeder von den Basisstationen in dem Zielsystem und aus dieser Information erzeugt die Basisstation von dem originalen System eine Active Set Liste. Diese Liste ist für das Zielsystem vorgesehen, die Vorwärtsverbindungen für die Mobilstation einrichtet und zwar gemäß der durch das Originalsystem vorgesehenen Active Set Liste. Die Basisstation von dem Originalsystem überträgt die Aktive Liste an die Mobilstation, die versucht, die Basisstationen in der Aktiven Liste zu akquirieren und, falls die Akquisition erfolgreich ist, ist eine Übertragung an die Mobilstation ohne Unterbrechung verfügbar.
Bezugnehmend auf 2 wird das alternative Ausführungsbeispiel in Ausdrücken der Mobilstation bzw. des Mobiltelefons M3 beschrieben. Wenn das Herkunftssystem bzw. originale System S1 bestimmt, dass die Mobilstation bzw. die mobile Station M3 mit Hard-Handoff-Operationen zum Zielsystem S2 beginnen sollte, erzeugt die Basisstation im originalen System S1, das aktuell in Kommunikation mit der Mobilstation M3 ist, eine erweiterte Liste mit Basisstation in S2, bei denen die Mobilstation fähig sein könnte, sie zu akquirieren. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel würde die erweiterte Kandidatenlisten wahrscheinlich aus den Parametern bestehen, die notwendig sind, zum Durchführen einer Suche auf allen Basisstationen B1, B2, B3, B4 und B5 sowie auch zusätzliche Basisstationen im Zielsystem S2 (nicht gezeigt). Man beachte, dass in dem alternativen Ausführungsbeispiel keine Information bezüglich M3 bislang für das Zielsystem S2 vorgesehen ist.
Die Mobilstation M3 stellt sich auf die Frequenz des Zielsystems S2 ein und misst die Energie von jedem der Pilotkanäle von den Basisstationen in der erweiterten Kandidatenliste. In dem Beispiel der Mobilstation M3, würde die Mobilstation zurück eine Nachricht an die Basisstation auf dem Originalsystem S1 übertragen, und zwar eine Nachricht die anzeigt, dass die Akquisition auf der Basisstation B5 möglich wäre. Ansprechend auf diese Nachricht wird die Basisstation in dem originalen System eine Active-Set-Liste erzeugen, die nur aus der Basisstation B5 besteht.
Die Basisstation in dem originalen System würde eine Nachricht an das Zielsystem S2 senden, anzeigend, dass eine Vorwärtsverbindung für die Mobilstation M3 auf der Basisstation B5 vorgesehen sein sollte. Ansprechend auf diese Nachricht richtet das Zielsystem S2 eine Vorwärtsverbindung für die Mobilstation M3 auf der Basisstation B5 ein. Die Active-Set-Liste wird an die Mobilstation M3 gesendet. Ansprechend auf die Active-Set-Nachricht versucht die Mobilstation M3 die Akquisition der Basisstation B5.
Bezugnehmend auf 3 erzeugt die Basisstation 300 des originalen Systems eine erweiterte Kandidatenliste in dem Nachrichtengenerator 320 und zieht die Nachricht für den Modulator 330 vor. Die Nachricht wird durch den Modulator 330 moduliert und an den Sender 340 geliefert, der das Signal hochkonvertiert und verstärkt und das sich ergebende Signal durch die Antenne 350 sendet.
Bezugnehmend auf 4 wird das gesendet Signal durch die Mobilstation 500 durch die Antenne 610 empfangen und herabkonvertiert, gefiltert und verstärkt durch den Empfänger 590. Das empfangene Signal wird dann durch den Demodulator 570 demoduliert und an den Steuerprozessor 520 geliefert. Der Steuerprozessor 520 erzeugt dann einen Satz mit Befehlen, die anweisen, dass eine Suche durch den Sucher 580 durchgeführt wird. Der Sucher 580 liefert einen Satz mit Suchdemodulationsparametern an den Demodulator 570. Die demodulierten Signale werden an den Pilotenergieakkumulator 530 geliefert, der die Stärke der Piloten von den Basisstationen von der erweiterten Kandidatenliste misst. Die Energie von jedem von diesem Kandidaten wird an den Steuerprozessor 520 geliefert, der die gemessene Energie mit einer Schwelle T_ADD vergleicht. Der Steuerprozessor 520 erzeugt eine Nachricht, die anzeigt, welche, falls überhaupt von den Signalen von den Kandidatenbasisstationen die Schwelle überschreiten.
