DE69935239T2

DE69935239T2 - Sanftes weiterreichen in zellularen kommunikationsnetzen

Info

Publication number: DE69935239T2
Application number: DE69935239T
Authority: DE
Inventors: Behzad Twickenham MOHEBBI
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: JP2002529988A; EP1777982A3; GB9823736D0; WO2000027155A1; EP1777982A2; DE69942783D1; EP1125458A1; US20050113093A1; US7236788B2; ATE354921T1; EP1777982B1; EP1125458B1; JP2010114924A; DE69935239D1; CN1324554A; JP4709921B2; GB2343330A; JP4491140B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Zellularmobilkommunikationsnetze wie zum Beispiel Zellularnetze mit Codemultiplex-Vielfachzugriff (Code Division Multiple Access: CDMA). Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung die Softübergabe in Netzen mit sogenannten "Mikrozellen" und anderen Zellen mit einem kleinen Versorgungsbereich.
1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt Teile eines Zellularmobiltelekommunikationsnetzes gemäß dem Standard der Telecommunication Industries Association (TIA)/Electronic Industries Association (EIA) TIA/EIA/IS-95 von Oktober 1994 (nachfolgend "IS95"). Jede von drei Basis-Transceiver-Stationen (BTSs) 4 (BTS1, BTS2 und BTS3) ist über ein Festnetz 5 mit einem Basisstationscontroller (BSC) 6 verbunden, der seinerseits mit einer Mobilvermittlungsstelle (MSC) 7b verbunden ist. Der BSC 6 dient dazu, die Funkbetriebsmittel seiner verbundenen BTSs 4 zum Beispiel durch das Ausführen einer Übergabe und das Zuordnen von Funkkanälen zu verwalten. Die MSC 7 dient zum Vorsehen von Vermittlungsfunktionen und koordiniert die Standorterfassung und die Rufzustellung.
Jede BTS 4 bedient eine Zelle 8. Wenn eine Mobilstation (MS) 10 in einer sogenannten "Softübergabe"-(SHO)-Region 9 ist, wo sich zwei oder mehr Zellen überlappen, kann eine Mobilstation Sendesignale (Abwärtsstreckensignale) von vergleichbarer Stärke und Qualität von den jeweiligen BTSs der sich überlappenden Zellen empfangen. Sendesignale (Aufwärtsstreckensignale), die durch die Mobilstation (MS) erzeugt werden, können auch mit vergleichbarer Stärke und Qualität durch diese verschiedenen BTSs empfangen werden, wenn die Mobilstation in der SHO-Region 9 ist.
2 der beiliegenden Zeichnungen zeigt eine Situation, wenn sich die MS 10 innerhalb der SHO-Region 9 befindet und solche Aufwärtsstreckensignale sendet, die durch mehrere BTSs 4 empfangen werden. Gemäß dem IS95-Standard leitet eine BTS 4, die solch ein Aufwärtsstreckensignal von der MS 10 empfängt, das Signal über eine dedizierte Verbindungsleitung des Festnetzes 5 an den BSC 6 weiter. Im BSC 6 wird eines der weitergeleiteten Signale auf der Basis eines Vergleichs der Qualität von jedem der empfangenen Signale selektiert, und das selektierte Signal wird zu dem MSC 7 weitergeleitet. Diese Selektion wird als Selektionsdiversity bezeichnet.
Ähnlich zeigt 3 der beiliegenden Zeichnungen eine Situation, wenn sich die MS 10 innerhalb der SHO-Region 9 befindet und Abwärtsstreckensignale von mehreren BTSs 4 empfängt. Gemäß dem IS95-Standard werden Abwärtsstreckensignale, die durch den BSC 6 von dem MSC 7 empfangen werden, über jeweilige Verbindungsleitungen des Festnetzes 5 an alle BTSs 4 weitergeleitet, die an der Softübergabe beteiligt sind, und anschließend durch alle BTSs 4 an die MS 10 gesendet. In der MS 10 können die multiplen Signale zum Beispiel unter Einsatz der Maximum Ratio Combination (MRC) kombiniert werden oder kann eines von ihnen auf der Basis der Signalstärke oder Qualität selektiert werden, d. h. unter Einsatz der Selektionsdiversity, wie im Falle der Aufwärtsstrecke.
Im Gegensatz zum Beispiel zu GSM-Netzen (Global System for Mobile Communication networks) sendet in CDMA-Netzen jede BTS 4 mit derselben Frequenz. Demzufolge muss eine sorgfältige Steuerung der Sendeenergie aufrechterhalten werden, um Interferenzprobleme zu minimieren.
Signale werden gemäß dem IS95-Standard als Folge von Rahmen gesendet. Wie in 4 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, hat jeder Rahmen eine Dauer von 20 ms, und er umfasst sechzehn Zeitschlitze zu 1,25 ms. In jedem Zeitschlitz können mehrere Bits von Nutzerdaten und/oder Steuerinformationen gesendet werden.
Die Energiesteuerung von Sendungen von der MS 10 zu den BTSs 4 (Aufwärtsstreckenenergiesteuerung) beim IS95 wird wie folgt erreicht. Wenn eine BTS 4 ein Signal von der MS 10 empfängt, bestimmt sie, ob eine vorbestimmte Eigenschaft des empfangenen Signals (zum Beispiel der absolute Signalpegel, das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), das Signal-Stör-Verhältnis (SIR), die Bitfehlerrate (BER) oder die Rahmenfehlerrate (FER)) einen im Voraus selektierten Schwellenpegel überschreitet. Auf der Basis dieser Bestimmung instruiert die BTS 4 die MS 10, ihre Sendeenergie im nächsten Zeitschlitz entweder zu verringern oder zu erhöhen.
Zu diesem Zweck sind zwei Bits in jedem Zeitschlitz eines Pilotkanals (PCH) von der BTS 4 zu der MS 10 der Aufwärtsstreckenenergiesteuerung zugeordnet (siehe 4). Beide Bits haben denselben Wert und werden daher im Folgenden als "Energiesteuerbit" (oder PCB: power control bit) in der Einzahl bezeichnet. Dem Energiesteuerbit wird durch die BTS 4 ein Wert von Null zugeteilt, falls die MS 10 die Sendeenergie um 1 dB erhöhen muss, und ein Wert von Eins, falls die MS 10 die Sendeenergie um 1 dB verringern muss. Die BTS 4 kann nicht direkt verlangen, dass die MS 10 dieselbe Sendeenergie beibehält; nur durch alternierendes Senden von Einsen und Nullen beim Energiesteuerbit wird die Sendeenergie auf demselben Niveau gehalten.
Wenn die MS 10 in der SHO-Region 9 ist, muss die MS 10 entscheiden, ob die Aufwärtsstreckensendeenergie erhöht oder verringert werden soll, auf der Basis einer Vielzahl von Energiesteuerbits, die jeweilig von den BTSs 4 empfangen werden, die an der Softübergabe beteiligt sind. Folglich wird an allen Energiesteuerbits eine ODER-Funktion ausgeführt. Falls das Resultat dieser ODER-Funktion Null ist, wird die MS 10 dann die Energie bei Aufwärtsstreckensendungen erhöhen, und falls das Resultat Eins ist, wird die MS 10 die Energie bei Aufwärtsstreckensendungen verringern. Auf diese Weise wird die Aufwärtsstreckensendeenergie nur erhöht, falls alle BTSs 4 eine Erhöhung verlangen.
Die Energiesteuerung von Sendungen von der BTS 4 zu der MS 10 (Abwärtsstreckenenergiesteuerung) beim IS95 wird wie folgt erreicht. Wenn die MS 10 ein Abwärtsstreckensignal von einer BTS 4 (oder von jeder von einer Vielzahl von BTSs 4 bei der Softübergabeoperation) über einen Verkehrskanal (TCH) empfängt, wird die FER von jenem Signal durch die MS 10 berechnet, die den Grad reflektiert, in dem das Verkehrskanalsignal zum Beispiel durch Rauschen verschlechtert worden ist. Diese FER wird dann durch die MS 10 zu der BTS 4 weitergeleitet, die das betreffende Abwärtsstreckensignal gesendet hat, und die BTS 4 verwendet diese FER, um zu entscheiden, ob eine Veränderung an ihrer Abwärtsstreckensendeenergie vorgenommen werden soll.
Das oben beschriebene Softübergabesystem ist beim Verbessern der Signalübertragung zwischen der MS 10 und dem Netz effektiv, wenn sich die MS 10 in Regionen mit Zellenüberlappung in der Nähe der Grenzen der individuellen Zellen befindet. Die Signalqualität in diesen Regionen kann relativ schlecht sein, wenn eine einzelne BTS 4 eingesetzt ist, aber wenn mehr als eine BTS 4 zum Einsatz kommt, kann die Qualität wesentlich verbessert werden.
Jedoch ist das IS95-Softübergabesystem, wie es später in der vorliegenden Beschreibung eingehender erläutert wird, genau wie andere Übergabealgorithmen und -techniken auch, so konzipiert und optimiert, um in einer sogenannten Makrozellularumgebung zu arbeiten, worin die oder jede Antenne von jeder Zelle ("Makrozelle") über dem Niveau der durchschnittlichen Dachobergrenze liegt. Solch eine Makrozelle hat einen relativ großen Versorgungsbereich mit allgemein gleichförmi gen Ausbreitungscharakteristiken über die Zelle oder jeden Sektor der Zelle hinweg.
