DE69835721T2

DE69835721T2 - Verfahren zur Zeitzuteilung zur einer mobilen Station

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Publication number: DE69835721T2
Application number: DE69835721T
Authority: DE
Inventors: Mika Rinne; Matti Jokimies; Mika Raitola
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2018-07-15
Also published as: AU742092B2; JPH1188945A; EP0892571A3; EP0892571B1; FI972984A; FI972984A0; DE69835721D1; EP0892571A2; CN1264529A; JP2007068230A; ES2192117A1; CN1135037C; JP4638404B2; US6201966B1; ES2192117B1; FI105252B; JP3943253B2; AU8443098A; WO1999004590A1

Description

Die Erfindung betrifft Mobilkommunikationssysteme und insbesondere die Zeitsteuerung von verschiedenen Funktionen einer Mobilstation.
Gegenwärtige Mobilkommunikationssysteme, wie beispielsweise das GSM-System, basieren normalerweise auf einer zellularen Struktur. Während sie sich bewegen, überschreiten Mobilstationen (MS) häufig Zellgrenzen und wechseln gleichzeitig Basisstationen, d.h. führen eine Weiterschaltung durch. Eine Weiterschaltung erfordert komplexe Vorbereitungen, welche z.B. die Synchronisierung mit der Frequenz und dem Übertragungsablauf der neuen Basisstation umfassen. Die Synchronisierung wiederum erfordert, dass die benachbarten Basisstationen überwacht und abgehört werden. Im GSM-System überwacht eine Mobilstation regelmäßig mehrere Basisstationen und sendet normalerweise die Signalstärkeinformationen der sechs besten Basisstationen ans Netz. Mobilstationen setzen jedoch nicht zwei Empfänger ein, welche eine kontinuierliche Überwachung von benachbarten Basisstationen ermöglichen würden, da zwei Empfänger eine wesentlich höhere Komplexität und wesentlich höhere Herstellungskosten für die Mobilstation bedeuten würden. Daher braucht die Mobilstation freie Zeit zum Durchführen von Messungen. Im GSM-System wird dies dadurch gelöst, dass es jeden 26. Rahmen eine Pause auf dem TCH/F-Kanal, der Spreche überträgt, gibt, derart dass die Mobilstation über etwa 6 ms verfügt, um Messungen vorzunehmen. Solch ein Rahmen wird Leerrahmen genannt. Die Pause wird in Intervallen von 120 ms wiederholt. Außerdem gibt es während derselben Periode von 120 ms mehrere Pausen von etwa 1 ms und 2 ms zwischen Sende- und Empfangsturnussen der Mobilstation und der Basisstation. Im GSM-System senden Basisstationen Synchronisierungsdaten auf speziellen Synchronisierungs (SCH)- und Frequenzsteuerungs (FCCH)-Kanälen. Diese Kanäle werden in bestimmten Intervallen in Zeitschlitzen 0 wiederholt. Eine Mobilstation, die mit einer anderen Basisstation verbunden wird, kann jedoch gleichzeitig einen Empfangsturnus aufweisen, da im GSM-System die Basisstationen nicht miteinander synchronisiert sind. Daher braucht die Mobilstation eine längere Pause oder einen ganzen Leerrahmen, um die Synchronisierungsdaten zu empfangen, für welche diese kurzen Pausen von 1 ms und 2 ms nicht lange genug sind. Diese kurzen Pausen können jedoch zum Messen der Signalstärken der benachbarten Basisstationen verwendet werden. Das GSM-System und seine Kanalarchitektur werden z.B. unter anderem in „The GSM-System for Mobile Communications" von Michel Mouly und Marie-Bernadette Pautet, ISBN 2-9507 190-0-7, Palaiseau 1992, erörtert. Die Verwendung des Leerrahmens garantiert jedoch keine ausreichend schnelle Synchronisierung mit einer neuen Zelle in neuen, sich entwickelnden Kommunikationssystemen, die im Folgenden erörtert werden.
Neue Mobilkommunikationssysteme in Entwicklung, wie beispielsweise das universelle Mobiltelefonsystem (UMTS), stellen höhere Anforderungen an die Mobilstationen. Zukünftige Systeme werden zum Beispiel Zellen mehrerer verschiedener Hierarchiestufen von sehr kleinen Mikrozellen, die möglicherweise nur einen Block erfassen, bis Makrozellen, die viele Kilometer erfassen, einsetzen. In solch einem System werden die kleineren Zellen niedrigerer Hierarchiestufen durch sich langsam bewegende Mobilstationen und Endgeräte, die hohe Übertragungsraten benötigen, verwendet. Eine kleine Zellengröße ermöglicht eine hohe Übertragungskapazität und infolgedessen neue Dienste, wie beispielsweise die Übertragung von Videobildern. Mikrozellen sind dicht angesiedelt und überlappen sich normalerweise, so dass eine Mobilstation, welche Kanäle wechselt, normalerweise aus mehreren Zellen auswählen kann, die in der Praxis Verbindungen von gleich guter Qualität bieten. Mobilstationen, die sich schnell bewegen, z.B. in einem Auto, verwenden größere Zellen einer höheren Hierarchiestufe, da sie, wenn sie Mikrozellen verwenden würden, gezwungen wären, Basisstationen sehr häufig zu wechseln. Außerdem erfassen Makrozellen die Schattenbereiche, die durch die Mikrozellen möglicherweise gelassen werden. Solch ein mehrstufiges Zellsystem erfordert, dass eine Mobilstation sehr viele Basisstationen auf beinahe allen Zellhierarchiestufen regelmäßig überwachen muss.
Vom Standpunkt des Benutzers ist es vorteilhaft, wenn die Mobilstation imstande ist, in mehr als einem parallelen Mobilkommunikationssystem, z.B. im GSM-System und im System DCS 1800, flexibel zu operieren. Zurzeit werden DCS-1800-Systeme aufgebaut, um das Verkehrsproblem in Gebieten hoher Dichte, wie beispielsweise Stadtzentren, zu mindern. Es kann in der Zukunft auch mehr als zwei parallele Systeme geben. Damit eine Mobilstation von einer Basisstation eines Systems auf eine Basisstation eines anderen Systems wechseln kann, muss sie die benachbarten Basisstationen dieses anderen Systems ebenso regelmäßig überwachen. Die Überwachung wird durch die Tatsache erschwert, dass die Systeme auf verschiedene Arten und Weisen synchronisiert sein können: genau synchronisiert, locker synchronisiert mit bestimmten Grenzen oder ganz asynchron. Wenn die zu überwachende Basisstation einem asynchronen System angehört, braucht die Mobilstation mehr Messzeit als üblicherweise, das sie keine Informationen darüber hat, wann die asynchrone Basisstation das zu überwachende Identifikationssignal sendet.