Die Nachricht wird an den Modulator 550 geliefert, wo sie moduliert wird. Das modulierte Signal wird dann an den Sender 560 geliefert, wo es hinaufkonvertiert, verstärkt und über die Antenne 610 gesendet wird.
Zurückkehrend zu 3 wird die Nachricht, die die Stärken von den Kandidatenbasisstationen anzeigt durch die Antennen 390 von der Basisstation 300 von dem originalen System empfangen. Das Signal wird herabkonvertiert und verstärkt durch den Empfänger 380 und an den Demodulator 370 geliefert. Der Demodulator 370 demoduliert das Signal und liefert das Ergebnis an den Steuerprozessor 360. Der Steuerprozessor 360 erzeugt eine Active-Set-Liste für das Zielsystem gemäß der Information in der Nachricht, die durch die Mobilstation 500 übertragen worden ist, die das Ergebnis ihrer Suche anzeigt. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird die Active-Set-Liste aus allen Basisstationen bestehen, deren Signale, wenn sie durch die Mobilstation 500 überwacht werden, die Energieschwelle T_ADD überschreiten.
Der Steuerprozessor 360 sendet die Active-Set-Liste an das System-Interface 310, das eine Nachricht, die die Active-Set-Liste anzeigt, an das Zielsystem S2 sendet. Soweit es Kapazitätsfragen zulassen, sieht das Zielsystem S2 Vorwärtsverbindungskanäle auf jedem der Systeme in der Active-Set-Liste vor.
Der Steuerprozessor 360 sieht die Active-Set-Liste auch für den Nachrichtengenerator 320 vor. Die sich ergebende Nachricht wird durch den Modulator 330 moduliert und wie oben beschrieben gesendet. Die Mobilstation 500 emp fängt die Nachricht durch die Antenne 610, demoduliert das Signal wie oben beschrieben und liefert die Nachricht an den Steuerprozessor 520. Der Steuerprozessor 520 liefert dann Information bezüglich der Active-Set-Liste an den Demodulator 570 und den Empfänger 590 und ein Hard-Handoff zu dem Zielsystem S2 wird versucht unter Verwendung der Parameter von den Basisstationen in der Active-Set-Liste. Es sollte bemerkt werden, dass weil in diesem Beispiel die Aktive Liste durch die Mobilstation 500 bestimmt worden ist, die Mobilstation die Active-Set-Liste nicht empfangen müsste, da die Station die Liste a priori kennt. Somit kann in einem alternativen Ausführungsbeispiel die Mobilstation eine vorher bestimmte Zeitperiode zögern bzw. warten und den Handoff zu den Basisstationen durchführen deren Signale die Schwelle überschreiten. Falls, andererseits, der Active Set nicht einfach eine Kopie der Basisstationen ist, die die Schwelle überschritten haben, sondern eher auch Parameter berücksichtigt, die der Mobilstation nicht bekannt sind, wie zum Beispiel Kapazitätsparameter von S2, dann wäre die Übertragung der Nachricht von Wert.