Solche Makrozellen werden für die erste Phase der Entwicklung von Zellularnetzen ins Auge gefasst, in der der Bedarf an Netzkapazität relativ niedrig ist. Wenn der Bedarf an Netzkapazität jedoch zunimmt, kann dann, da das Netz physikalischen Grenzen hinsichtlich der Verfügbarkeit von Spektrum unterliegt, die Kapazität nur durch Verkleinerung der "Grundfläche" der Zelle erhöht werden, d. h. durch Zellenteilung oder Einsatz von sogenannten "Mikrozellen".
In einer Mikrozelle liegt die oder jede Antenne unter der durchschnittlichen Dachobergrenze. Die Ausbreitungscharakteristiken in solch einer Mikrozelle können in hohem Grade gerichtet sein, wobei zum Beispiel eine Ausbreitung entlang individueller Straßen vorgesehen ist.
In Mikrozellen und anderen kleinen Zellen werden auf Grund des verkleinerten Zellenversorgungsbereiches die Forderungen an das Softübergabesystem drückender, und insbesondere die Operationsgeschwindigkeit des Softübergabesystems muss erhöht werden.
Das Problem der kleinen Zellengrundfläche wird durch Mikrozellenausbreitungscharakteristiken verschlimmert, die effektiv dazu führen, dass Zellen sehr schnell "erscheinen" und "verschwinden", wenn eine Mobilstation zum Beispiel um Straßenecken wandert. Alle Zellularnetze sind so konstruiert, um signifikante Variationen im Signalpegel bewältigen zu können, wenn sich die Mobilstation bewegt (diese werden manchmal als "logarithmisch normale Variationen" bezeichnet), damit das Netz in der Lage ist, mit Funkschatten fertig zu werden. Jedoch können bei der Bewegung um Straßenecken in einer Mikrozellularumgebung Signalpegel um immerhin 30 dB ansteigen oder abfallen, welches Maß die logarithmisch normalen Variationen übersteigt, für deren Bewältigung herkömmliche Netze konzipiert sind.
In solchen Situationen würde die Mobilstation, die die Signalstärke für einen aktiven Satz von Nachbarzellen, die an der Softübergabe beteiligt sind, messen, mitteln und zurückmelden muss, Verarbeitungszeiten benötigen, die eine zuverlässige Operationszeit für eine erfolgreiche Übergabe überschreiten.
Wenn eine Mobilstation in der Mikrozellularumgebung um eine Ecke biegt, erscheint fast sofort eine neue Zelle, und die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignalpegel, die der dienenden Zelle (engl.: serving cell) zugeordnet sind, können einen ernsthaften Schwund erleiden, der zu einem Verlust einer zuverlässigen Kommunikationsverbindung zur Übergabesignalisierung oder zu einer Übertragung mit übermäßigen Sendeenergien (20 bis 30 dB) für eine lange Dauer führen könnte. Wenn berücksichtigt wird, dass eine große Anzahl von Mobilstationen gleichzeitig in solchen Übergabesituationen sein kann, könnte der Verlust an Netzkapazität auf Grund von übermäßig leistungsstarken Übertragungen gravierend sein.
Deshalb ist es wünschenswert, ein Softübergabesystem vorzusehen, das zu einer ausreichend schnellen Operation zum Einsatz in Mikrozellen oder anderen kleinen Zellen in der Lage ist.
WO-A-98/35511 offenbart ein Zellularkommunikationsnetz, von dem angenommen werden kann, dass es enthält: ein Verbindungsaufbaumittel, das bei einem Verbindungsaufbauprozess zum Aufbauen einer Verbindung für eine Mobilstation des Netzes betriebsfähig ist, um jeweilige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen der Mobilstation und einer ersten von einer Vielzahl von Basis-Transceiver-Stationen des Netzes zuzuordnen und die Mobilstation und wenigstens eine weitere Basis-Transceiver-Station von der genannten Vielzahl, die mit der ersten Basis-Transceiver-Station benachbart ist, mit Verbindungsaufbauinformationen zur Verwendung durch die Mobilstation und die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station zu versehen, um jeweilige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station und der Mobilstation zuzuordnen; und ein Übergabesteuermittel, das anfangs, bei Vollendung des Verbindungsaufbauprozesses, betriebsfähig ist, um die erste Basis-Transceiver-Station in einen aktiven Zustand zu versetzen, in dem ihre Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle in Gebrauch sind, und die oder jede weitere Basisstation in einen inaktiven Zustand zu versetzen, in dem der Abwärtsstreckenkanal der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station nicht in Gebrauch ist, welches Übergabesteuermittel auch betriebsfähig ist, wenn im Verlaufe der Verbindung bestimmt wird, dass die Mobilstation mit der oder einer der weiteren Basis-Transceiver-Stationen kommunizieren soll, um solche Verbindungsaufbauinformationen zu verwenden, die bei dem Verbindungsaufbauprozess vorgesehen wurden, um einen Wechsel jener weiteren Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand zu vollziehen. In diesem Netz überwacht die Mobilstation die Empfangssignalstärke von der gegenwärtig aktiven Basisstation, und sie sendet ein Übergabeaufforderungssignal, falls die Empfangssignalstärke unter ein vorbestimmtes Niveau fällt. Die inaktive Basisstation hat ihren Empfänger ständig in Betrieb, d. h., ihr Aufwärtsstreckenkanal für die Mobilstation ist in Gebrauch. Die inaktive Basisstation empfängt das Übergabeaufforderungssignal, schaltet ihren Sender ein und teilt der Netzinfrastruktur den Wechsel der gegenwärtig aktiven Basisstation in den aktiven Zustand mit.
EP-A-0369535 offenbart ein Zellularkommunikationsnetz, in dem die Entscheidung zur Übergabe in der gegenwärtig aktiven Basisstation getroffen wird, die dann eine Übergabeaufforderung an die geeignetste Nachbarzelle sendet, die zuvor gemeldet hat, dass sie einen verfügbaren Kanal hat.
Gemäß US 5682601 werden, wenn eine Kommunikationseinheit eine Betriebsaufforderung an einem ersten Standort ausgibt, Kommunikationsbetriebsmittel an Nachbarstandorten reserviert. Wenn sich die Kommunikationseinheit an einen zweiten Standort der Nachbarstandorte begibt, wird das reservierte Kommunikationsbetriebsmittel, das dem zweiten Standort zugeteilt war, der Kommunikationseinheit zugeordnet, ohne dass die Einheit ein Kommunikationsbetriebsmittel anfordern muss.
Ein Zellularkommunikationsnetz gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Übergabesteuermittel ein Basis-Transceiver-Stationsselektionsmittel umfasst, das in der Mobilstation vorgesehen ist und betriebsfähig ist, um eine einzelne Basis-Transceiver-Station zu identifizieren, die mit der Mobilstation kommunizieren soll, zu jeder Zeit im Verlaufe der Verbindung, wobei die Mobilstation betriebsfähig ist, um in eines oder mehrere durch sie gesendete Aufwärtsstreckensignale eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung aufzunehmen, die die einzelne Basis-Transceiver-Station identifiziert; dann, wenn eine Basis-Transceiver-Station in dem inaktiven Zustand ist, ihr Aufwärtsstreckenkanal für die Mobilstation nicht in Gebrauch ist, so dass die Aufwärtsstreckensignale, die solche Aufwärtsstreckensteuermitteilungen enthalten, nur durch eine Basis-Transceiver-Station empfangen werden, die gegenwärtig in dem aktiven Zustand ist und das Übergabesteuermittel ferner betriebsfähig ist, um dann, wenn die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung empfängt, die eine andere Basis-Transceiver-Station als die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station identifiziert, zu bewirken, dass die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station in den inaktiven Zustand wechselt, und zu bewirken, dass die identifizierte andere Basis-Transceiver-Station in den aktiven Zustand wechselt.
