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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Bereich
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Kommunikationssystem
mit digitaler Zeiteinteilung, welches getrennte Zeitschlitze zur Übertragung
und zum Empfang an einer Mobilstation aufweist, und insbesondere
auf ein Verfahren zur Überwachung
benachbarter Zellen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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wie
beispielsweise in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift 327139/89
beschrieben ist, wird diese Art der Überwachung benachbarter Zellen mit
dem Ziel durchgeführt,
ein mobiles Kommunikationsverfahren zu realisieren, das eine konstante
optimale Verbindung mit einer Basisstation ohne eine Beeinträchtigung
der Übertragungsqualität ermöglicht,
während
sich eine Mobilstation von einem Bereich in einen anderen bewegt.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das das Verfahren zum Kanalwechsel in der mobilen
Kommunikation des Standes der Technik zeigt. Die mobile Kommunikationsvermittlung
(mobile communication exchange) 61 ist mit dem öffentlichen
Telefonnetz 60 verbunden, und die Basisstationen 62, 63 und 64,
die jeweils Funkbereiche 65, 66 bzw. 67 aufweisen,
sind jeweils mit der mobilen Kommunikationsvermittlung 61 verbunden.
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Während der
Kommunikation mit der Basisstation 63 tastet die Mobilstation 68 sequentiell
die Steuerkanalsignale der Basisstation 63 ab, mit der sie
gegenwärtig
kommuniziert, sowie die Steuerkanalsignale der benachbarten Basisstationen 62 und 64 zu
anderen Zeitpunkten, als während
den der Mobilstation 68 zugeordneten Zeitschlitzen, empfängt Signale,
misst die Empfangsqualität
dieser Signale, wählt
die optimale Basisstation basierend auf diesen Messergebnissen aus,
und überträgt optimale
Basisstationsinformationen an die Basisstation 63, mit
der sie kommuniziert. Basierend auf diesen optimalen Basisstationsinformationen,
die sie über
die Basisstation 63 empfängt, schaltet die mobile Kommunikationsvermittlung 61 dann
die mit der Mobilstation 68 verbundene Basisstation.
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Der
oben beschriebene Stand der Technik hat den Nachteil, dass eine
gewisse Zeitdauer notwendig ist, bevor die optimale Basisstation
ausgewählt
ist.
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Diese
Verzögerung
ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Empfangsqualität benachbarter
Basisstationen zu messen, bevor die optimale Basisstation ausgewählt werden
kann. Es wird die Empfangsqualität
der Basisstation festgestellt, die die höchste Empfangssignalstärke nach
Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen aufweist. Um den Einfluss des Signalschwindens
(Fading) zu verhindern, ist für
die Messung der Empfangssignalstärke
im Allgemeinen die Durchführung
einer Vielzahl von Messungen, beispielsweise fünf Messungen, die durch Messintervalle
verteilt sind und die Berechnung des Durchschnittwerts notwendig.
Die Anzahl der empfangenen notwendigen Messungen der Empfangssignalstärke ist
daher das Produkt der Anzahl von Basisstationen in der Nähe und die
Anzahl von Messungen der Empfangssignalstärke je Basisstation. Es ist
zeitaufwen dig, Messungen der Empfangssignalstärke durchzuführen, deren
Anzahl gleich diesem Produkt in den Zeitintervallen außerhalb
der Zeitschlitze ist, die der Mobilstation zugeordnet sind.
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Aus
US-A-5,404,573 ist ein System zur Überwachung der Signalqualität benachbarter
Basisstationen bekannt. Die Zeit, die zur Messung der Signalqualität benachbarter
Basisstationen notwendig ist, wird durch die Verwendung von Zeitintervallen verkürzt, bei
denen das Sprachsignal der gegenwärtigen Verbindung Pausen aufweist.
Da der Zeitpunkt, zu dem die Sprachsignalpause auftritt, jedoch
nicht vorhersehbar ist, wird der Vorteil des schnelleren Wechsels
der Kommunikation auf eine Basisstation, die eine höhere Signalqualität bereitstellt,
nicht erhalten, bis das Sprachsignal der Kommunikation unter den
vorher festgelegten Schwellenwert fällt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung
benachbarter Zellen in einem mobilen Kommunikationssystem mit digitaler
Zeiteinteilung bereitzustellen, welches eine Verringerung der Zeit
ermöglicht,
die zur Auswahl der optimalen Basisstation notwendig ist.