In Mobilkommunikationssystemen können Kommunikationen grob in zwei Klassen eingeteilt werden: Echtzeit- oder RT-Verbindungen und Nichtechtzeit- oder NRT-Verbindungen. Der RT-Verkehr besteht normalerweise aus Sprache oder z.B. Videobildern, wobei keine Unterbrechungen oder Verzögerungen zugelassen sind. NRT- oder Paket-Kommunikationen können z.B. Dateiübertragungen umfassen, wobei Unterbrechungen und Verzögerungen erlaubt sind. Die RT-Klasse ist normalerweise in zwei Unterklassen unterteilt, nämlich kurzverzögerte RT-Verbindungen und langverzögerte RT-Verbindungen. Normalerweise sind in den langverzögerten RT-Verbindungen Verzögerungen von bis zu 100 ms zugelassen. Die langverzögerten RT-Verbindungen sind zum Beispiel zur Übertragung von Videobildern geeignet. Die kurzverzögerten RT-Verbindungen werden zum Übertragen von Sprache verwendet. Die Qualität von aktiven Verbindungen beeinflusst also die Anforderungen an die Mobilstation in Verbindung mit einer Weiterschaltung. Wenn eine Mobilstation nur NRT-Verbindungen aufweist, ist eine kurzzeitige Unterbrechung in Verbindung mit einer Weiterschaltung nicht nachteilig. Wenn jedoch zwischen der Mobilstation und der alten Basisstation eine oder mehr RT-Verbindungen bestehen, muss die Weiterschaltung sehr schnell und ohne Störungen durchgeführt werden.
Eine Lösung nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise jene, die im GSM-System verwendet werden, ermöglichen keine Überwachung der erforderlichen Anzahl von Basisstationen mehr, da die Netzarchitektur des Mobilkommunikationssystems komplexer wird und da die parallele Verwendung von mehr als einem Mobilkommunikationssystem normaler wird. Im Hinblick auf den Stand der Technik wurden in einer Patentanmeldung WO 97/15169 eine Vorrichtung und Verfahren zur Signalstärkemessung in einem drahtlosen Kommunikationssystem beschrieben.
Die Erfindung beabsichtigt, ein Verfahren bereitzustellen, das die Durchführung von erforderlichen Messungen ermöglicht. Sie stellt auch ein Verfahren bereit, mit dem einer Mobilstation Leerzeit zugeteilt wird, die sie für Messungen oder andere Zwecke benötigt. Ferner beabsichtigt sie, eine Mobilstation und ein Kommunikationsnetz bereitzustellen, welche die zuvor erwähnten Verfahren verwenden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, was in den unabhängigen Ansprüchen erklärt wird.
Die Mobilstation gemäß einem Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil eines unabhängigen Anspruchs davon erklärt wird.
Das Kommunikationsnetz gemäß einem Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, was in den unabhängigen Ansprüchen erklärt wird.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen, die als Beispiele dargelegt werden, und die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei
1 die Signalgabe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt,
2 die Signalgabe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt,
3a ein Verfahren zum Zuteilen von Leerzeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt,
3b ein zweites Verfahren zum Zuteilen von Leerzeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt,
4 die Signalgabe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt,
5 ein paar Hauptfaktoren, welche das Verfahren zum Festlegen von Leerzeit beeinflussen, schematisch darstellt,
6a, 6b Vorteile des Koordinierens der Pausen von mehreren Verbindungen im Falle von NRT-Verkehr veranschaulichen,
7 die Struktur der Mobilstation gemäß der Erfindung darstellt,
8 die Signalgabe in einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, in welcher Leerzeit zum Wechseln der Batterie einer Mobilstation verwendet wird, und
9a und 9b die Anwendung der Erfindung auf CDMA-basierte Systeme veranschaulichen.
Gleiche Elemente in den Figuren sind durch gleiche Bezugszeichen benannt.
1 veranschaulicht die Funktionsweise eines Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Zunächst sendet 100 eine Mobilstation 10 die Nachricht IDLE_ALLOC_REQ an das Netz 20, womit die Mobilstation das Netz auffordert, Leerzeit zuzuteilen.
Vorzugsweise gibt die Mobilstation in der Nachricht an, wie viel Leerzeit sie benötigt und innerhalb welcher Zeit sie die Leerzeit benötigt. Nach Empfang der Nachricht prüft 110 das Netz 20, ob eine geeignete Pause in der Kommunikation zwischen der Mobilstation und dem Netz bevorsteht. Wenn keine solche Pause bevorsteht, teilt das Netz 20 der Mobilstation eine Pause zu 120, die mit der Anfrage der Mobilstation so gut als möglich übereinstimmt. Dann sendet das Netz eine IDLE_INFO-Nachricht an die Mobilstation und erklärt ihr, wie viel und wann Leerzeit ihr zur Verfügung steht.
In Verbindung mit einer IDLE_ALLOC_REQ-Nachricht oder einer anderen entsprechenden Nachricht kann die Mobilstation viele Arten von verschiedenen Anfragen an das Netz stellen. Wie bereits erwähnt, gibt die Mobilstation vorzugsweise an, wie viel Leerzeit sie benötigt und innerhalb welcher Zeitspanne sie die Leerzeit auch später benötigt, in welchem Fall sie z.B. eine bestimmte Zeitspanne T angeben kann, nach der das Netz der Mobilstation die angegebene Menge Leerzeit zuteilen soll. Solch eine Ausführungsform ist durch den Endteil von 1 veranschaulicht, wobei nach der Übertragung der ersten IDLE_INFO-Nachricht das Netz die gewünschte Zeit T wartet 140, woraufhin das Netz den Leerzeitprüfschritt 110 und den Leerzeitzuteilungsschritt 120 wiederholt und die Mobilstation über die neue zugeteilte Leerzeitspanne informiert 130. Das Netz wiederholt die Schritte 140, 110 und 120 in gewünschten Intervallen für die gesamte Dauer der Verbindung oder z.B. für eine bestimmte Anzahl von Malen, wie von der Mobilstation angefordert.
2 stellt ein Beispiel von Kommunikationen gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar. In dieser Ausführungsform kann mehr als eine Leerzeitanfrage gleichzeitig in Kraft sein. 2 veranschaulicht auch, wie eine Mobilstation die Wiederkehr von wiederholter Leerzeit, die sie früher anforderte, beenden kann. Im Beispiel von 2 sendet 100 eine Mobilstation 10 eine Anfrage um Leerzeit IDLE_ALLOC_REQ an das Netz 20 und hängt an die Anfrage einen Identifikationscode 1 und die erforderliche Spezifikation der Leerzeit V1 an. Das Netz teilt der Mobilstation Leerzeit, wie angefordert, zu 120 und speichert den Identifikationscode der Anfrage und die Spezifikation V1' der Leerzeit, die auf der Basis der Anfrage zugeteilt wurde, in seinem Speicher 25. Vorteilhafterweise kann das Netz diese Informationen z.B. in einer Zeitzuteilungstabelle 25 speichern, welche durch eine Basisstation unterhalten wird, die mit der Mobilstation kommuniziert. Danach informiert 130 das Netz die Mobilstation über die zugeteilte Zeit unter Verwendung einer IDLE_INFO-Nachricht. Im Beispiel von 2 braucht die Mobilstation später noch mehr Leerzeit und sendet 150 daher eine neue Anfrage um Leerzeit IDLE_ALLOC_REQ an das Netz, an welche sie den Identifikationscode 2 der neuen Anfrage und die Spezifikation V2 der angeforderten Leerzeit anhängt. Das Netz stellt die Leerzeit 2, welche durch die Mobilstation angefordert wurde, bereit 160 und fügt die Daten über die Leerzeit der Zeitzuteilungstabelle 25 hinzu. Dann sendet 170 das Netz der Mobilstation die Informationen über die zugeteilte Leerzeit in einer IDLE_INFO-Nachricht. Danach sendet 180 die Mobilstation eine IDLE_DISABLE-Nachricht an das Netz, an welche die Mobilstation den Identifikationscode 1 der zu löschenden Leerzeit anhängt. Als Reaktion auf den Empfang der IDLE_DISABLE-Nachricht löscht das Netz die Leerzeit 1, d.h. bringt sie wieder zur Kommunikationsverwendung zurück, und entfernt die Daten über die betreffende Leerzeit aus der Zeitzuteilungstabelle 25. Als Nächstes muss die Mobilstation die früher zugeteilte Leerzeit 2 ändern und sendet daher eine neue Leerzeitanfrage IDLE_ALLOC_REQ an das Netz, an welche sie den Identifikationscode 2 der zu ändernden Leerzeit und eine Spezifikation V3 für die neue Leerzeit anhängt. Wenn sich die neue Leerzeit V3, welche durch die Mobilstation angefordert wurde, von der zuvor zugeteilten Leerzeit V2' wesentlich unterscheidet, kann das Netz auf die in 2 veranschaulichte Art und Weise zuerst die Zuteilung der vorherigen Leerzeit entfernen 210 und dann eine Leerzeit gemäß der neuen Anfrage V3 zuteilen 220.