In solch einem Netz kann der Wechsel der dienenden BTS wünschenswert schnell erfolgen, da die erforderlichen Verbindungsaufbauinformationen für die neue BTS im Dienst während des Verbindungsaufbauprozesses im Voraus vorgesehen werden. Deshalb kann eine Kanalverhandlungssignalisierung mit der oder jeder weiteren BTS zu der Zeit des Verbindungsaufbaus ausgeführt werden, wodurch es leicht wird, die neue dienende BTS zu aktivieren, wenn ein Wechsel der BTS erforderlich ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Basis-Transceiver-Station zur Verwendung in einem Zellularkommunikationsnetz vorgesehen, die enthält: ein Verbindungsaufbauinformationsempfangsmittel, das bei einem Verbindungsaufbauprozess zum Aufbauen einer Verbindung zwischen dem Netz und einer Mobilstation des Netzes, die gegenwärtig durch eine andere Basis-Transceiver-Station des Netzes bedient wird, die mit der beanspruchten Basis-Transceiver-Station benachbart ist, betriebsfähig ist, um Verbindungsaufbauinformationen bezüglich der Verbindung zu empfangen, zur Verwendung durch die beanspruchte Basis-Transceiver-Station, um jeweilige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen ihr und der Mobilstation zuzuordnen; ein Verbindungsaufbauinformationsspeichermittel zum Speichern der empfangenen Verbindungsaufbauinformationen; und ein Übergabesteuermittel, das betriebsfähig ist, um anfangs, im Anschluss an die Vollendung des Verbindungsaufbauprozesses, die beanspruchte Basis-Transceiver-Station in einem inaktiven Zustand zu halten, in dem der Abwärtsstreckenkanal nicht in Gebrauch ist, und, wenn durch das Netz bestimmt wird, dass die Mobilstation mit der beanspruchten Basis-Transceiver-Station kommunizieren soll, die gespeicherten Verbindungsaufbauinformationen, die bei dem Verbindungsaufbauprozess empfangen wurden, zu verwenden, um die Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand zu versetzen, in dem ihre Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle in Gebrauch sind; gekennzeichnet durch: ein Aufwärtsstreckensteuermitteilungsempfangsmittel, das betriebsfähig ist, wenn die Basis-Transceiver-Station in dem aktiven Zustand ist, um in einem Aufwärtsstreckensignal, das durch die Mobilstation zu der Basis-Transceiver-Station gesendet wird, eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung zu detektieren, die eine einzelne Basis-Transceiver-Station des Netzes identifiziert, mit der die Mobilstation eine Kommunikation verlangt, wobei der Aufwärtsstreckenkanal für die Mobilstation in dem inaktiven Zustand nicht in Gebrauch ist, so dass solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung durch die beanspruchte Basis-Transceiver-Station nicht detektierbar ist, wenn sie in dem inaktiven Zustand ist; ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station, die durch die empfangene Aufwärtsstreckensteuermitteilung spezifiziert wird, mit der Identität seiner eigenen Basis-Transceiver-Station; ein Statussteuermittel zum Versetzen der Basis-Transceiver-Station von dem aktiven Zustand in den inaktiven Zustand, falls sich die Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station von der Identität der eigenen Basis-Transceiver-Station unterscheidet; und ein Meldemittel der neuen Basis-Transceiver-Station, das betriebsfähig ist, wenn sich die Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station von der Identität der eigenen Basis-Transceiver-Station unterscheidet, um einem Basisstationscontrollermittel des Netzes eine Mitteilung zu senden, die die Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station spezifiziert, so dass das Netz die verlangte Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand versetzen kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationsverfahren zur Verwendung in einem Zellularmobilkommunikationsnetz vorgesehen, mit den Schritten: Zuordnen, bei einem Verbindungsaufbauprozess zum Aufbauen einer Verbindung für eine Mobilstation des Netzes, von jeweiligen Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanälen zwischen der Mobilstation und einer ersten von einer Vielzahl von Basis-Transceiver-Stationen des Netzes und Versehen der Mobilstation und wenigstens einer weiteren Basis-Transceiver-Station von der genannten Vielzahl, welche weitere Basis-Transceiver-Station mit der ersten Basis-Transceiver-Station benachbart ist, mit Verbindungsaufbauinformationen zur Verwendung durch die Mobilstation und die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station, um jeweilige Aufwärtsstreckenkanäle und Abwärtsstreckenkanäle zwischen der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station und der Mobilstation zuzuordnen; Versetzen, anfangs, nach Vollendung des Verbindungsaufbauprozesses, der ersten Basis-Transceiver-Station in einen aktiven Zustand, in dem die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen ihr und der Mobilstation in Gebrauch sind, und Versetzen der oder jeder weiteren Basis-Transceiver-Station in einen inaktiven Zustand, in dem der Abwärtsstreckenkanal zwischen der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station und der Mobilstation nicht in Gebrauch ist; und, wenn im Verlaufe der Verbindung bestimmt wird, dass die Mobilstation mit der oder einer der weiteren Basis-Transceiver-Stationen kommunizieren soll, Verwenden solcher Verbindungsaufbauinformationen, die bei dem Verbindungsaufbauprozess vorgesehen wurden, um einen Wechsel jener weiteren Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand zu vollziehen; gekennzeichnet durch: Identifizieren, in der Mobilstation, einer einzelnen Basis-Transceiver-Station, die mit der Mobilstation kommunizieren soll, zu jeder Zeit im Verlaufe der Verbindung und Aufnehmen, in eines oder mehrere Aufwärtsstreckensignale, die durch die Mobilstation gesendet werden, einer Aufwärtsstreckensteuermitteilung, die die einzelne Basis-Transceiver-Station identifiziert, wobei der Aufwärtsstreckenkanal von jeder Basis-Transceiver-Station, die in dem inaktiven Zustand ist, nicht in Gebrauch ist, so dass die Aufwärtsstreckensignale, die solche Aufwärtsstreckensteuermitteilungen enthalten, nur durch eine Basis-Transceiver-Station empfangen werden, die gegenwärtig in dem aktiven Zustand ist; und, wenn die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung empfängt, die einen anderen Basis-Transceiver als die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station identifiziert, Versetzen der gegenwärtig aktiven Basis-Transceiver-Station in den inaktiven Zustand und der identifizierten anderen Basis-Transceiver-Station in den aktiven Zustand.
Beispielhaft wird nun Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:
1, die zuvor diskutiert wurde, Teile eines Zellularmobilkommunikationsnetzes gemäß IS95 zeigt;
2, die auch zuvor diskutiert wurde, eine schematische Ansicht zur Verwendung beim Erläutern der Verarbeitung von Aufwärtsstreckensignalen bei einer Softübergabeoperation zeigt, die durch das Netz von 1 ausgeführt wird;
3, die auch zuvor diskutiert wurde, eine schematische Ansicht zur Verwendung beim Erläutern der Verarbeitung von Abwärtsstreckensignalen bei solch einer Softübergabeoperation zeigt;
4, die auch zuvor diskutiert wurde, das Format eines Zeitrahmens in dem Netz von 1 zeigt;
5 eine Folge von Schritten bei der Softübergabeoperation des Netzes von 1 zeigt; und
6 eine Folge von Schritten bei einer Softübergabeoperation in einem Zellularkommunikationsnetz zeigt, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
7 Teile einer Mobilstation zeigt, die zur Verwendung in einem Zellularkommunikationsnetz ausgelegt ist, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
8 im Detail einen der Teile der Mobilstation von 7 zeigt;
9 Teile einer Basis-Transceiver-Station zeigt, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
10 im Detail einen Teil der Basis-Transceiver-Station von 9 zeigt;
11 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Zellularkommunikationsnetzes zeigt;
12 eine schematische Ansicht eines Zellularkommunikationsnetzes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bevor bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird nun unter Bezugnahme auf 5 zum besseren Verstehen der Erfindung eine herkömmliche Softübergabeoperation in einem Netz gemäß IS95 eingehend beschrieben. Bei dem Beispiel von 5 wird der Einfachheit halber angenommen, dass nur zwei Basisstationen BTS A und BTS B an der Softübergabeoperation beteiligt sind.
Anfangs (Schritt (i)), d. h., bevor die Mobilstation in eine Softübergaberegion gelangt, wird angenommen, dass die Mobilstation durch die BTS A bedient wird und jeweilige Vorwärts- und Rückwärtsverkehrskanäle hat, die ihr zur Kommunikation mit der BTS A zugeordnet sind.
Zu dieser Zeit misst die Mobilstation die Signalstärke einer Gemeinschaftssteuerkanal-CCCH-Sendung von der BTS (BTS B) in jeder Zelle einer vorbestimmten Gruppe von Zellen, die mit der Zelle der gegenwärtig dienenden BTS A benachbart sind. Mitteilungen über das Messen der Stärke, die die Resultate dieser Signalstärkemessungen liefern, werden über den der Mobilstation zugeteilten Aufwärtsstreckenverkehrskanal (Rückwärtsverkehrskanal) zu der gegenwärtig dienenden BTS A gesendet (Schritt (ii)).
Die Mitteilungen über das Messen der Stärke werden durch die gegenwärtig dienende Basisstation BTS A empfangen und an den BSC (6 in 1) weitergeleitet. In dem BSC wird auf der Basis der Mitteilungen auch die Entscheidung zum Initiieren einer Softübergabeoperation getroffen. Der BSC entscheidet auch, welche BTSs in den Satz von aktiven BTSs für eine Softübergabeoperation aufgenommen werden. Der BSC informiert dementsprechend die Netzkomponenten. Somit bestimmt der BSC, wie in 5 gezeigt, wenn er detektiert, dass die Signalstärke des CCCH (Pilot-"B"-Stärke) der Basisstation BTS B, wie sie an der Mobilstation empfangen wird, eine Schwelle T_ADD überschreitet, einen aktiven Satz zu Übergabezwecken zu bilden, der aus der BTS A und der BTS B besteht, und er informiert beide BTSs entsprechend. Jeweilige Vorwärts- und Rückwärtsverkehrskanäle zwischen der MS und der BTS B werden zu dieser Zeit zugeordnet.