Bei einer Variation des oben beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiels stellt die Mobilstation periodisch sich auf die neue Frequenz ein, und misst die Versätze, die mit der OFNLM bereitgestellt werden, ohne Anweisung von der Basisstation. Die Periode kann in der OFNLM spezifiziert sein. Nachdem die Suche vollständig ist, kehrt die Mobilstation zurück zu dem Herkunftssystem und berichtet ihre Ergebnisse. Diese Information, die durch Abfragen bzw. Pollen der benachbarten Systeme erlangt wird, kann genutzt werden zum Bestimmen des Active Sets für einen nachfolgenden Handoff-Versuch sowie auch zum Helfen bei der Bestimmung ob ein Handoff zu jenem System zu initiieren ist.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, es einem Fachmann zu ermöglichen die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder zu verwenden. Die vielfältigen Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen werden einem Fachmann unmittelbar klar werden und die hierin definierten generischen Prinzipien können auf andere Ausfüh rungsbeispiele ohne die Nutzung erfinderischer Fähigkeiten angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll den weitesten Umfang genießen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Eine Mobilstation (500) für einen Hard Handoff von einem Ursprungssystem (S1) an ein Zielsystem (S2), wobei die Mobilstation (500) Folgendes aufweist: einen Empfänger (590) zum Empfangen von Signalen, die Parameterdaten (OFNLM) von dem Ursprungssystem (S1) enthalten, welche einen Parameterwert von Signalen von dem Zielsystem (S2) darstellen; eine Steuerung bzw. ein Controller (520), die mit dem Empfänger gekoppelt ist, um den Empfänger so zu steuern, dass er zwischen dem Empfang von Signalen von dem Ursprungskommunikationssystem (S1) und dem Empfang von Signalen von dem Zielkommunikationssystem (S2) wechselt; erste Parametermessmittel (530) zum Messen einer Pilotsignalenergie von empfangenen Pilotsignalen des Zielkommunikationssystems (S2) gemäß den empfangenen Parameterdaten (OFNLM), wobei die ersten Parametermessmittel mit der Steuerung (520) gekoppelt sind, um ihr gemessene Daten bereitzustellen; und zweite Parametermessmittel (540) zum Messen einer von dem Zielkommunikationssystem (S2) empfangenen bandinternen bzw. in-band Gesamtsignalenergie, wobei die zweiten Parametermessmittel (540) mit der Steuerung (520) gekoppelt sind, um ihr gemessene Daten bereitzustellen; wobei die Steuerung (520) angeordnet ist, um: die Pilotsignalenergie mit einem minimalen Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) zu vergleichen; wenn die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist, Vergleichen der empfangenen bandinternen Gesamtsignalenergie mit einem Wert für eine empfangene minimale Energie (MIN_RX_PWR); und wenn die empfangene bandinterne Gesamtsignalenergie geringer als der Wert für die empfangene minimale Energie (MIN_RX_PWR) ist, Steuern des Empfängers derart, dass er Signale des Ursprungskommunikationssystems (S1) wieder empfängt, andernfalls Steuern des Empfängers (590) derart, dass er nach verfügbaren Pilotsignalen in dem Zielkommunikationssystem (S2) sucht, zu dem Ursprungs kommunikationssystem (S1) zurückkehrt und die bei der Suche gefundenen Pilotsignale berichtet.
Mobilstation (500) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Sender (560) zum Senden von Signalen, die Daten enthalten, und wobei die Steuerung (520) angeordnet ist, um von den Vergleichen abhängige Daten zu erzeugen und zu bewirken, dass in dem Fall, dass die bandinterne Gesamtsignalenergie geringer als der empfangene minimale Energiewert (MIN_RX_PWR) ist, der Sender (560) die erzeugten Daten als Signale für das Ursprungskommunikationssystem (S1) sendet.
Mobilstation (500) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (520) angeordnet ist, um den Empfänger (590) so zu steuern, dass er in dem Fall, dass die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist, Signale von dem Ursprungskommunikationssystem (S1) wieder empfängt.
Mobilstation (500) nach Anspruch 1 oder 3, ferner umfassend einen Sender (560) zum Senden von Kommunikationssignalen, die Datensignale enthalten, und wobei die Steuerung (520) angeordnet ist, um von dem Vergleich abhängige Daten zu erzeugen und zu bewirken, dass der Sender (560) in dem Fall, dass die Energie des empfangenen Pilotsignals geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist, die erzeugten Daten als Signale für das Ursprungskommunikationssystem (S1) sendet.