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Eine
Mobilstation – zum
besseren Verständnis
der Erfindung beschrieben – wird
mit einem Abschnitt zur Beurteilung der Sprachkomponenteneffektivität und einer
Steuervorrichtung ausgestattet. Ein digitales Sprachsignal von einem
A/D-Sprachwandler wird in einem Abschnitt zur Extraktion von Sprachkomponenten
in seine Sprachkomponenten aufgelöst. Als Eingabe verwendet der
Abschnitt zur Beurteilung der Sprachkomponenteneffektivität Sprachparameter
aus dem Abschnitt zur Extraktion von Sprachkomponenten, und legt
fest, ob der Sprachparameter eine effektive Sprachkomponente, die
zur Übertragung
an die Kommunikationsbasisstation ausreichend ist, aufweist oder
nicht. Die Ausgabe des Abschnitts zur Beurteilung der Sprachkomponenteneffektivität wird an
die Steuervorrichtung übertragen.
Wenn die Ausgabe eine Nachricht aufweist, dass eine effektive Sprachkomponente
enthalten ist, steuert die Steuervorrichtung einen Modulator, einen Sender,
und einen Synthesizer, so dass die Sprachübertragung in dem Übertragungszeitschlitz
stattfindet. Wenn die Ausgabe keine Nachricht aufweist, dass eine
effektive Sprachkomponente enthalten ist, beeinflusst die Steuervorrichtung
die Steuerung, so dass in dem Übertragungszeitschlitz
der Synthesizer die Funkfrequenz der Steuerkanäle benachbarter Basisstationen
einstellt, und der Empfänger
und Demodulator die Signalstärke
messen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung führt
die Steuervorrichtung mit Bezug auf ein Signal, das die Anwesenheit
oder Abwesenheit von an die kommunizierende Basisstation gesendeten
Rufverbindungsinformationen angibt, gleichermaßen die Messung der Empfangssignalstärke benachbarter
Basisstationen in dem Übertragungszeitschlitz
durch, wenn keine Rufverbindungsinformationen vorhanden sind.
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Gemäß einer
modifizierten Mobilstation, die aus erläuternden Gründen dargestellt ist, führt die Steuervorrichtung
mit Bezug auf ein Signal, das die Anwesenheit oder Abwesenheit von
an die kommunizierende Basisstation gesendeten Benutzerdaten angibt,
gleichermaßen
die Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen in dem Übertragungszeitschlitz durch,
wenn keine Benutzerdateninformationen vorhanden sind.
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Die
vorliegende Erfindung kann die Zeitdauer verringern, die zur Auswahl
der optimalen Basisstation notwendig ist, indem sie sich die Übertragungszeitschlitze
zunutze macht, die nicht notwendig sind, um Daten oder Sprache zur
Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen zu übertragen,
wodurch ein viel schnellerer Wechsel zu einer benachbarten Basisstation
ermöglicht
wird. Der Grund für
diesen viel schnelleren Wechsel ist, dass der einer Mobilstation
zugewiesene Übertragungszeitschlitz
zum Messen der Empfangssignalstärke benachbarter
Basisstationen in Fällen
verwendet werden kann, wenn der Übertragungszeitschlitz
nicht zur Übertragung
von Sprache oder Daten verwendet wird, wodurch die Fertigstellung
der benötigten
Anzahl von Empfangssignalstärkemessungen
in einer kürzeren
Zeit ermöglicht
wird.
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Des
Weiteren ermöglicht
die vorliegende Erfindung einen Anstieg in der Anzahl der Messungen der
Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen je Zeiteinheit, wodurch eine Verringerung
des Einflusses des Signalschwindens und eine Erhöhung der Zuverlässigkeit
der gemessenen Werte der Empfangssignalstärke ermöglicht wird. Dies ist der Fall, weil
der einer Mobilstation zugewiesene Übertragungszeitschlitz zur
Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen verwendet werden kann, wenn der Übertragungszeitschlitz
nicht zur Übertragung
verwendet wird, wodurch ein Anstieg in der Anzahl der Messungen
der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen je Zeiteinheit ermöglicht wird.