Bei Schritt (iii) beginnt die BTS B mit der Verkehrssendung in der Abwärtsstreckenrichtung (über den Vorwärtsverkehrskanal) zu der Mobilstation. Von diesem Punkt an werden alle Abwärtsstreckenkommunikationen zu der Mobilstation durch beide Basisstationen des aktiven Satzes ausgeführt. Ähnlich wird jede Aufwärtsstreckenkommunikation von der Mobilstation durch beide Basisstationen empfangen und verarbeitet. Der Rückwärtsverkehrskanal für die BTS B ist derselbe Kanal wie der Rückwärtsverkehrskanal für die BTS A, um die Schaltungsanordnung des Senders in der MS einfacher zu halten.
Somit senden bei den Schritten (iv) und (v) die jeweiligen Basisstationen BTS A und BTS B eine Übergabeanweisungsmitteilung über ihre jeweiligen Vorwärtsverkehrskanäle an die Mobilstation. Gemäß dieser Übergabeanweisungsmitteilung "erfasst" die Mobilstation die Basisstation BTS B, und sie verwendet die Abwärtsstreckensignale von den beiden Basisstationen BTS A und BTS B, um Verkehr von dem Netz zu empfangen. Die Übergabeanweisung teilt der Mobilstation mit, in den "Softübergabemodus" einzutreten. Die Übergabeanweisungsmitteilung enthält Informationen, die den "aktiven Satz" der BTSs für die Softübergabe identifizieren. Zum Beispiel enthält die Mitteilung Parameter, die die Vorwärtsverkehrskanäle identifizieren (d. h. den Verkehrskanal "A", den Verkehrskanal "B", etc.), die der Mobilstation zugeteilt sind. Die Parameter ermöglichen es, dass die Mobilstation in diesem Fall den Verkehrskanal "B" erfasst und mit ihm synchron ist. Die Mobilstation aktiviert ihre Schaltungsanordnung zum Empfangen des Kanals B.
Bei den Schritten (vi) und (vii) sendet die Mobilstation jeweilig eine Übergabeanweisungsmitteilung über den Rückwärtsverkehrskanal an die BTS A und die BTS B. Diese Mitteilung bestätigt, dass die Mobilstation in den Softübergabemodus eingetreten ist. Bei Schritt (viii) nimmt die Mobilstation das Senden und Empfangen von Datenverkehr wieder auf.
Von diesem Punkt an ist die Mobilstation in der Softübergabe. Während der Softübergabeperiode, in der die Mobilstation sowohl mit der BTS A als auch mit der BTS B kommuniziert, erfolgt eine ständige Überwachung und Mitteilung der Signalstärken der BTSs (A und B) des aktiven Satzes. Zusätzlich misst und meldet die Mobilstation kontinuierlich die Signalstärken von jeder verbliebenen definierten Nachbarzelle, die nicht in dem aktiven Satz ist. Die Mitteilungen der Signalstärke werden über den Rückwärtsverkehrskanal in Form von Pilotstärkemessmitteilungen an jede Basisstation des aktiven Satzes gesendet (Schritte (ix) und (x)).
Die Pilotstärkemessmitteilungen werden durch die empfangenden BTSs des aktiven Satzes an den BSC weitergeleitet, der die Mitteilungen verwendet, um zu entscheiden, wann die Softübergabeoperation zu beenden ist. Zu dieser Zeit (Schritte (xi) und (xii)) senden beide aktiven BTSs über ihre jeweiligen Vorwärtsverkehrskanäle eine Übergabeanweisungsmitteilung, wie zum Beispiel eine Instruktion an die Mobilstation, die BTS A aufzugeben.
Bei Schritt (xiii) sendet die Mobilstation als Antwort auf die empfangene Übergabeanweisungsmitteilung über ihren Rückwärtsverkehrskanal eine Übergabevollzugsmitteilung. Als Reaktion darauf beendet die BTS A das Senden über ihren Vorwärtsverkehrskanal an die Mobilstation.
Die Übergabevollzugsmitteilung wird auch über den Rückwärtsverkehrskanal durch die neue dienende Basisstation BTS B empfangen (Schritt (xiv)).
Die Softübergabeprozedur von 5 weist bei Anwendung auf Mikrozellen und andere kleine Zellen eine Anzahl von Problemen auf.
1. Signalstärkemessung vor der Softübergabe
In dem Zustand vor der Softübergabe muss die Mobilstation die Signalstärke des CCCH von jeder Zelle, die mit der gegenwärtigen Zelle benachbart ist, kontinuierlich messen. Gewöhnlich definiert das Netz die Gruppe von Nachbarzellen für jede gegebene gegenwärtig dienende Zelle. Die Mobilstation muss die Signalstärke von jeder so definierten Nachbarzelle überwachen. Diese Messungen erfordern das Erfassen des Zellen-CCCH (Pilotkanals), um die ursprüngliche BTS zu identifizieren. Ferner ist es erforderlich, die Messungen über eine Anzahl von Rahmen hinweg zu mitteln, so dass die Signalschwankungen, die durch den Rayleigh-Schwund und (in gewissem Maße) den logarithmisch normalen Schwund (Abschattung) verursacht werden, beseitigt werden.
Die Messperiode in GSM-Netzen beträgt typischerweise 480 ms, und die Übergabe kann bis zu 4 Sekunden dauern.
Obwohl in einer Makrozellularumgebung eine Verzögerung bei der Übergabe von 4 Sekunden akzeptabel sein kann, herrscht die Meinung, dass in einer Mikrozellularumgebung der Messprozess eine durchschnittliche Zeit von zu langer Dauer in Anspruch nimmt, besonders wenn eine große Anzahl von definierten Nachbarzellen zu überwachen ist.
2. Signalstärkemessmitteilungen für Nachbarzellen vor der Softübergabe
Das Melden der Messungen bei dem obigen Punkt 1 erfolgt unter Verwendung des dedizierten physikalischen Steuerkanals DPCCH oder des dedizierten physikalischen Datenkanals DPDCH. In jedem Fall müssen die Mitteilungen generell geschützt (d. h. mit Fehlerdetektions-/-korrekturcodes codiert) und/oder verschachtelt werden (gewöhnlich mehr als Sprachbetrieb), so dass der korrekte Empfang auch unter Bedingungen eines niedrigen Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) garantiert ist, die gewöhnlich am Zellenrand herrschen. Das Decodieren der Mitteilungen führt dann zu einer Verzögerung mit einer Dauer von wenigstens einem Rahmen (z. B. 10 ms), und falls die Mitteilungen über mehrere Rahmen hinweg verschachtelt wer den, kommt es zu weiteren Verzögerungen, bevor eine BTS eine komplette Stärkemessmitteilung empfangen kann.
Übrigens braucht die Mobilstation nicht hinsichtlich all der definierten Nachbarzellen dem Netz Meldung zu erstatten. Zum Beispiel muss die Mobilstation in GSM-Netzen Messungen für bis zu 12 definierte Nachbarzellen ausführen, braucht aber nur über sechs von ihnen zu berichten. Dennoch können die Verzögerungen, die mit den Meldungen verbunden sind, für Mikrozellularumgebungen unangemessen groß sein.
3. Signalisierung vor der Softübergabe zwischen der dienenden BTS (BTS A) und der MS
Die Mobilstation muss dennoch eine Übergabesignalisierung mit der dienenden BTS austauschen (Schritte (iv) und (vi)). Solch eine Signalisierung führt unvermeidlich zu Latenz. Darüber hinaus kann bei einem "Straßeneckeneffekt" in der Mikrozellularumgebung, wo die dienende Zelle unter einem Abschattungsschwund von mehr als 20 dB leidet, eine hohe Sendeenergie sowohl in den Aufwärtsstrecken- als auch Abwärtsstreckenrichtungen erforderlich sein. Diese hohen Sendeenergien führen bestenfalls zu einem spürbaren Kapazitätsverlust. Im schlimmsten Fall kann es zu einem Verlust der gesamten Kommunikationsverbindung zwischen dem Netz und der Mobilstation (d. h. zu einer zusammengebrochenen Verbindung) kommen.
4. Signalisierung vor der Softübergabe zwischen der potentiellen neuen BTS (BTS B) und der MS
Bevor die Kommunikation mit der BTS B beginnen kann, ist eine Kanalverhandlungssignalisierung erforderlich. Diese Signalisierung führt zu einer weiteren Verzögerung im Übergabeprozess. Da die Mobilstation zu dieser Zeit hinsichtlich der Energie durch die BTS A gesteuert wird, kann die Sendeenergie für die Signalisierung mit der BTS B weit über das Maß hinausgehen, das zum korrekten Decodieren benötigt wird, woraus ein weiterer Kapazitätsverlust resultiert.
5. Messungen der Signalstärke von Nachbarzellen und Mitteilungen während der Softübergabeperiode
Während der Softübergabeperiode ist das kontinuierliche Überwachen und Melden der aktiven und verbleibenden definierten Nachbarzellen in der Mobilstation erforderlich. Bei Mikrozellen und anderen kleinen Zellen kann die Übergaberegion einen kleinen Bereich einnehmen, so dass die Signalstärkemessungen und Meldungen möglicherweise nicht effektiv sind.