Mobilstation (500) nach Anspruch 4, wobei die empfangenen Parameterwerte Daten für mehrere Pilotsignale des Zielsystems (S2) umfassen, und, wenn die empfangene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist, die Steuerung (520) angeordnet ist, um mittels Folgendem zu operieren: Steuern des Empfängers (590) derart, dass er mindestens ein weiteres Pilotsignal wie durch die empfangenen Parameterwerte definiert empfängt; Vergleichen der empfangenen Pilotsignalenergie mit einem Schwellwert (T_ADD); Erzeugen von Daten, die von dem Vergleich abhängig sind; und Bewirken, dass der Sender (560) Datensignale des Vergleichs für das mindestens eine weitere empfangene Pilotsignal sendet.
Mobilstation (500) nach Anspruch 5, wobei die mehrere Pilotsignale definierenden Daten, Daten umfassen, die Pilotversätze (OFNLM) definieren.
Mobilstation (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung eine Datentabelle (510) umfasst, die Daten enthält, welche weitere Merkmale von Signalen in dem Zielsystem (S2) definieren.
Eine Basisstation (300) zur Verwendung in einem Ursprungskommunikationssystem (S1) beim Steuern eines Hard Handoff von einer Mobilstation (500) zu einem anderen, Zielkommunikationssystem (S2), wobei die Basisstation Folgendes umfasst: eine Steuerung (360) zum Erzeugen von Signalen, die Parameterdaten (OFNLM) für eine Mobilstation (500) enthalten, welche einen Parameterwert von Signalen von dem Zielsystem (S2) darstellen, welche als für den Gebrauch in der Kommunikation mit der Mobilstation (500) verfügbar vorhergesagt werden; und ein Sender (340) zum Senden von Signalen, die die Parameterdaten (OFNLM) enthalten, welche von der Steuerung (360) erzeugt wurden, an eine Mobilstation (500) wobei: die Parameterdaten einen minimalen Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) von Signalen des Zielsystems (S2) und einen minimalen Wert der empfangenen Energie (MIN_RX_PWR) umfassen; wobei die Steuerung (360) angeordnet ist, um die Kommunikationssignale des Ursprungssystems (S1) als für die Kommunikation mit der Mobilstation (500) verfügbar zu führen, es sei denn, eine gemessene Pilotsignalenergie an der Mobilstation (500), die in dem Zielsystem (S2) gemessen wurde, ist größer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) und der Handoff wird als erfolgreich angesehen; die Basisstation (300) angeordnet ist, um von der Mobilstation (500) eine Benachrichtigung zu empfangen, dass der Handoff als nicht erfolgreich angesehen wird und die gemessene Pilotsignalenergie an der Mobilstation (500) geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist und eine in dem Zielsystem (S2) gemessene und an der Mobilstation (500) empfangene bandinterne Gesamtsignalenergie größer als ein minimaler Wert der empfangenen Energie (MIN_RX_PWR) ist; und die Steuerung (360) angeordnet ist, um die Parameterdaten (OFNLM) zu aktualisieren und der Sender (340) angeordnet ist, um die aktualisierten Parameterdaten (OFNLM) in Reaktion auf den Empfang der Benachrichtigung an die Mobilstation (500) zu senden.
Basisstation (300) nach Anspruch 8, ferner umfassend: einen Empfänger (380) zum Empfangen von Signalen von der Mobilstation (500), die Datensignale enthalten, welche von einem Vergleich zwischen dem Parameterwert und der Energie der Signale des Zielsystems (S2) abhängen.
Basisstation (300) nach Anspruch 8 oder 9, wobei: die Steuerung (360) angeordnet ist, um auf die empfangenen Vergleichsdatensignale durch Erzeugen von Steuersignalen (OFNLM) für die Mobilstation (500) zu reagieren, welche Parameterwerte alternativer Signale des Zielsystems (S2) darstellen; und der Sender (340) angeordnet ist, um die von der Steuerung (300) erzeugten alternativen Steuersignale (OFNLM) an die Mobilstation (500) zu senden.
Basisstation (300) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner umfassend eine Systemschnittstelle (310) zum Empfangen von Information von dem Zielkommunikationssystem (S2) und wobei die Steuerung (360) angeordnet ist, um abhängig von der empfangenen Information die Steuersignale zu erzeugen.