In dem zuvor dargelegten Beispiel wurden die Leerzeitzuteilungsmodifikationsnachricht (IDLE_ALLOC_REQ) und -entfernungsnachricht (IDLE_DISABLE) als zwei getrennte Nachrichten dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die betreffenden Funktionen können unter Verwendung eines Befehls durchgeführt werden, z.B. derart, dass in der Modifikationsnachricht (IDLE_ALLOC_REQ) die angeforderte Zeit als null definiert wird, wenn die Leerzeit zu löschen ist.
Solch eine Anordnung mit mehr als einer Leerzeit kann vorteilhafterweise z.B. derart verwendet werden, dass die Mobilstation für die gesamte Dauer der Verbindung eine periodisch wiederholte kurze Leerperiode zu ihrer Verfügung hat, und, wenn nötig, kann die Mobilstation für besondere Situationen um längere Leerperioden anfragen. Im Gegensatz zum Beispiel von 1 müssen Leerzeitanfragen und andere Nachrichten, die mit Leerzeiten verbunden sind, durch einen Identifikationscode begleitet werden, um zur korrekten Leerzeitzuteilung geleitet zu werden. Der Identifikationscode kann z.B. die laufende Nummer sein, welche durch die Mobilstation für die Leerzeitanfragen erzeugt wird, wie im Beispiel von 2 dargestellt.
Schritt 110 im Beispiel von 1, bei welchem das Netz prüft, ob die Mobilstation Leerzeit zur Verfügung für sie hat, beschränkt die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung nicht. Wie aus dem Beispiel von 2 ersichtlich ist, kann das Netz die Leerzeit, welche durch die Mobilstation angefordert wird, auch ohne getrennten Prüfschritt direkt zuteilen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Netz alle bestehenden Leerzeitzuteilungen in Verbindung mit einer Weiterschaltung oder, wenn irgendeine andere Bedingung erfüllt wird, automatisch entfernen. In solch einer Ausführungsform kann die Mobilstation in Verbindung mit einer wiederholten Leerzeitanfrage IDLE_ALLOC_REQ vorteilhafterweise angeben, dass sie die betreffende Leerzeit auch nach einer möglichen Weiterschaltung benötigt, derart dass das Netz die betreffende Leerzeit nicht automatisch löscht, sofern dies nicht durch die Mobilstation mit einer IDLE_DISABLE-Nachricht angefordert wird. Diese Funktion ist in einem Fall vorteilhaft, in welchem die Mobilstation regelmäßig Leerzeit braucht, um z.B. eine interne eigene Operation durchzuführen, oder für einen Zweck, der nicht mit der Überwachung von Basisstationen verbunden ist.
Die Mobilstation kann auch einfach Informationen über mögliche verfügbare Leerzeiten anfordern. In solch einer Ausführungsform teilt das Netz keine Leerzeit zu, sofern durch die Mobilstation nicht ausdrücklich angefordert, sondern gibt nur die aktuelle Situation bekannt. Solch eine Ausführungsform ist besonders gut geeignet, um in Verbindung mit Paketkommunikationen verwendet zu werden, wenn in Abhängigkeit von den Verkehrsschwankungen Pausen im Paketverkehr auftreten, sofern er nicht konstant auf dem maximalen Volumen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Netz die Mobilstation über Pausen im Verkehr zwischen dem Netz und der Mobilstation auch ohne getrennte Anfrage von der Mobilstation informieren.
Die Mobilstation kann die Leerzeit, die sie braucht, auf viele verschiedene Arten und Weisen angeben, welche in den folgenden Absätzen beschrieben und mittels 3a und 3b veranschaulicht werden. In 3a und 3b enthalten die horizontalen Reihen Rahmenzeitschlitze 0 bis 7 und die vertikalen Reihen die Rahmen. Zeitschlitze und/oder Rahmen, die leer angefordert wurden, sind schwarz gekennzeichnet. Zum Beispiel kann die Mobilstation angeben, wie viele Rahmen sie während einer bestimmten Zeitspanne leer braucht. Im Beispiel von 3a fordert die Mobilstation einen Leerrahmen in Zehn-Rahmen-Intervallen an. Es kann mehr als einen Rahmen geben, der leer angefordert wird, und die Länge der Zeitspanne kann etwas anderes sein als zehn Rahmen.
Im Beispiel von 3a wird die Pause jeden zehnte Rahmen regelmäßig wiederholt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Netz die Rahmen jedoch auch in unregelmäßigen Intervallen festlegen, derart dass die Mobilstation stets die gewünschte Anzahl von Leerrahmen während einer bestimmten Zeitspanne bekommt. In solch einer Ausführungsform muss das Netz der Mobilstation die Zeitsteuerung jedes Leerrahmens angeben.
Die Mobilstation kann auch angeben, ob die Pause vom Standpunkt der Mobilstation vorteilhafterweise in mehr als einem Teil zugeteilt werden kann. Demnach kann die Mobilstation z.B. eine Zwei-Rahmen- und eine Drei-Rahmen-Pause während der nächsten 26-Rahmenperiode anfordern.
Die Mobilstation kann auch Leerzeit in Bezug auf Zeitschlitze anfordern, z.B. durch Leer-Anfordern von bestimmten Zeitschlitzen in bestimmten Rahmen. Solch eine Anfrage ist durch ein Beispiel von 3b veranschaulicht, wobei Zeitschlitze 0, 1 und 5 in Rahmen 1 und 2, 11 und 12 und so weiter leer markiert sind. Natürlich kann die Mobilstation auch eine bestimmte Anzahl Zeitschlitzen in einer bestimmten Zeiteinheit ohne Spezifizieren des Rahmens und der Zeitschlitze, in welchen die Leerzeit angeordnet werden sollte, leer anfordern, derart dass das Netz die Leerzeitschlitze gemäß der Verkehrssituation bestmöglich zuteilen kann.