6. Signalisierung nach der Softübergabe zwischen der ehemaligen dienenden BTS (BTS A) und der MS
Die erforderliche Signalisierung nach der Übergabe mit der ehemaligen dienenden BTS (BTS A) kann in einer Mikrozellularumgebung möglicherweise erfolglos sein, falls die Mobilstation unter der Energiesteuerung von der neuen dienenden Zelle B steht. Um die Übergabevollzugsmitteilung an die BTS A zu senden, kann eine übermäßige Sendeenergie nötig sein, die zu einem weiteren Kapazitätsverlust führen kann.
7. Signalisierung vor und nach der Softübergabe im Festnetz
Obwohl die Signalisierung vor und nach der Übergabe im Festnetz keinen Overhead für die Luftschnittstelle darstellt, führt sie dennoch zu weiteren Verzögerungen im Übergabeprozess. Der akkumulierte Effekt der Festnetzverzögerungen und der Luftschnittstellenverzögerungen kann so sein, dass der Übergabeprozess für Mikrozellen und andere kleine Zellen unzweckmäßig wird. Um die notwendige Signalisierung im Festnetz zu reduzieren, müssen des Weiteren Schwellen und eine Übergabehysterese zum Einsatz kommen (um den "Pingpong"-Effekt des fortwährenden BTS-Wechsels zu reduzieren), wobei diese Maßnahmen selbst zu einem spürbaren Verlust der Gesamtleistung führen können.
8. Festnetz-Backhaul
Die herkömmlichen Softübergabetechniken erfordern eine ständige Kommunikation mit einer Anzahl von Zellen, was zu signifikanten Backhaul-Erfordernissen im Festnetz führt.
Eine Softübergabeprozedur in einem Zellularkommunikationsnetz, das die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die Prozedur von 6 ist besonders zum Einsatz in einer Mikrozellularumgebung geeignet.
Ein erster Unterschied zwischen der Prozedur von 6 und der herkömmlichen Prozedur von 5 liegt darin, dass dann, sobald eine Verbindung für eine besondere MS aufgebaut worden ist, die MS kontinuierlich in einem Softübergabemodus mit einer gegenwärtig am besten dienenden Zelle, d. h. einer Best-Server-Zelle, und einem bevorzugten Satz von Nachbarzellen arbeitet. Wenn daher bei der Prozedur von 6 eine Verbindung aufgebaut wird (die Verbindung kann die MS als Ursprung haben oder an der MS beendet werden), baut das Netz die Verbindung im Softübergabemodus mit dem bevorzugten Satz von Nachbarzellen sowie mit der gegenwärtig am besten dienenden Zelle auf.
Im Falle der gegenwärtig am besten dienenden Zelle (Zelle A) werden wie bei dem herkömmlichen Verbindungsaufbauprozess jeweilige Vorwärts- und Rückwärtsverkehrskanäle TCH zwischen dem Basisstationscontroller BSC und der Basisstation BTS A und zwischen der Basisstation BTS A und der Mobilstation MS zugeordnet (Schritt 1).
Bei Schritt 2 informiert das Netz (BSC) jedoch als weiteren Teil des Verbindungsaufbauprozesses die verbleibenden Zellen des bevorzugten Satzes (in diesem Fall die Zelle B) über die Verbindung, die mit der Mobilstation aufgebaut worden ist. Die Informationen, die an die Zellen des bevorzugten Satzes gesendet werden, enthalten alle Informationen (wie etwa die Dienstrate, die Kanalisierungscodes, etc.), die für den Verbindungsaufbau benötigt werden.
Des Weiteren ist es möglich, wie es später eingehender beschrieben ist, einen besonderen Satz von Kanalisierungs- und Verscrambelungscodes jeder Mobilstation zuzuteilen, welcher Satz auf die betreffende Mobilstation anwendbar ist, wo immer sie sich in dem Mikrozellularnetz befinden mag. Dies ist in dem vorgeschlagenen europäischen Breitband-CDMA-(W-CDMA)-System (UTRA) möglich, da in dem UTRA jede BTS eine Anzahl von Verscrambelungscodes haben kann. Da in diesem Fall der Satz der Kanalisierungs- und Verscrambelungscodes, der irgendeiner besonderen Mobilstation zugeteilt wird, dem Netz im Voraus bekannt ist, kann die Menge an Informationen, die zwischen der Mobilstation und dem Netz zu der Zeit des Verbindungsaufbaus übertragen werden muss, signifikant reduziert werden, wodurch die Latenz reduziert wird, die mit dem Verbindungsaufbauprozess zusammenhängt.
Bei Schritt 3 überträgt das Netz zu der gegenwärtig am besten dienenden Zelle A eine Liste (die "Liste der aktiven Zellen") mit den Zellen des bevorzugten Satzes von Nachbarzellen (d. h., mit den Zellen, die an der Softübergabeoperation zu beteiligen sind) – in diesem Fall nur mit der Zelle B. Hinsichtlich jeder so beteiligten Zelle teilt das Netz der am besten dienenden Zelle A die Informationen mit, wie etwa die Verscrambelungscodes, die für die Kommunikation mit jeder verbleibenden Zelle des aktiven Satzes erforderlich sind.
Die gegenwärtig am besten dienende Zelle A leitet die Liste der aktiven Zellen und die zugeordneten Informationen an die Mobilstation weiter, die die Liste und die Informationen empfängt und speichert. Falls der Mobilstation derselbe Satz von Kanalisierungs- und Verscrambelungscodes zur Verwendung in dem gesamten Mikrozellularnetz zugeteilt wird, wird die Menge an Informationen, die bei Schritt 3 übertragen werden muss, wieder signifikant reduziert.
Nachdem die Verbindung auf diese Weise aufgebaut worden ist (Schritt 4), arbeitet die Mobilstation in einem "modifizierten" Softübergabemodus mit der gegenwärtig am besten dienenden Zelle und den Zellen des bevorzugten Satzes. Dieser modifizierte Softübergabemodus unterscheidet sich von dem Softübergabemodus von 5 darin, dass anfangs nur die gegenwärtig am besten dienende Zelle (Zelle A) mit der Mobilstation kommuniziert. Die übrigen Zellen (Zelle B) senden oder empfangen anfangs keine Informationen von der Mobilstation, bis sie von dem Netz die Mitteilung erhalten, dass sie das tun sollen. Somit können diese verbleibenden Zellen als "inaktive" Zellen bezeichnet werden.
Die Mobilstation, die nur mit der einen am besten dienenden Zelle (Zelle A) kommuniziert, überwacht kontinuierlich einen CCCH (wie beispielsweise den Sendesteuerkanal BCCH oder den Synchronisationskanal SCH) von all den gegenwärtig inaktiven Zellen, die an der Übergabeoperation beteiligt sind (d. h. von Zelle B). Zum Beispiel kann die Empfangssignalstärke (RSS) des CCCH gemessen werden. In jeder Überwachungsperiode (die ein Rahmen oder auch ein Zeitschlitz innerhalb eines Rahmens sein kann) selektiert die Mobilstation die am besten dienende Zelle auf der Basis der Messungen, die in der vorhergehenden Überwachungsperiode erfolgten. Bei Schritt 5 selektiert die Mobilstation zum Beispiel noch die Zelle A als die am besten dienende Zelle, und sie sendet eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung (UCM) über einen dedizierten Rückwärtssteuerkanal DCCH (z. B. den dedizierten physikalischen Steuerkanal DPCCH in einem UTRA-System, wie in 6 gezeigt). Diese Aufwärtsstreckensteu ermitteilung identifiziert die am besten dienende Zelle, die durch die Mobilstation selektiert wurde.
Die Aufwärtsstreckensteuermitteilung UCM, die die am besten dienende Zelle identifiziert, ist vorzugsweise verschachtelt und/oder codiert, um ihren Informationsinhalt zu schützen.
An einem gewissen Punkt während der Operation in dem modifizierten Softübergabemodus selektiert die Mobilstation eine der inaktiven Zellen als neue am besten dienende Zelle. Somit identifiziert bei Schritt 7 bei diesem Beispiel die Mobilstation die inaktive Zelle B als die neue am besten dienende Zelle. Eine UCM, die die Identität der Zelle B liefert, wird dann über den Rückwärts-DPCCH zu der existierenden am besten dienenden Zelle A gesendet.
In der existierenden am besten dienenden Zelle A wird die Identität der neuen am besten dienenden Zelle, die durch die UCM geliefert wird, mit der zelleneigenen Identität verglichen. Falls sie sich unterscheidet, sendet die existierende am besten dienende Zelle eine Mitteilung mit der neuen am besten dienenden Zelle (NSM) an den BSC, um ihm die Identität der neuen am besten dienenden Zelle zu melden. Optional sendet die existierende am besten dienende Zelle A auch eine Abwärtsstreckensteuermitteilung an die Mobilstation, um zu bestätigen, dass die Mobilstation damit rechnen muss, den nächsten Rahmen von der neuen am besten dienenden Zelle B zu empfangen. Die Zelle A wechselt dann von dem aktiven Zustand in den inaktiven Zustand. Von nun an überwacht die Mobilstation den CCCH der inaktiven Zelle A.