Basisstation (300) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Steuerung (360) angeordnet ist, um Steuersignale zu erzeugen, die Daten enthalten, welche die Pilotversätze definieren (OFNLM).
Basisstation (300) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner umfassend einen Nachrichtenerzeuger (320) bzw. -generator zum Umwandeln der Steuersignale in Nachrichten (OFNLM) zur Sendung durch den Sender (340).
Basisstation (300) nach Anspruch 11, oder, sofern davon abhängig, Anspruch 12 oder 13, wobei die Steuerung (360) angeordnet ist, um zu bestimmen, dass die Mobilstation (500) Kommunikation mit dem Zielkommunikationssystem (S2) aufgebaut hat, nachdem sie von dem Zielkommunikationssystem (S2) über die Systemschnittstelle (310) eine Erfolgsnachricht empfangen hat.
Basisstation (300) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Steuerung (360) angeordnet ist, um zu bestimmen, dass die Mobilstation (500) Kommunikation mit dem Zielkommunikationssystem (S2) aufgebaut hat, nachdem sie von der Mobilstation für eine vorbestimmte Zeit keine Kommunikationssignale empfangen hat.
Ein Verfahren zum Bewirken eines Hard Handoffs einer Mobilstation (500) von einem Sende- bzw. Abdeckungsgebiet für ein Ursprungskommunikationssystem (S1) zu einem Sende- bzw. Abdeckungsgebiet für ein anderes, Zielkommunikationssystem (S2), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen (52) von Signalen, die Parameterdaten (OFNLM) enthalten, von dem Ursprungssystem (S1), welche einen Parameterwert von Signalen von dem Zielsystem (S2) darstellen; Wechseln (58) zwischen dem Empfang von Signalen von dem Ursprungssystem (S1) und dem Empfang von Signalen von dem Zielsystem (S2); und Messen einer Pilotsignalenergie empfangener Pilotsignale von dem Zielsystem (S2) gemäß den empfangenen Parameterdaten (OFNLM); Messen einer von dem Zielsystem (S2) empfangenen bandinternen bzw. in-band Gesamtsignalenergie; Vergleichen (60) der gemessenen Pilotsignalenergie mit einem minimalen Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT); wenn die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist, Vergleichen (68) der empfangenen bandinternen Gesamtsignalenergie mit einem Wert für eine empfangene minimale Energie (MIN_RX_PWR); und wieder Empfangen (52) von Signalen von dem Ursprungssystem (S1), wenn die empfangene bandinterne Gesamtsignalenergie geringer als der Wert für die empfangene minimale Energie (MIN_RX_PWR) ist, andernfalls Suchen (66) in dem Zielkommunikationssystem (S2) nach verfügbaren Pilotsignalen, Zurückkehren zu dem Ursprungskommunikationssystem (S1) und Berichten der bei der Suche gefundenen Pilotsignale.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend das Senden von Signalen, die Daten enthalten, wobei das Verfahren ferner das Erzeugen von Daten, welche von den Vergleichen abhängen, das Senden der erzeugten Daten als Signale für das Ursprungssystem (S1), in dem Fall, dass die bandinterne Gesamtsignalenergie geringer als der minimale Wert der empfangenen Energie (MIN_RX_PWR) ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, ferner umfassend das Wiederempfangen von Signalen von dem Ursprungssystem (S1) in dem Fall, dass die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, ferner umfassend: Senden von Kommunikationssignalen, die Datensignale enthalten; Erzeugen von Daten, die von den Vergleichen abhängen; und Senden der erzeugten Daten als Signale für das Ursprungssystem (S1) in dem Fall, dass die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die empfangenen Parameterwerte Daten für mehrere Pilotsignale des Zielsystems (S2) umfassen; und, wenn die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist: Empfangen mindestens eines weiteren Pilotsignals wie durch die empfangenen Parameterwerte definiert, Vergleichen der empfangenen Pilotsignalenergie mit einem Schwellwert (T_ADD), Erzeugen von Daten, die von dem Vergleich abhängen, und Senden von Datensignalen des Vergleichs für das mindestens eine weitere empfangene Pilotsignal.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die mehrere Pilotsignale definierenden Daten Daten umfassen, die Pilotversätze definieren (OFNLM).