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Die
oben erwähnten
und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden durch die folgende Beschreibung mit Bezug auf die
anliegenden Zeichnungen, die Beispiele der vorliegenden Erfindung
erläutern,
klar werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Standes der Technik zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Mobilstation aus erläuternden Gründen zeigt;
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Überwachung benachbarter Zellen
durch die in 2 gezeigte Mobilstation erläutert;
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4 zeigt
die Veränderung über den
Zeitraum der Ausgabe des Abschnitts 26 zur Beurteilung der
Sprachkomponenteneffektivität;
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5 zeigt
die Position von Zeitschlitzen für den
Empfang, die Übertragung
und Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen innerhalb eines TDMA (Time Division
Multiple Access);
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6 zeigt
die Position von Zeitschlitzen für den
Empfang und die Messung der Empfangssignalstärke benachbarter Basisstationen
für einen
Fall, in dem ein Übertragungszeitschlitz
der Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen zugewiesen ist;
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7 zeigt
den Zusammenhang zwischen der Veränderung eines Signals, das
effektiv/ineffektiv angebend von dem Abschnitt 26 zur Beurteilung
der Sprachkomponenteneffektivität
an die Sequenz des Empfangs, der Übertragung und Messung der
Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen in einem TDMA ausgegeben wurde;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das eine Mobilstation gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Überwachungsprozess
benachbarter Zellen in der vorliegenden Erfindung erläutert;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine modifizierte Mobilstation darstellt,
die aus erläuternden Gründen gezeigt
wird; und
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11 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Überwachungsprozess
benachbarter Zellen des in 10 dargestellten
Systems zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf 2, die aus erläuternden Gründen beschrieben
ist, weist die Mobilstation eine Antenne 10, einen Empfänger 11,
einen Demodulator 12, einen Kanaldekodierer 13,
einen Sprachdekodierer 14, einen D/A-Sprachwandler 15,
einen Lautsprecher 16, einen Synthesizer 17, einen
Sender 18, einen Modulator 19, einen Kanalkodierer 20,
einen Sprachkodierer 21, einen A/D-Sprachwandler 22,
ein Mikrophon 23, eine Steuervorrichtung 24, einen
Taktgeber 25, einen Abschnitt 26 zur Beurteilung
der Sprachkomponenteneffektivität,
und einen Abschnitt 27 zur Extraktion von Sprachkomponenten
auf.
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Der
A/D-Sprachwandler 22 wandelt das von dem Mikrophon 23 eingegebene
analoge Sprachsignal in ein digitales Signal um. Der Sprachkodierer 21 komprimiert
die Daten des digitalen Signals aus dem A/D-Sprachwandler 22.
Der Kanalkodierer 20 kodiert Daten von dem Sprachkodierer 21,
um so die Feststellung und Korrektur zu ermöglichen, wenn er Fehler empfängt, die
möglicherweise
auf dem Funkübertragungspfad
erzeugt wurden. Der Modulator 19 moduliert Signale, die
von dem Kanalkodierer 20 ausgegeben wurden. Der Sender 18 wandelt
die Frequenz der Signale aus dem Modulators 19 um, verstärkt die Signale
auf eine festgeschriebene Leistung, und sendet die Signale an die
Antenne 10. Mit Bezug auf das Empfangssystem wandelt der
Empfänger 11 die
Frequenz der Signale von Antenne 10 um, und verstärkt die
Signale. Der Demodulator 12 wandelt die Signale des Empfängers 11 in
digitale Signale um. Der Kanaldekodierer 13 stellt Fehler
fest, die in den Empfangssignalstärke enthalten sind, und korrigiert
diese, wo es möglich
ist. Der Sprachdekodierer 14 erweitert Signale vom Kanaldekodierers 13.
Der D/A-Sprachwandler 15 wandelt die digitalen Signale
in analoge Signale um, und gibt diese von dem Empfänger 16 aus.
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Die
Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen wird gemessen, indem bis zum Demodulator 12 des
zuvor erläuterten
Empfangssystems und zum Synthesizer 17 gesteuert wird.
Das von dem A/D-Sprachwandler 22 gesendete digitale Sprachsignal
wird ebenfalls in den Abschnitt 27 zur Extraktion von Sprachkomponenten
eingegeben, und das oben erläuterte
digitale Sprachsignal wird in einem bestimmten Intervall geteilt
und in Sprachkomponenten aufgelöst.
Die Ergebnisse dieser Auflösung
stellen vorher festgelegte Sprachparameter durch numerische Werte
dar. Der Abschnitt 26 zur Beurteilung der Sprachkomponenteneffektivität verwendet
die Sprachparameter des Abschnitts 27 zur Extraktion der
Sprachkomponenten als Eingabe, und bestimmt, ob eine effektive Sprachkomponente
enthalten ist, die für
die Übertragung
an die kommunizierende Basisstation ausreicht, oder nicht (Schritt 41A).
Die Ausgabe des Abschnitts 26 für die Beurteilung der Sprachkomponenteneffektivität wird an
den Steuerabschnitt 24 gesendet. Wenn die Nachricht dieser Ausgabe
ist, dass eine effektive Sprachkomponente enthalten ist, die für die Übertragung
an die kommunizierende Basisstation ausreicht, steuert die Steuervorrichtung 24 den
Modulator 19, den Sender 18 und den Synthesizer 17,
so dass das Signal, welches die Sprachkomponente einschliesst, in
aufeinanderfolgenden Übertragungszeitschlitzen
gesendet wird (Schritt 42A). Wenn die Nachricht dieser
Ausgabe ist, dass keine effektive Sprachkomponenten enhalten ist,
beeinflusst die Steuervorrichtung 24 die Steuerung, so
dass der Synthesizer 17 in aufeinanderfolgenden Übertragungszeitschlitzen
die Funkfrequenz der Steuerkanäle
benachbarter Basisstationen einstellt, und der Empfänger 11 und
der Demodular 12 die Empfangssignalstärke messen (Schritt 43).