Bei Schritt 8 sendet der BSC an die Zelle B eine Mitteilung des aktiven Status (ASM), die darüber informiert, dass sie die neue am besten dienende Zelle für die betreffende Mobilstation ist. An die Zelle B wird deshalb der nächste Abwärtsstreckenrahmen zum Senden an die Mobilstation weitergeleitet. Dieser Rahmen wird nicht an die ehemalige am besten dienende Zelle A geleitet, die nun im inaktiven Zustand ist (also nicht mit der Mobilstation kommuniziert).
Als vorteilhaft wird empfunden, dass dadurch, dass die gesamten Mobilstationsinformationen allen Zellen des bevorzugten Satzes (anfangs inaktiven Zellen) zu der Zeit des Verbindungsaufbaus zugeführt wurden, die erforderliche Mitteilungsübermittlung zur Übergabe minimal ist. Dadurch ist es möglich, eine neue am besten dienende Zelle in einem Rahmen zu identifizieren und für den nächsten Rahmen die Umschaltung auf jene Zelle zu vollziehen. Solch ein Umschalten ist auch dann möglich, wenn ein verschiedener Satz von Kanalisierungs- und Verscrambelungscodes für die Mobilstation gilt, wenn sie mit der nächsten am besten dienenden Zelle kommuniziert.
Die Operation wird mit der Mobilstation fortgesetzt (Schritt 9), die mit der identifizierten am besten dienenden Zelle B kommuniziert.
Da die Energiebudget-Übergabe auf den Sendeenergien des Gemeinschaftssteuerkanals CCCH basiert, sendet die neue Zelle B anfangs mit derselben Energieeinstellung (Differenz zwischen dem CCCH-Energieniveau und dem Vorwärtsverkehrskanal-TCH-Energieniveau) wie die ehemalige am besten dienende Zelle A. Die Mobilstation steht natürlich jetzt unter der Energiesteuerung von der neuen Zelle.
Die schnelle Erfassung der Mobilstation oder der neuen am besten dienenden BTS ist nicht problematisch, da die Zellen in einer Mikrozellularumgebung sehr klein sind, und die Verzögerungsdifferenz zwischen den verschiedenen BTSs, die an der Softübergabe beteiligt sind, ist minimal (kleiner als eine Chipperiode).
Der modifizierte Softübergabemodus dauert an, bis die Verbindung bei Schritt 10 beendet ist oder an eine verschie dene Schicht übergeben ist (zum Beispiel könnte die Steuerung von der Mikrozelle an eine "Pikozelle" mit einer verschiedenen Frequenz übertragen werden).
Die Prozedur von 6 bietet die folgenden Vorteile gegenüber der Prozedur von 5.
1. Schnellere Signalstärkemessungen bei Nachbarzellen
Anders als bei der Prozedur von 5, die eine lange Zeit zur Mittelung vor der Zellenselektion erfordert, kann die Selektion der neuen am besten dienenden Zelle bei der Prozedur von 6 in jedem Rahmen ausgeführt werden. Die Fähigkeit zum Aufspüren des schnellen Schwundes ist in Mikrozellen besonders wünschenswert, bei denen die schnell schwindenden Nullen immerhin 20 Wellenlängen entfernt sein können. Daher kann die Prozedur von 6 eine Abschattung in der Mikrozellularumgebung adäquat bewältigen.
2. Vermeiden von Signalstärkemessmitteilungen für Nachbarzellen
Bei der Prozedur von 6 erfolgt die Zellenselektion in der Mobilstation. Die Mobilstation braucht nur die Identität der selektierten am besten dienenden Zelle zu senden. Zum Beispiel kann ein Vier-Bit-Wort (drei Bits mit einem Paritätsprüfbit) verwendet werden, um eine Auswahl unter bis zu acht verschiedenen Zellen zu treffen. Dies stellt einen weit geringeren Overhead dar als bei den Messmeldungen der Nachbarzellen bei der Prozedur von 5. Zusätzlich wird die Latenz weiter reduziert, da die Mitteilung, die die am besten dienende Zelle identifiziert und kurz ist, nicht über eine Anzahl von Rahmen hinweg verschachtelt werden muss, wie im Falle der Mitteilungen von
5.
3. Reduzierte Signalisierung vor der Softübergabe zwischen der existierenden am besten dienenden Zelle und der Mobilstation
Die einzige Signalisierung, die zwischen der gegenwärtig am besten dienenden Zelle und der Mobilstation erforderlich ist, betrifft die laufenden UCMs (Zellenselektionsmitteilungen), die die am besten dienende Zelle identifizieren. Nach dem Identifizieren einer neuen am besten dienenden Zelle durch die Mobilstation ist eine kurze Zellenselektionsmitteilung (z. B. ein Vier-Bit-Wort) für die Übergabe erforderlich.
4. Vermeiden der Signalisierung vor der Softübergabe zwischen der neuen am besten dienenden Zelle und der Mobilstation
Da die neue am besten dienende BTS über alle erforderlichen Kanalzuordnungsinformationen und andere Informationen verfügt, die der existierenden Verbindung der Mobilstation zugeteilt sind, und der Mobilstation bereits alle Details der BTSs in der Liste der aktiven Zellen mitgeteilt worden sind, ist eine zusätzliche Signalisierung zwischen der Mobilstation und der neuen am besten dienenden BTS nicht nötig, wenn die neue am besten dienende BTS selektiert wird.
5. Signalstärkemessungen bei Nachbarzellen und Benachrichtigung
Bei der Softübergabeprozedur von 5 erfordern die Signalstärkemessungen das Mitteln über mehrere Rahmen hinweg, wodurch die Selektion der neuen am besten dienenden Zelle verzögert wird. Auch die Messmeldungen, die relativ lang sind und eine Datengenauigkeit erfordern, müssen codiert und/oder verschachtelt werden, wodurch eine weitere Latenz eingeschleppt wird. Diese Probleme werden in der Prozedur von 6 aus den oben unter (1) und (2) angegebenen Gründen eliminiert.
6. Vermeiden der Signalisierung nach der Softübergabe zwischen der ehemaligen am besten dienenden Zelle und der Mobilstation
Anders als die Softübergabeprozedur von 5 erfordert die Prozedur von 6 keine Übergabevollzugsmitteilungen, und keine Signalisierung ist zwischen der Mobilstation und der ehemaligen am besten dienenden Zelle erforderlich.
7. Reduzierte Signalisierung im Festnetz
Die Signalisierungserfordernisse im Festnetz sind minimal, besonders in dem Fall, wenn derselbe BSC allen aktiven BTSs dient, die an der Softübergabeoperation beteiligt sind. Sobald der BSC (durch die gegenwärtig am besten dienende Zelle) über die Identität der nächsten am besten dienenden Zelle informiert ist, wird der nächste Abwärtsstreckensenderahmen (oder möglicherweise der Zeitschlitz) an die geeignete BTS gesendet, wobei die Sende- und Empfangssequenzen getriggert werden.
8. Reduziertes Festnetz-Backhaul
Die Softübergabeprozedur von 5 erfordert eine ständige Kommunikation mit einer Anzahl von Zellen, was zu übermäßigen Backhaul-Erfordernissen im Festnetz führt. Im Vergleich dazu reduziert die Softübergabeprozedur von 6 den Netz-Backhaul beträchtlich.
Als vorteilhaft wird empfunden, dass die kontinuierliche Aufwärtsstreckensignalisierung (UCMs), die zur Identifizierung der am besten dienenden Zelle bei der Prozedur von 6 erforderlich ist, die Aufwärtsstreckenkapazität des Netzes reduzieren wird. Der Grad des Kapazitätsverlustes hängt von den Diensten ab, die in dem Netz aktiv sind. Jedoch sind die meisten schaltvermittelten Dienste, wie etwa Sprache und Video, in der Abwärtsstreckenkapazität begrenzt. Daher wird allgemein erwartet, dass die Prozedur von 6 insgesamt zu einem Kapazitätsgewinn in dem Netz führt.
7 zeigt Teile einer Mobilstation zur Verwendung in einer Ausführungsform der Erfindung. Die Mobilstation 20 hat einen Antennenabschnitt 22, der (z. B. über einen Duplexer – nicht gezeigt) mit einem Empfangsabschnitt 24 und einem Sendeabschnitt 26 verbunden ist. Die Mobilstation 40 enthält auch einen Softübergabesteuerabschnitt 28, der von dem Empfangsabschnitt 24 ein Abwärtsstreckensignal DS von der oder jeder BTS empfängt, mit der die MS 20 gegenwärtig kommuniziert. Der Softübergabesteuerabschnitt 28 wendet auch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung UCM auf den Sendeabschnitt 26 an.
Ein Beispiel für die Struktur des Softübergabesteuerabschnittes 28 in der Mobilstation von 7 ist in 8 gezeigt.
In 8 umfasst der Softübergabesteuerabschnitt 28 eine Signalstärkemesssektion 281, eine Best-Server-Selektionssektion 282, eine Mitteilungssektion 283, eine Verwaltungssektion der Liste der aktiven Zellen 284 und einen Speicherabschnitt der Liste der aktiven Zellen 285.