In den Beispielen von 3a und 3b sind die Rahmen wie in einem GSM-System in acht Zeitschlitze unterteilt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Zeitschlitzteilung beschränkt, wenn andere Zeitschlitzteilungen in anderen Systemen möglich sind. Zum Beispiel wird das zukünftige UMTS-System wahrscheinlich auch kürzere Zeitschlitze verwenden, wodurch es von 16 bis 64 Zeitschlitze in einem Rahmen gemäß einigen der gegenwärtig vorgesehenen Spezifikationen geben kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Mobilstation das Netz auffordern, Leerzeit für einen bestimmten spezifizierten Zweck zuzuteilen, sagen wir, zum Überwachen der Synchronisierungssignale einer bestimmten Basisstation, welche durch die Mobilstation spezifiziert wird. In solch einer Ausführungsform ermittelt das Netz die Ereignisinformationen der Synchronisierungssignale der Basisstation, welche durch die Mobilstation spezifiziert wurde und sich entweder im selben Netz oder einem anderen Mobilkommunikationssystem befindet, und reserviert unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit der Mobilstation die notwendige Menge Leerzeit für den Zeitpunkt des Auftretens der Synchronisierungssignale und sendet die Ereignisinformationen der betreffenden Synchronisierungssignale, sowie die zugeteilte Messzeit oder -zeiten an die Mobilstation. Hierbei beziehen sich Ereignisinformationen auf die Frequenz und den Takt der Synchronisationssignale und den möglichen Frequenzsprung oder Spreizspektrumcode, der durch die Synchronisierungssignale verwendet wird, sowie jede Stelle im Code und mögliche andere Daten, welche bei der Überwachung der betreffenden Synchronisierungssignale benötigt werden. Solch eine Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Mobilstation nicht die Zeit des Auftretens und die Frequenz der Synchronisierungssignale einer bestimmten Basisstation anzufordern und danach getrennt Leerzeit zum Überwachen der betreffenden Synchronisierungssignale anzufordern braucht, sondern die Mobilstation die notwendigen Signaldaten und die notwendige Leerzeit auf eine Anfrage hin bekommt.
Vorzugsweise teilt das Netz der Mobilstation die gesamte Menge Zeit zu, welche durch die Mobilstation angefordert wurde. In einer Situation überlasteten Verkehrs ist dies jedoch möglicherweise nicht machbar, in welchem Fall das Netz der Mobilstation mitteilt, wie viel Leerzeit das Netz zuzuteilen imstande war. Das Netz kann der Mobilstation auch mehr Zeit zuteilen, als angefordert wurde, wenn infolge der Größe von Zuteilungseinheiten das Netz die genaue Menge von Zeit, welche durch die Mobilstation angefordert wurde, nicht zuteilen kann.
Das Netz kann der Mobilstation auf vielerlei Arten und Weisen Leerzeit zuteilen, wie beispielsweise

– durch Vertauschen von Zeitschlitzen, welche durch Mobilstationen verwendet werden,
– Entziehen bestimmter Bursts,
– Unterbrechen des Verkehrs für eine gewünschte Zeit oder
– Bilden von Leerrahmen in der Verbindung.

Diese Alternativen werden in den folgenden Absätzen ausführlicher beschrieben.
Das Netz, vorteilhafterweise eine Basisstation, die mit der Mobilstation kommuniziert, kann Anordnungen zwischen Zeitschlitzen machen, die in den Verbindungen von verschiedenen Mobilstationen verwendet werden. Solch eine Anordnung ist insbesondere geeignet, wenn vom Gesichtspunkt einer bestimmten Mobilstation die Zeit, die zur Messung von Identifikationssignalen einer bestimmten Nachbarszelle oder von bestimmten Nachbarszellen am besten geeignet ist, nicht mit einem Zeitschlitz übereinstimmt, der durch die betreffende Mobilstation verwendet wird, sondern mit einem Zeitschlitz, der durch eine andere Mobilstation verwendet wird, die mit derselben Basisstation kommuniziert. Die Basisstation kann dann z.B. die Zeitschlitze, welche durch diese zwei Mobilstationen verwendet werden, vertauschen. Nötigenfalls kann die Basisstation auch Zeitschlitze vertauschen, welche durch mehr als zwei Mobilstationen verwendet werden.
Entziehen eine Bursts bedeutet, dass ein bestimmter Burst bewusst unempfangen gelassen wird und statt des Burstempfangs zum Beispiel eine gewünschte Nachbarszellenbasisstationsmessung durchgeführt wird. Solch ein Verfahren verliert natürlich Informationen, was seine Verwendung begrenzt. Bei Echtzeitverbindungen, welche strenge Anforderungen in Bezug auf Bitrate, zugelassene Verzögerungen und Fehleranzahl haben, kann eine Burstentziehung im Wesentlichen nur verwendet werden, wenn die Qualität der Verbindung gut ist und das gesendete Signal ausreichend codiert ist, derart dass eine Zunahme im Bitfehlerverhältnis, das durch die Abwesenheit eines Bursts verursacht wird, nicht bewirkt, dass das Bitfehlerverhältnis die zugelassene Grenze überschreitet. Bei Echtzeitverbindungen kann eine Burstentziehung nur vorteilhaft verwendet werden, wenn die Dienstgüte (QoS), welche für die Verbindung spezifiziert ist, aufgrund des Entziehens eines Bursts nicht unter die zugelassene Grenze fällt. Eine QoS-Spezifikation umfasst normalerweise die Bitrate, die größte zugelassene Verzögerung und das höchste zugelassene Bitfehlerverhältnis der Verbindung. Eine Burstentziehung kann durch ausschließliches Zulassen einer Burstentziehung bei Nichtechtzeit- oder Paketverbindungen auch teilweise durchgeführt werden. Die gebräuchlichen Wiederholungssendungsmechanismen von Paketkommunikationen bewirken dann eine Wiederholungssendung eines entzogenen Bursts, derart dass die Informationen nicht verloren gehen.
Eine Burstentziehung kann auch derart durchgeführt werden, dass die Mobilstation wenigstens ein Burst ungesendet lässt und die dadurch frei gewordene Zeit für andere Zwecke verwendet. In solch einer Ausführungsform gibt das Netz der Mobilstation vorzugsweise an, welchen Burst die Mobilstation ungesendet lassen kann.
Eine Verkehrsunterbrechung kann bei Nichtechtzeitverbindungen verwendet werden. Das Netz, z.B. eine Basisstation, die mit der Mobilstation kommuniziert, kann den Paketstrom an die Mobilstation für eine bestimmte Zeitspanne unterbrechen, um dadurch Zeit für die Mobilstation frei zu setzen, damit die Mobilstation zum Beispiel Messungen durchführen kann.