Ein Verfahren zum Bewirken eines Hard Handoffs einer Mobilstation (500) von einem Sende- bzw. Abdeckungsgebiet für ein Ursprungskommunikationssystem (S1) zu einem Sendegebiet für ein anderes, Zielkommunikationssystem (S2), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erzeugen von Signalen, die Parameterdaten (OFNLM) enthalten, für eine Mobilstation (500), die einen Parameterwert von Signalen des Zielsystems (S2) darstellen, welche als für die Verwendung in der Kommunikation mit der Mobilstation (500) verfügbar vorhergesagt werden; Senden für eine Mobilstation (500) der erzeugten Signale, die die Parameterdaten (OFNLM) enthalten, wobei die Parameterdaten einen minimalen Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) von Signalen des Zielsystems (S2) und einen minimalen Wert der empfangenen Energie (MIN_RX_PWR) umfassen; Beibehalten bzw. Führen von Kommunikationssignalen des Ursprungssystems (S1) als für die Kommunikation mit der Mobilstation (500) verfügbar, es sei denn, eine gemessene Pilotsignalenergie an der Mobilstation (500), die in dem Zielsystem (S2) gemessen wird, ist größer als der minimale Pilotsignalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) und der Handoff wird als erfolgreich angesehen; eine Basisstation (300), die von der Mobilstation (500) eine Benachrichtigung empfängt, dass der Handoff nicht erfolgreich angesehen wird und Aktualisieren der Parameterdaten (OFNLM) und Senden der aktualisierten Parameterdaten (OFNLM) an die Mobilstation (500) in Reaktion auf den Empfang der Benachrichtigung, wenn die gemessene Pilotsignalenergie geringer als der minimale Pilotsig nalenergiewert (MIN_TOT_PILOT) ist und eine in dem Zielsystem (S2) gemessene und an der Mobilstation (500) empfangene bandinterne Gesamtsignalenergie größer als der minimale Energiewert (MIN_RX_PWR) ist.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend das Empfangen von Signalen von der Mobilstation (500), die Datensignale enthalten, welche von einem Vergleich zwischen den Parameterwerten und der Energie von Signalen des Zielsystems (S2) abhängen.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend: Reagieren auf die empfangenen Vergleichsdatensignale durch Erzeugen von Steuersignalen (OFNLM) für die Mobilstation (500), welche Parameterwerte der alternativen Signale des Zielsystems (S2) darstellen; und Senden der erzeugten alternativen Steuersignale (OFNLM) an die Mobilstation (500).
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, ferner umfassend: Empfangen von Informationen von dem Zielkommunikationssystem (S2); und Erzeugen der Steuersignale abhängig von den empfangenen Informationen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, ferner umfassend Erzeugen von Steuersignalen, die Daten enthalten, welche Pilotversätze definieren (OFNLM).
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, ferner umfassend Umwandeln der Steuersignale in Nachrichten (OFNLM) zur Sendung.
Verfahren nach Anspruch 25 oder, sofern davon abhängig, Anspruch 26 oder 27, ferner umfassend Bestimmen, dass die Mobilstation (500) Kommunikation mit dem Zielkommunikationssystem (S2) aufgebaut hat, nachdem sie eine Erfolgsnachricht von dem Zielkommunikationssystem (S2) erhalten hat.
Verfahren nach Anspruch 25, oder, sofern davon abhängig, Anspruch 26 oder 27, ferner umfassend Bestimmen, dass die Mobilstation (500) Kommunikation mit dem Zielkommunikationssystem (S2) aufgebaut hat, nachdem sie für eine vorbestimmte Zeit keine Kommunikationssignale von der Mobilstation (500) empfangen hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 29, wobei die Signale des Ursprungssystems (S1) mit einer anderen Frequenz gesendet werden als die Signale des Zielsystems (S2).