Bei Schritt 3 der Prozedur von 6 empfängt die Mobilstation von der gegenwärtig dienenden BTS (BTS A) die Liste der aktiven Zellen und ihre zugeordneten Parameter. Diese Informationen werden in einem der Abwärtsstreckensignale, die durch die Mobilstation von der BTS A empfangen werden, durch die Verwaltungssektion der Liste der aktiven Zellen 284 detektiert und in dem Speicherabschnitt der Liste der aktiven Zellen 285 gespeichert.
Bei den Schritten 4 bis 9 der Prozedur von 6 wird, wenn die Mobilstation in dem modifizierten Softübergabemodus arbeitet, der Signalstärkemesssektion 281 durch die Verwaltungssektion der Liste der aktiven Zellen 284 die Identität jeder Zelle in der Aktivliste zugeführt, die in dem Speicherabschnitt der Liste der aktiven Zellen gespeichert ist. Für jede derartige aktive Zelle führt die Signalstärkemesssektion 281 eine Messung der Empfangssignalstärke RSS des CCCH der betreffenden aktiven Zelle aus. Die Messung kann zum Beispiel über einen Rahmen oder über einen Teil eines Rahmens wie beispielsweise einen Zeitschlitz hinweg ausgeführt werden.
Das resultierende empfangene Signalstärkemaß RSSi für jede der aktiven Zellen (hierbei ist i die Nummer der Zelle in dem aktiven Satz) wird von der Signalstärkemesssektion 281 der Best-Server-Selektionssektion 282 zugeführt, die die RSS-Maße für die verschiedenen aktiven Zellen vergleicht und bestimmt, welche der aktiven Zellen gegenwärtig die am besten dienende Zelle, d. h. die Best-Server-Zelle ist.
Die Identität ID_BS der bestimmten Best-Server-Zelle wird dann durch die Best-Server-Selektionssektion 282 der Mitteilungssektion 283 zugeführt. Die Mitteilungssektion 283 formuliert eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung zum Senden durch den Sendeabschnitt 26 in der Mobilstation 20 an die gegenwärtige Best-Server-Zelle. Diese Aufwärtsstreckensteuermitteilung kann bei Bedarf codiert und/oder verschachtelt werden, um die Datenübertragungsintegrität zu verbessern.
Als vorteilhaft wird empfunden, dass die Selektion des Best-Servers nicht auf einem RSS-Maß basieren muss. Alternativ würde es möglich sein, die Selektion auf irgendeinem anderen Maß basieren zu lassen, wie beispielsweise dem Signal-Stör-Verhältnis (SIR) von jeder aktiven Zelle, oder auf einer Kombination von verschiedenen Maßen (z. B. RSS und SIR).
Es würde auch möglich sein, wenn die Signalstärkemesssektion 281 einen Speicherabschnitt enthält, der es ihr ermöglicht, einen vergangenen Verlauf der RSS- (und/oder SIR-)-Maße für die verschiedenen BTSs in dem aktiven Satz zu speichern. In diesem Fall könnte die Best-Server-Selektionssektion 282 eine intelligentere Beschlussfassung in Bezug auf die Best-Server-Selektion anwenden, um unerwünschte Effekte, die durch temporäre Empfangserscheinungen oder andere Probleme verursacht werden, die durch zu häufiges Wechseln herbeigeführt werden, der BTS-Selektion zu vermeiden
Wenn eine neue Best-Server-Zelle durch die Best-Server-Selektionssektion 282 selektiert wird, sucht der Verwaltungsabschnitt der Liste der aktiven Zellen 284 aus dem Speicherabschnitt der Liste der aktiven Zellen 285 die Verbindungsaufbauinformationen heraus, die für die neue Best-Server-Zelle gelten, wie sie früher zu der Zeit des Verbindungsaufbaus empfangen wurden. Dadurch kann die Mobilstation die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zur Kommunikation mit der neuen Best-Server-Zelle sehr schnell aktivieren, ohne dass eine Kanalverhandlung etc. nötig ist.
9 ist ein Blockdiagramm, das Teile einer BTS 30 zur Verwendung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die BTS 30 ist speziell zum Empfangen und Verarbeiten der Verbindungsaufbauinformationen von Schritt 2 der Prozedur von 6 und der Aufwärtsstreckensteuermitteilung UCM ausgelegt, die durch die MS 20 bei den Schritten 5, 7 und 9 der Prozedur von 6 gesendet wird.
Ein Antennenelement 32 ist (z. B. über einen Duplexer – nicht gezeigt) mit einem Empfangsabschnitt 34 und einem Sendeabschnitt 36 verbunden. Ein Softübergabesteuerabschnitt 38 empfängt Aufwärtsstreckensignale US von dem Empfangsabschnitt 34 und leitet die empfangenen Aufwärtsstreckensignale US (oder davon abgeleitete Signale) an das Festnetz 5 zur Übertragung zu dem BSC weiter. Der Softübergabesteuerabschnitt 38 empfängt auch Abwärtsstreckensignale DS von dem BSC und leitet die empfangenen Abwärtsstreckensignale DS (oder davon abgeleitete Signale) selektiv an den Sendeabschnitt 36 zur Übertragung zu Mobilstationen in dem durch die BTS 30 versorgten Zellenbereich weiter.
10 zeigt ein Beispiel für die Struktur des Softübergabesteuerabschnittes 38 in 9.
Der Softübergabesteuerabschnitt 38 umfasst eine Weiterleitungssteuersektion 381 mit einem Abwärtsstreckenabschnitt 382 und einem Aufwärtsstreckenabschnitt 383, eine Verbindungsaufbauinformationsverarbeitungssektion 384, eine Verbindungsaufbauinformationsspeichersektion 385, eine Aufwärtsstreckensteuermitteilungsverarbeitungssektion 386, eine Best-Server-Vergleichssektion 387, eine Steuersektion des aktiven/inaktiven Status 388 und eine Meldesektion des neuen Best-Servers 389.
Wie zuvor beschrieben, ist beim Aufbau einer Verbindung nicht nur die gegenwärtig dienende Zelle (Zelle A) an dem Verbindungsaufbauprozess beteiligt, sondern auch jede Nachbarzelle in dem vorbestimmten aktiven Satz von Zellen (Zelle B). Falls somit die BTS 30 die BTS von solch einer Nachbarzelle ist, empfängt bei Schritt 2 der Prozedur von 6 die Verbindungsaufbauinformationsverarbeitungssektion 384 der BTS von dem BSC Verbindungsaufbauinformationen für die Verbindung, die gerade aufgebaut wird. Die Verbindungsaufbauinformationen könnten in diesem Stadium in der inaktiven BTS zu Funkbetriebsmittelsteuerzwecken und anderen statistischen Zwecken verwendet werden, wobei sie sonst aber einfach in der Verbindungsaufbauinformationsspeichersektion 385 für eine mögliche spätere Verwendung gespeichert werden.
Im Anschluss an das Speichern der Verbindungsaufbauinformationen versetzt die Steuersektion des aktiven/inaktiven Status 388 die BTS in den inaktiven Zustand. In diesem Zustand sind der Mobilstation in der BTS keine Sende- oder Empfangsbetriebsmittel zugeordnet.
Falls die BTS 30 die BTS der gegenwärtig dienenden Zelle ist, bewirkt bei Schritt 3 der Prozedur von 6, wenn eine Verbindung aufgebaut wird (Zelle A), die Verbindungsaufbauinformationsverarbeitungssektion 384, dass die Liste der aktiven Zellen und die zugeordneten Parameter, die von dem BSC empfangen werden, über die Weiterleitungssteuersektion 381 an den Sendeabschnitt 36 zum Senden an die Mobilstation weitergeleitet werden.
Wenn die BTS 30 in dem aktiven Zustand ist, überwacht die Aufwärtsstreckensteuermitteilungsverarbeitungssektion 386 den Rückwärts-DCCH von der Mobilstation und detektiert, wenn eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung UCM darin enthalten ist. Wenn solch eine UCM detektiert wird, verarbeitet die Aufwärtsstreckensteuermitteilungsverarbeitungssektion die Mitteilung, um daraus die Identität ID_BS der Best-Server-Zelle abzuleiten, die durch die Mobilstation identifiziert wird. Die Best-Server-Identität ID_BS wird mit der BTS-eigenen ID verglichen. Die Resultate des Vergleichs werden zu der Steuersektion des aktiven/inaktiven Status 388 übertragen.
In der Steuersektion des aktiven/inaktiven Status 388 wird die Umschaltung zwischen den aktiven und inaktiven Zuständen wie folgt ausgeführt. Falls die BTS in dem aktiven Zustand ist und die abgeleitete ID_BS nicht mit der BTS-eigenen ID übereinstimmt, bestimmt die Steuersektion des aktiven/inaktiven Status 388, dass durch die Mobilstation eine neue Best-Server-Zelle selektiert worden ist. In diesem Fall schaltet sie die BTS in den inaktiven Zustand um und wendet ein Steuersignal auf die Meldesektion des neuen Best-Servers 389 an, die eine Mitteilung des neuen Servers (NSM) an den BSC sendet, wodurch dem BSC die Identität ID_BS der neuen Best-Server-Zelle mitgeteilt wird.