Die Mobilstation kann auch eine Anfrage um einen Leerrahmen an das Netz stellen. Während eines Leerrahmens sendet das Netz keine Informationen an die Mobilstation und geht davon aus, dass die Mobilstation auf keine Signalgabe antwortet oder keine Informationen sendet, wie oft die Mobilstation wünscht, dass der Leerrahmen wiederholt wird, und wo in der Mehrfachrahmenstruktur Faktoren sind, die gemäß dem System zu spezifizieren sind, mit dem sich die Mobilstation selbst zu synchronisieren wünscht. Zum Beispiel wird der Leerrahmen im GSM-System jeden 26. Rahmen wiederholt und im GSM/GPRS-System jeden 13. Rahmen. So kann jede Mobilstation die erforderliche Anzahl von Leerrahmen anfordern, für welche das Netz die erforderliche Leerzeit zuteilen kann, z.B. auf jede der zuvor beschriebenen Arten und Weisen. Eine Basisstation, die mit einer Mobilstation kommuniziert, kann vorteilhafterweise eine Tabelle unterhalten, die den Bedarf an Leerrahmen jeder Mobilstation anzeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gibt die Mobilstation dem Netz den Funktionssatz, den sie unterstützt, ihren wahrscheinlichen Verkehrsbedarf und Messzeitbedarf oder wenigstens einige dieser Daten bereits dann an, wenn sie mit dem Netz zum ersten Mal Kontakt aufnimmt. Die Mobilstation kann auch angeben, ob sie zum Kommunizieren mit potenziellen parallelen Mobilkommunikationssystemen imstande ist und ob sie möglicherweise Messzeit dafür benötigt. Die Mobilstation kann dem Netz auch ihre bestimmten messungsbezogenen Charakteristiken angeben, wie beispielsweise

– wie lange die Mobilstation braucht, um auf die gemessene Frequenz überzugehen und zurückzukehren,
– wie lange die Mobilstation braucht, um bestimmte Grundmessung(en) durchzuführen, und
– die Mindestzeit, die von der Mobilstation zum Übergang von Senden auf Empfangen und umgekehrt gebraucht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Netz, um Messungen zu beschleunigen, der Mobilstation bestimmte Informationen in Bezug auf das Umfeld der Mobilstation und die Bakensignale der Basisstationen in Nachbarszellen senden. Das Netz kann solche Informationen in regelmäßigen Intervallen oder bei einer getrennten Anfrage durch die Mobilstation senden. Diese Informationen umfassen vorteilhafterweise eine oder mehr der folgenden Elemente:

– eine Liste von Nachbarszellen,
– Informationen über verschiedene Zellhierarchien,
– Informationen über benachbarte Zellen von parallelen Mobilkommunikationssystemen,
– Identifikationsdaten von Nachbarszellen,
– die Frequenzen der Bakensignale der Nachbarszellen,
– die Bandbreite der Bakensignale,
– Informationen darüber, ob das Bakensignal einer Basisstation kontinuierlich oder diskontinuierlich ist und, wenn es diskontinuierlich ist, Informationen über Ereigniszeiten der Bakensignale und die Länge des Zeitfensters, das zum Überwachen des Bakensignals benötigt wird, und
– eine Beschreibung des Auftretens der Frequenz- und Zeitsynchronisierungssignale der Nachbarszellen, z.B. bei welchen Frequenzen und zu welchen Zeitpunkten die Signale erscheinen, welche Art von Frequenzsprung oder Spreizspektrumcode die Nachbarzellen verwenden und wo in dem Code die Synchronisierungssignale zu jeder entsprechenden Zeit gesendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wählt das Netz die Informationen, welche an die Mobilstation gesendet werden, gemäß dem Funktionssatz der Mobilstation aus. Diese Art einer Ausführungsform ist z.B. in einem Fall vorteilhaft, in dem ein bestimmtes geografisches Gebiet zusätzlich zu dem Netz ein paralleles Mobilkommunikationssystem aufweist, aber eine Mobilstation in dem betreffenden Gebiet dieses parallele Mobilkommunikationssystem nicht verwenden kann. In solch einer Situation wäre es nutzlos, der Mobilstation Informationen über das parallele Mobilkommunikationssystem zu senden. Ähnlich kann die Mobilstation dem Netz eine Anfrage senden, welche nur bestimmte Informationen gemäß ihrem Funktionssatz betrifft.
4 stellt ein Beispiel der Signalgabe in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar, wobei Leerzeit zum Empfangen von Bakensignalen von Basisstationen verwendet wird. In dieser Ausführungsform sendet 455 ein Netz 20 einer Mobilstation eine Beschreibung des Bakensignals einer benachbarten Basisstation. Diese Beschreibung umfasst vorzugsweise Informationen in Bezug auf das Bakensignal, wie im vorstehenden Absatz erörtert. Nach Empfang der Beschreibung prüft 460 die Mobilstation, ob sie Zeit hat, die Informationen des Bakensignals innerhalb der Leerzeit, die ihr möglicherweise zur Verfügung steht, zu empfangen. Wenn die Mobilstation nicht imstande ist, Informationen zu empfangen, sendet sie 100 eine Anfrage um Leerzeit an das Netz, wodurch das Netz die Mobilstation mit Leerzeit versorgt 120 und die Mobilstation darüber informiert 130. Nach Empfang der Informationen über die verfügbare Leerzeit hört die Mobilstation die betreffende Basisstation für die Dauer der Leerzeit ab und empfängt 465 die Identifikationsdaten.
Der Klarheit halber stellt 5 in einem Diagramm einige der Hauptfaktoren dar, welche die Art und Weise beeinflussen, in welcher das Netz eine Mobilstation mit der Leerzeit versorgt, welche durch die Mobilstation angefordert wurde. Das Diagramm in 5 bezieht sich auf eine Situation, in welcher eine Mobilstation Leerzeit für Messzwecke anfordert. In solch einer Ausführungsform besteht natürlich ein Faktor, der die Zuteilung von Leerzeit beeinflusst, in den Mess- und Synchronisierungsanforderungen, z.B. wie viel Zeit die Mobilstation benötigt und wann. Dies wiederum wird durch die Informationsübertragungsdaten der Nachbarszellensynchronisierung beeinflusst, welche früher in diesem Dokument beschrieben wurden. Die Messungen werden auch durch die Zellhierarchie des Mobilkommunikationssystems beeinflusst; da sie eine Auswirkung auf die Auswahl von potenziellen Zellkandidaten für eine Weiterschaltung hat. Ähnlich hängen die erforderlichen Messzeiten von den parallelen Mobilkommunikationssystemen ab, die möglicherweise für die Mobilstation verfügbar sind. Ein zweiter Hauptfaktor, der die Zuteilung von Leerzeit beeinflusst, besteht in der Auswahl von Verbindungen, die für die Mobilstation verfügbar sind, und den Arten dieser Verbindungen. Wenn zum gegenwärtigen Zeitpunkt die Mobilstation nur NRT-Verbindungen aufweist, kann Leerzeit zum Beispiel einfach durch eine kurzzeitige Unterbrechung des Paketverkehrs zugeteilt werden. Wenn die Basisstation RT-Verbindungen aufweist, sind die Möglichkeiten des Zuteilens von Leerzeit durch die längsten zugelassenen Verzögerungen der Verbindungen und andere Anforderungen des erforderlichen QoS-Grades beschränkt. Ein dritter Hauptfaktor, der die Art und Weise des Zuteilens von Leerzeit beeinflusst, ist natürlich die Leerzeit, welche durch die Mobilstation angefordert wird, ihre Länge und mögliche Wiederkehr.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung koordiniert das Netz Pausen, welche durch die Mobilstation für verschiedene Verbindungen angefordert werden, derart dass die Mobilstation imstande ist, eine Pause mit der Länge eines ganzen Rahmens zu verwenden.