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Der
Taktgeber 25 liefert Taktsignale an die gesamte Vorrichtung.
Der Synthesizer 17 liefert die notwendige Frequenz an den
Sender 18 und den Empfänger 11.
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4 zeigt
die Veränderung über den
Zeitraum der Ausgabe des Abschnitts 26 zur Beurteilung der
Sprachkomponenteneffektivität. 5 zeigt
die Position von Zeitschlitzen für
den Empfang, die Übertragung
und die Messung der Empfangssignalstärke benachbarter Basisstationen
innerhalb eines normalen TDMA. 6 zeigt
die Position von Zeitschlitzen für
einen Fall, in dem die Mes sung der Empfangssignalstärke benachbarter
Basisstationen statt der Übertragung
stattfindet, und 7 zeigt den Zeitzusammenhang
zwischen der Ausgabe des Abschnitts 26 zur Beurteilung
der Sprachkomponenteneffektivität
und dem Vorgang des Empfangs, der Übertragung, und der Messung
der Empfangssignalstärke benachbarter
Basisstationen in einem TDMA. Im Wesentlichen werden Empfang, Übertragung
und Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen sequentiell durchgeführt, wenn der Sprachparameter
eine effektive Sprachkomponente aufweist, die zur Übertragung
an die kommunizierende Basisstation ausreicht, aber wenn der Sprachparameter
keine effektive Sprachkomponente aufweist, wechselt die Sequenz
zu: Empfang, Messung der Empfangssignalstärke benachbarter Basisstationen, und
Messung der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen.
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Mit
Bezug auf 8 und 9 arbeitet
eine Mobilstation gemäß der vorliegenden
Erfindung gemäß eines
von der Zentraleinheit 28, die Rufverbindungsinformationen
steuert, ausgegebenen Signal, das die Anwesenheit oder Abwesenheit
von Rufverbindungsinformationen angibt, und das an die Basisstationen
gesendet wird, wobei die Steuervorrichtung 24 wie in der
ersten Ausführungsform
Messungen der Empfangssignalstärke
benachbarter Basisstationen in dem Übertragungszeitschlitz durchführt, wenn keine
Rufverbindungsinformation vorhanden ist (Schritt 41B, 42B und 43).
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Mit
Bezug auf 10 besitzt die darin gezeigte
Mobilstation einen Benutzerdatenprozessor 29, einen Tasteneingabebereich 30,
und eine Anzeige 31 statt eines Sprachdekodierers 14,
eines D/A-Sprachwandlers 15,
eines Lautsprechers 16, eines Mikrophons 23, eines
A/D-Sprachwandlers 22, und eines Sprachkodierers 21 der
vorliegenden Erfindung. Jede Art von Parametern der Benutzerdaten wird
mit Hilfe des Tasteneingabebereichs 30 dem Benutzerdatenprozessor
zugewiesen. Die unterschiedlichen Parameter umfassen die Datenlänge, Geschwindigkeit,
asynchron/synchron, und die Anwesenheit und Abwesenheit von Parität (einschließlich der
Zuweisung von ungeraden und geraden Zahlen) der Benutzerdaten. Die
Anzeige 31 ist ein Mittel zum Empfang von Anzeigedaten
vom Benutzerdatenprozessor 29 und zur Bereitstellung einer
Benutzerschnittstelle, die einen Bezug zur Anzeige hat. Zusätzlich zu
der gewöhnlichen
Anzeige schließen
die Anzeigedaten die Anzeige eines jeden Parameters der Benutzerdaten
oder Anzeigen für
die Durchführung
von Einstellungen ein.
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Diese
Mobilstation arbeitet gemäß eines
Signals, das die Anwesenheit oder Abwensenheit von Benutzerdaten
angibt, die von dem Benutzerdatenprozessor 29 ausgegeben
werden, der die Übertragung
und den Empfang von Benutzerdaten steuert, und welches an die Basisstationen
gesendet wird, wobei die Steuervorrichtung 24 ähnlich wie
bei der erläuterten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Messungen der Empfangssignalstärke benachbarter
Basisstationen in dem Übertragungszeitschlitz durchführt, wenn
keine Benutzerdaten vorhanden sind (Schritt 41C, 42C, 43).
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Des
Weiteren können
Daten, die den Daten von dem Tasteneingabebereich 30 entsprechen,
und Daten, die den Daten der Anzeige 31 entsprechen, über die
Benutzerdaten-Schnittstellenleitungen 32 und 33 zu
externen Vorrichtungen des Benutzerdatenprozessors 29 fließen, ohne
durch den Tasteneingabebereich 30 und die Anzeige 31 zu
gelangen.