Dies ist in 6a und 6b für NRT-Verbindungen veranschaulicht. 6a stellt einen Fall gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar, in dem Leerzeiten, welche durch eine Mobilstation angefordert und für verschiedene Verbindungen zugeteilt werden, nicht koordiniert sind. Solch eine Ausführungsform ist nicht sehr vorteilhaft, wie aus 6a ersichtlich ist. In der Figur sind Verbindungen von fünf Mobilstationen A, B, C, D und E auf der horizontalen Achse dargestellt, während die vertikale Achse die Zeit darstellt. Schwarz gekennzeichnete Stellen sind Pausen, welche durch die Mobilstation angefordert und durch das Netz zugeteilt werden. Die verschiedenen Verbindungen werden in dieser Ausführungsform wie üblich in verschiedenen Zeitschlitzen eines Rahmens übertragen. In 6a sind die Pausen in den vier Verbindungen der Mobilstation A wenigstens teilweise an verschiedenen Stellen, derart dass die Mobilstation keinen Zugriff auf einen Rahmen hat, während dem sie in einigen Zeitschlitzen nicht zu senden braucht. 6b veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, die der zuvor erwähnten vorzuziehen ist, wobei das Netz allen Verbindungen jeder Mobilstation Pausen zuteilt, derart dass die Pausen so genau als möglich zeitlich zusammenfallen. Dann erhält eine Mobilstation Leerzeit mit der Länge eines ganzen Rahmens, während dem das Netz nicht verlangt, dass die Mobilstation Informationen sendet.
7 stellt in der Form eines Blockdiagramms eine Mobilstation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Mobilstation umfasst Teile, die für das Gerät typisch sind, wie beispielsweise ein Mikrofon 301, ein Tastenfeld 307, eine Anzeige 306, einen Kopfhörer 314, einen Sende/Empfangsschalter 308, eine Antenne 309 und eine Steuereinheit 305. Außerdem stellt die Figur Sende- und Empfangsblöcke 311, 304 dar, die für eine Mobilstation typisch sind. Der Sendeblock 304 umfasst Funktionen in Bezug auf Sprachcodierung, Kanalcodierung, Verschlüsselung und Modulation, sowie die RF-Funktionen. Der Empfangsblock umfasst die entsprechenden RF-Funktionen, sowie die Funktionen, die zur Demodulation, Entschlüsselung, Kanaldecodierung und Sprachdecodierung erforderlich sind. Ein Signal, das vom Mikrofon 301 kommt, in der Verstärkerstufe 302 verstärkt und in einem A/D-Wandler umgewandelt wird, wird zum Sendeblock 304, normalerweise zu einem Sprachcodierelement im Sendeblock, gebracht. Ein Signal, das durch den Sendeblock geformt, moduliert und verstärkt wurde, wird über den Sende/Empfangsschalter 308 zur Antenne 309 gebracht. Ein empfangenes Signal wird von der Antenne über den Sende/Empfangsschalter 308 zum Empfangsblock 311 gebracht, welcher das empfangene Signal demoduliert, entschlüsselt und kanaldecodiert. Das resultierende Sprachsignal wird über einen D/A-Wandler 312 zu einem Verstärker 313 und weiter zum Kopfhörer 314 gebracht. Die Steuereinheit 305 steuert den Betrieb der Mobilstation, liest Steuerbefehle, welche vom Benutzer auf dem Tastenfeld 307 eingegeben werden, und sendet Nachrichten mittels der Anzeige 306 an den Benutzer. Die Steuereinheit 305 veranlasst die Mobilstation, in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß der Erfindung zu funktionieren. Die Funktionselemente in der Steuereinheit, welche das Verfahren gemäß der Erfindung realisieren, werden vorzugsweise als Programme im Prozessor der Steuereinheit 305 implementiert.
Zuvor wurde die Zuteilung von Leerzeit für Messzwecke beispielhaft beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern eine Mobilstation kann Leerzeit auch für andere Zwecke verwenden, wie beispielsweise zur Kommunikation mit einer anderen Basisstation oder einem anderen Gerät. Auch wenn die Erfindung zuvor in erster Linie unter Verwendung der GSM-Technologie und von TDMA-basierten Beispielen beschrieben wurde, kann die Erfindung auch auf andere Systemarten angewendet werden, wie etwa zum Beispiel CDMA-basierte Systeme. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann eine Mobilstation des CDMA-Systems Leerzeit anfordern, derart dass sie ihren Spreizcode in einen zweiten umändern, ein Signal, das durch eine zweite Basisstation gesendet wird, unter Verwendung des zweiten Spreizcodes abhören und es unter Verwendung des Originalspreizcodes zurück umändern kann.
In Paketkommunikationen kann eine Mobilstation Leerzeit z.B. zum Entleeren des Empfangspaketpuffers verwenden, wodurch sie eine Paketpufferüberbelegung vermeidet. In solch einer Ausführungsform kann die Mobilstation die Leerzeitanfrage nur an eine bestimmte Paketverbindung richten, wenn die Mobilstation mehr als eine Verbindung mit der Basisstation aufweist. Eine zweite vorteilhafte Verwendung von Leerzeit in Paketverbindungen ist zum Beispiel das Entleeren des Paketpuffers, um eine Bestätigungsfensterüberbelegung zu vermeiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mobilstation zum Beispiel mit einem Temperatursensor zum Überwachen der Temperatur des Prozessors in der Mobilstation ausgestattet. Wenn die Mobilstation oder ein Teil davon überhitzt wird, kann die Mobilstation das System auffordern, Leerzeit, d.h. eine Unterbrechung in der Kommunikation, zuzuteilen, um die Mobilstation abzukühlen.
Es werden Funktionen für zukünftige Mobilkommunikationssysteme entwickelt, mit deren Hilfe ein Netz neue Funktionen in eine Mobilstation laden kann, wie beispielsweise eine neue Kanalcodierung, einen neuen Lernsatz und einen neuen Spreizcodesatz, oder ein Programm, das eine Funktion definiert, die zur Verwendung eines bestimmten neuen Netzdienstes benötigt wird. Die Übertragung solch eines funktionsdefinierenden Programms über den Funkweg an eine Mobilstation, seine Speicherung im Speicher der Mobilstation und seine Initialisierung brauchen Zeit, derart dass die Mobilstation in Abhängigkeit von den Umständen möglicherweise ein Pause in der Kommunikation benötigt. Die Länge der Pause hängt im Wesentlichen von den technischen Einzelheiten der Mobilstation ab, wie beispielsweise der Schreibgeschwindigkeit des nichtflüchtigen Speichers der Mobilstation und der Geschwindigkeit des Prozessors der Mobilstation. Daher kann das Netz eine bestimmte konstante Pause nicht all den verschiedenen Mobilstationsmodellen zuteilen, sondern die Mobilstation muss eine Pause der erforderlichen Länge anfordern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Benutzer eine Pause in der Kommunikation anfordern. Solch eine Ausführungsform ist z.B. anwendbar, wenn der Benutzer und seine Mobilstation in einen Funkschatten, wie beispielsweise einen Lift oder, beim Autofahren, einen Tunnel, eintreten. Der Benutzer kann eine Pause einer vorgegebenen konstanten Länge anfordern oder eine gewünschte Dauer mithilfe des Tastenfeldes der Mobilstation oder eines entsprechenden Steuerelements eingeben. Solch eine Ausführungsform hat de Vorteil, dass die Verbindung aufgrund des Funkschattens nicht unterbrochen wird, wenn der Benutzer die bevorstehende Situation vorhersehen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Benutzer auch eine Pause in der Kommunikation anfordern, um Aufbaufunktionen in Bezug auf die Mobilstation auszuführen. Zum Beispiel kann eine Mobilstation, die als ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) dient, verwendet werden, um eine Funktion auszuführen, welche die gesamte Kapazität des Prozessors des Geräts erfordert, derart dass, wenn die Funktion ausgeführt werden würde, ohne die Verbindung zu unterbrechen, sie Datenübertragungen stören würde und zu einem Datenverlust führen könnte. In solch einer Ausführungsform kann der Benutzer ausdrücklich eine Kommunikationspause anfordern und dann mit der gewünschten Operation beginnen oder alternativerweise direkt mit der gewünschten Operation beginnen, derart dass vor dem Durchführen der Operation die Mobilstation eine Kommunikationspause der erforderlichen Länge vom Netz anfordert. Die Erfindung kann auch derart realisiert werden, dass die Mobilstation eine Kommunikationspause für solch einen Aufbaubetrieb ohne einen getrennten Steuerbefehl vom Benutzer automatisch anfordert.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann eine Kommunikationspause verwendet werden, um die Batterie zu wechseln. Wenn eine Mobilstation 10 erkennt 405, dass die Ladung der Batterie der Mobilstation schwach ist, zeigt sie dies dem Benutzer 9 auf eine bekannte Art und Weise, z.B. durch Anzeigen eines bestimmten Symbols auf der Anzeige der Mobilstation, an 510. Wenn der Benutzer der Mobilstation eine zweite, geladene Batterie hat, kann er der Mobilstation zum Beispiel mittels des Tastenfeldes über seine Absicht, die Batterie zu wechseln, Mitteilung machen. Dann sendet die Mobilstation eine Anfrage 100 um eine Kommunikationspause einer erforderlichen Dauer an das Netz, wobei die Dauer vorgegeben sein oder durch den Benutzer zu jeder Gelegenheit getrennt eingestellt werden kann. Das Netz versorgt 120 die Mobilstation mit Leerzeit und informiert 130 die Mobilstation über die zugeteilte Leerzeit. Dann bereitet sich die Mobilstation für den Batteriewechsel durch Speichern von Informationen über bestehende Verbindungen und andere Informationen in Bezug auf den Zustand der Mobilstation im nichtflüchtigen Speicher der Mobilstation oder einer Speicherkarte, die in die Mobilstation eingesteckt ist, vor 420, um die Wiederherstellung vom Batteriewechsel zu beschleunigen. Nach Durchführen der notwendigen Vorbereitungen teilt die Mobilstation dem Benutzer mit 425, dass er nun die Batterie wechseln kann. In Verbindung mit dieser Mitteilung gibt die Mobilstation vorteilhafterweise an, wie viel Zeit der Benutzer für den Batteriewechsel hat, wobei die Länge der Zeit natürlich von der Länge der Zeit abhängt, welche das Netz der Mobilstation zuteilen konnte. Als Nächstes schaltet der Benutzer die Mobilstation aus 430, wechselt die Batterie aus 435 und schaltet die Mobilstation wieder ein 440 oder führt den Batteriewechsel auf eine andere bekannte Art und Weise durch. Wenn die Mobilstation nach dem Batteriewechsel wieder funktioniert, ruft sie die Informationen über die Verbindungen aus dem Speicher der Mobilstation oder von der Speicherkarte, die in die Mobilstation eingesteckt ist, ab und stellt auf der Mobilstation den Zustand wieder her, der dem Batteriewechsel voranging. Schließlich zeigt die Mobilstation dem Netz vorteilhafterweise an 450, dass sie bereit ist, mit der Kommunikation fortzufahren. Diese Art von Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Batterie gewechselt werden kann, ohne die Anrufe zu unterbrechen, auch wenn die Mobilstation in Verbindung mit dem Batteriewechsel ausgeschaltet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mobilstation so ausgelegt, dass sie mögliche wiederkehrende Störungen in der Abwärtsverbindung erkennt, derart dass, wenn solch eine Störung auftritt, die Mobilstation das System auffordern kann, bei Auftreten der Störungen Leerzeit zuzuteilen, um die Störung zu umgehen. Solche wiederkehrenden Störungen treten normalerweise z.B. in Systemen mit Zeitmultiplex (TDD) auf. In dieser Art von Ausführungsform ist die Mobilstation mit einem Element ausgestattet, welches eine periodische Störung erkennt und welches vorteilhafterweise zum Beispiel mithilfe eines Programms realisiert ist, das im Prozessor der Mobilstation läuft. Solch ein Programm kann so ausgelegt sein, dass es z.B. die Häufigkeitsrate von Übertragungsfehlern und möglichen Regelmäßigkeiten darin überwacht.
Die zuvor beschriebenen Beispiele der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung setzen voraus, dass die Leerzeit durch das Netz bereitgestellt wird. Dies schränkt die Erfindung jedoch nicht ein.
Die Erfindung kann auch derart realisiert werden, dass die Mobilstation wenigstens in bestimmten Situationen eine unabhängige Entscheidung über die Zuteilung von Leerzeit trifft. In solch einer Ausführungsform sendet die Mobilstation z.B. eine Angabe über die Trennung einer Verbindung für eine bestimmte Dauer an das Netz, wobei die Angabe vorteilhafterweise dieselben Informationen enthält wie die zuvor erwähnte Leerzeitanfrage IDLE_ALLOC_REQ, z.B. die Länge und den Zeitpunkt des Auftretens der Pause. Das Netz unterbricht dann den Verkehr für eine Dauer, die von der Mobilstation angegeben wurde, und arrangiert die Kommunikationen der verschiedenen Verbindungen der Mobilstation während der Pause auf eine Art und Weise, wie zuvor beschrieben, derart dass die Kommunikationen der Verbindungen so wenig als möglich gestört werden. Diese Art einer Ausführungsform hat den Vorteil, dass z.B. in einer erzwungenen Situation der Benutzer mithilfe seiner Mobilstation angeben kann, dass er in ein Gebiet mit schlechtem Empfang eintritt. Gemäß dem Stand der Technik werden die Verbindungen in solch einer Situation nach bestimmten Zeitüberschreitungsgrenzen beendet, was bedeutet, dass die Verbindungen nach dem Verlassen des Schattengebiets wieder hergestellt werden müssen, was langsam ist. Diese Ausführungsform jedoch befähigt das Netz, auf das Ende der Pause zu warten, ohne die Anrufe zu unterbrechen, derart dass die Wiederherstellung von Kommunikationen nach einer Pause schnell ist.
9a und 9b veranschaulichen, wie die Erfindung auf ein CDMA-System gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung angewendet werden kann. Es ist vorher bekannt, dass Leerzeit in einem CDMA-System festgelegt werden kann, wie zum Beispiel in 9a dargestellt. Die Figur stellt Rahmenperioden T_f, komprimierte Rahmen 402 und Leerperioden 401 dar. Die horizontale Achse des Schaubildes entspricht der Zeit und die vertikale der Sendeleistung. Durch Komprimieren von Rahmen in der Zeit werden Leerperioden 401 erzeugt. Die Kompression kann zum Beispiel durch Codepunktierung oder Reduzieren des Spreizfaktors erfolgen. Die Sendeleistung wird vorteilhafterweise für den komprimierten Rahmen erhöht, um die Qualität der Verbindung unbeeinflusst durch die Kompression zu halten.
9b stellt eine andere Möglichkeit dar, Leerperioden 401 festzulegen. Wie 9b darstellt, können mehrfache Rahmen etwas komprimiert werden, um eine Leerperiode zu erzeugen. Das Kompressionsverhältnis von Rahmen in 9b ist wesentlich niedriger als in 9a, was in einigen Übertragungsmodi vorteilhaft ist.
Die Leerzeitfestlegungsverfahren in 9a und 9b wären geeignete Kandidaten für die Einbeziehung in die Spezifikationen des UMTS-Telekommunikationssystems. Das Festlegen von Leerzeit gemäß 9a und 9b wird „Schlitzmodus" genannt. Das Netz würde die Leerperioden zum Beispiel so festlegen, dass es der Mobilstation möglich wäre, Nachbarszellen wie im gegenwärtigen GSM-System zu überwachen, und/oder andere herkömmlichen Zwecke, welche dem Netz bekannt sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Erfindung auf ein CDMA-System angewendet wird, fordert die Mobilstation das Netz auf, eine oder mehr solcher Leerperioden 401 für irgendwelche Zwecke festzulegen, die dem Netz nicht im Voraus bekannt sind. Mehrere Beispiele solcher von der Mobilstation ausgehenden Zwecke und der damit verbundenen Nachrichtenübermittlung wurden in dieser Anmeldung zuvor beschrieben und werden hier nicht wiederholt.
In dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff Mobilstation auf alle drahtlosen Endgeräte, wie beispielsweise tragbare Mobiltelefone, tragbare Multifunktionskommunikationsgeräte, und feste drahtlose Endgeräte. Die Namen der Nachrichten, die in dieser Anmeldung verwendet werden, sind nur beispielhaft und sind nur zu Veranschaulichungszwecken bestimmt.
Mithilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist ein Mobilkommunikationssystem imstande, mit verschiedenen Mobilstationen zusammenzuarbeiten; einfache Mobiltelefone, die nur in einem Mobilkommunikationssystem funktionieren, und andererseits Mobilstationen, die zu vielseitigen Datenübertragungen imstande sind und in mehreren Mobilkommunikationssystemen funktionieren. Somit beschränkt die Einbeziehung einfacher Endgeräte den Betrieb des Mobilkommunikationssystems nicht, und vielseitige und leistungsfähige Endgeräte holen am meisten aus dem Mobilkommunikationssystem heraus.

Claims

Verfahren zum Zuteilen von Leerzeit in einem Mobilkommunikationssystem während einer Kommunikationsverbindung zwischen einer Mobilstation (10) und einem Netz (20), dadurch gekennzeichnet, dass es Schritte umfasst, wobei – die Mobilstation eine Leerzeitanfrage an das Netz sendet (100) und – das Netz die Mobilstation über die verfügbare Leerzeit informiert (130).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Leerzeitanfrage, die von der Mobilstation (10) gesendet wird, anzeigt, wie viel Leerzeit die Mobilstation innerhalb einer bestimmten Zeitspanne benötigt, (100) und – das Netz (20) der Mobilstation wahlweise vor dem Informationsschritt (130) wenigstens einen Teil der Leerzeit, um welche von der Mobilstation (10) angefragt wurde, zuteilt (120).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte, in welchen – das Netz der Mobilstation wenigstens einen Teil der Leerzeit, um welche von der Mobilstation angefragt wurde, zuteilt (120) und – das Netz die Mobilstation über die verfügbare Leerzeit informiert (130), wenigstens einmal wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerzeitanfrage, welche von der Mobilstation gesendet wird, dem Netz anzeigt, wie oft das Netz die Schritte des Zuteilens von Leerzeit (120) und des Informierens über die verfügbare Leerzeit (130) wiederholen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation dem Netz einen Befehl zum Beenden oder Ändern des Wiederholens einer bestimmten Leerzeitspanne sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz Leerzeit durch Entziehen wenigstens eines Bursts zuteilt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz Leerzeit durch Vertauschen der Zeitschlitze, welche durch zwei oder mehr Mobilstationen verwendet werden, zuteilt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz Leerzeit durch Unterbrechen der Kommunikation zwischen der Mobilstation und einer Basisstation des Systems für eine bestimmte vorgegebene Zeitspanne zuteilt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (20) Informationen in Bezug auf die Bakensignale, welche durch Basisstationen übertragen werden an die Mobilstation sendet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen wenigstens eine der folgenden umfassen: – Frequenzen des Bakensignals wenigstens einer Nachbarszelle, – Bandbreite des Bakensignals wenigstens einer Nachbarszelle, – Taktinformationen des Bakensignals wenigstens einer Nachbarszelle, – Taktinformationen der Frequenz- und Zeitsynchronisierungssignale des Bakensignals wenigstens einer Nachbarszelle, – Frequenzsprung- und Spreizspektrumscodeinformationen des Bakensignals wenigstens einer Nachbarszelle oder – Informationen über die Kontinuität oder Diskontinuität des Bakensignals wenigstens einer Nachbarszelle.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation eine Anfrage um die Informationen an das Netz sendet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zur Zuteilung von Leerzeit für die Mobilstation durch das Netz als Reaktion auf die Leerzeitanfrage umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (20) Informationen über Zellen eines parallelen Mobilkommunikationssystems an die Mobilstation sendet.
Mobilstation (10) zum Herstellen von Verbindungen mit einem Netz (20), welches Basisstationen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation so ausgelegt ist, dass sie – Mittel zum Senden einer Anfrage um Leerzeit an das Netz (20) und – Mittel zum Empfangen von Informationen über die verfügbare Leerzeit vom Netz umfasst.
Mobilstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgelegt ist, dass sie das Basisstationssignal wenigstens einer Nachbarszelle während der Leerzeit misst.
Mobilstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgelegt ist, dass sie – Informationen in Bezug auf das Bakensignal einer Basisstation vom Netz empfängt, – feststellt, ob die Mobilstation das Bakensignal während der Leerzeit, die für die Mobilstation verfügbar ist, empfangen kann, und, wenn die Mobilstation das Bakensignal nicht empfangen kann, eine Anfrage um Leerzeit für die Messung von Basisstationssignalen von Nachbarszellen an das Netz (20) sendet.
Mobilstation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgelegt ist, dass sie – vom Benutzer eine Anzeige für einen Batteriewechsel empfängt, – eine Anfrage um Leerzeit an das Netz sendet, – Informationen über die Leerzeit, welche für die Mobilstation verfügbar ist, vom Netz empfängt und – in einem Speicher der Mobilstation oder in einem Speicher, der daran angeschlossen ist, Informationen über den Zustand der Mobilstation und die bestehenden Verbindungen speichert, um die Wiederherstellung vom Batteriewechsel zu beschleunigen.
Kommunikationsnetz (20), welches Mobilstationen (10) versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass es so ausgelegt ist, dass es – Mittel zum Empfangen einer Anfrage um Leerzeit von wenigstens einer Mobilstation (10) und – Mittel zum Senden von Informationen über die Leerzeit, welche für die Mobilstation (10) verfügbar ist, an die Mobilstation (10) umfasst.
Kommunikationsnetz (20) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Zuteilen wenigstens eines Teils der Leerzeit, um welche von der Mobilstation angefragt wurde, an die Mobilstation (10) als Reaktion auf den Empfang der Anfrage umfasst.
Kommunikationssystem, welches gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 funktioniert.