Falls andererseits die BTS 30 in dem inaktiven Zustand ist, wird ihr Empfangsabschnitt 34 nicht mit der Mobilstation kommunizieren, und so wird in diesem Fall die Steuersektion des aktiven/inaktiven Status 388 durch eine Mitteilung des aktiven Zustands ASM informiert, die durch den BSC zugeführt wird, dass sie in den aktiven Zustand eintreten soll. In diesem Fall werden die Abwärtsstrecken- und Aufwärtsstreckenabschnitte 382 und 383 der BTS aktiviert, um Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignale zwischen dem BSC und der betreffenden MS weiterzuleiten.
Als nächstes wird ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 und 12 beschrieben.
Fast alle existierenden und vorgeschlagenen künftigen Zellularmobilkommunikationsnetze arbeiten nach dem Prinzip, dass sich eine Mobilstation durch das Netz bewegen kann, während eine Verbindung mit einer Endanwendung beibehalten wird. Dies bedeutet, dass eine Mobilstation von Zeit zu Zeit eine Übergabe von einer Zelle zu einer anderen Zelle ausführen muss. Dies führt gewöhnlich zu einem Wechsel des Kommunikations-"Kanals" zwischen der Mobilstation und dem Netz. Dieser Wechsel hat sich im Laufe der Zeit erforderlich gemacht, da zwischen Nachbarzellen eine wiederholte Verwendung der Frequenz erforderlich war. Somit musste eine Mobilübergabe zwischen zwei Zellen ihre Sende- und/oder Empfangsträgerfrequenz wechseln; diese Trägerfrequenz definierte effektiv den Kommunikationskanal. Mit der Entstehung von neuen Zellularnetzen, die auf der Spread-Spectrum-Modulation basieren, wie zum Beispiel IS95 und W-CDMA, ist jedoch eine wiederholte Verwendung der Frequenz nicht mehr erforderlich, und alle Zellen arbeiten mit derselben Trägerfrequenz. Jedoch führt auch in solchen Systemen die Übergabe zwischen zwei Nachbarzellen dennoch dazu, dass die Mobilstation ihren Kommunikationskanal wechselt, der jetzt in Form von einem oder mehreren Codes definiert ist.
Die Notwendigkeit zum Wechseln der Kanäle, wenn eine Übergabe ausgeführt wird, erfordert oft eine beachtliche Signalisierung in der Schnittstelle, verursacht Latenz und verringert die Zuverlässigkeit des Netzes.
11 zeigt ein Zwei-Zellen-Zellularnetz. In diesem Netz sind die Kommunikationskanäle, die in jeder Zelle verwendet werden, der betreffenden Zelle zugeordnet und als Eigentum jener Zelle definiert. Der Kommunikationskanal für die Zelle kann definiert sein in Form von:
einer Trägerfrequenz in analogen Systemen;
einer Trägerfrequenz und einem Zeitschlitz in GSM-Systemen;
einem Satz von Trägerfrequenzen, einem Zeitschlitz und einer Sprungsequenz in GSM-Systemen mit Frequenzspringen; und
einem Kanalisierungs-, Spreading- oder Verscrambelungscode (oder einer Kombination dieser Codes) in einem Direct-Spreading-Codemultiplex-Vielfachzugriffs-(DS-CDMA)-System.
Abgesehen von den obigen Typen von Kanaldefinitionen kann ein Kanal als zweckmäßige Kombination von Frequenz, Zeit, Code und anderen Parametern definiert sein, die sich zwischen verschiedenen Vielfachzugriff-Nutzern unterscheiden können.
Bei einer Softübergabeoperation in dem Netz von 11 müssen die Zellen A und B denselben Kommunikationskanal in der Aufwärtsstreckenrichtung gemeinsam nutzen, da die Mobilstation MS normalerweise nur auf einem Kommunikationskanal senden kann. Dieser gemeinsam genutzte Kanal ist auch das Eigentum von einer der Zellen (A oder B), wobei die andere Zelle auf den Kanal nur momentan zugreifen darf. In der Abwärtsstreckenrichtung verwendet jede Zelle einen verschiedenen Kommunikationskanal zum Senden derselben Informationen, und die Mobilstation decodiert jeden Kanal individuell.
12 zeigt ein Zellularnetz, in dem jeder Mobilstation, die in dem Netz aktiv ist, ihr eigener individueller Kommunikationskanal zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass der Kanal jetzt Eigentum der Mobilstation ist und überall in dem Netz in jeder gegebenen Zelle verwendet werden kann. Der Kanal kann zu der Zeit eines Verbindungsaufbaus zugeordnet werden (und mit jeder, oder jeder nahegelegenen, BTS des Netzes zu jener Zeit verbunden sein) und wird sich im Allgemeinen während der Dauer der Verbindung nicht ändern, ungeachtet dessen, mit wie viel verschiedenen Zellen die Mobilstation kommuniziert. Während einer Übergabeoperation weist das Netz die neuen dienenden Basisstationen an, den Kommunikationskanal zu verwenden, der der Mobilstation zugeteilt ist. Durch das Netz brauchen keine Informationen an die neuen dienenden Basisstationen gesendet zu werden, um den Kommunikationskanal zu identifizieren, der zur Kommunikation mit der Mobilstation zu verwenden ist, da diese Informationen allen BTSs aus dem Verbindungsaufbauprozess bekannt sind.
Gelegentlich kann es erforderlich sein, dass der Kanal, der einer besonderen Mobilstation zugeteilt ist, im Laufe einer Verbindung gewechselt wird, da zum Beispiel ihr ursprünglicher Kanal in einer besonderen Zelle bereits verwendet wird. In diesem Fall müsste das Netz alle BTSs von dem gewechselten Kanal in Kenntnis setzen.
Zum Beispiel soll eine Situation angenommen werden, in der eine Mobilstation in der Zelle B den Kanal 1 (Spreading-Code 1) und den Verscrambelungscode 1 in der Abwärtsstre ckenrichtung verwendet. Eine andere Mobilstation, die anfangs in Zelle A ist, verwendet den Kanal 1 (Spreading-Code 1), aber den Verscrambelungscode 2 (Codesatz [1, 2]). Wenn sich jene andere Mobilstation in eine Softübergaberegion zwischen den Zellen A und B begibt, verwendet die BTS in der Zelle B den Kanal 1 und den Verscrambelungscode 2, um damit zu kommunizieren; aber dies bedeutet, dass zwischen den Codesätzen der zwei Mobilstationen, die den Spreading-Code 1 in der Zelle B verwenden, eine gewisse Kreuzkorrelation auftritt, wodurch eine Interferenz durch Mehrfachverwendung herbeigeführt wird. Aus diesem Grund wird angesichts der existierenden Verwendung des Codesatzes [1,1] in der Zelle B, nachdem sich die Mobilstation in die Zelle B begibt und die Softübergabe vollendet ist, eine sogenannte "intrazellulare" Übergabe ausgeführt, um den Kanal jener Mobilstation auf den Codesatz [2,1] zu verändern, um wieder eine Orthogonalität zwischen den Codesätzen herzustellen, die den zwei Mobilstationen zugeteilt sind.
Die Zuteilung eines spezifischen Kanals zu der Mobilstation zur Verwendung im gesamten Netz kann auch bei der Softübergabe zur Anwendung kommen, wenn nur ein Paar von Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanälen zur gleichzeitigen Kommunikation mit mehreren BTSs erforderlich ist.
Die Zuteilung eines spezifischen Satzes von Codes zu einer Mobilstation ist in dem vorgeschlagenen europäischen Breitband-CDMA-System (UTRA), das mehrere Verscrambelungscodes hat, die pro Zelle definiert sind (Zelle mit Mehrfachidentität), ohne weiteres möglich. Diese Verscrambelungscodes können mit Kanalisierungscodes des Orthogonal-Variable-Spreading-Factor-(OVSF)-Baums gepaart werden, um einen großen Bereich von verfügbaren Codesätzen zur Verwendung in Pikozellen und Mikrozellen zu ergeben.
In dem Fall, wenn der Kanal/die Kanäle zur Zeit eines Verbindungsaufbaus zugeordnet wird/werden, kann/können der zugeteilte Kanal/die zugeteilten Kanäle möglicherweise nur für einen Teil der Verbindungsdauer verwendet werden, und dann kann ein Umschalten auf einen anderen Kanal/andere Kanäle erfolgen, um die Verbindung fortzusetzen. Dadurch kann eine Verbindung in einer Mikro-/Pikozellenschicht des Netzes begonnen und in der Makrozellenschicht des Netzes fortgesetzt werden.
Ähnlich können in dem Fall, wenn eine normale Übergabe (oder Softübergabe) zum Einsatz kommt, die zugeteilten Kanäle beibehalten werden, während mehrere Zellen durchquert werden und die Verbindung fortgesetzt wird (d. h., ein Szenario, bei dem eine Verbindung in der Makrozellenschicht des Netzes begonnen und dann an eine Mikro-/Pikozellenschicht übergeben wird).
Statt die Verbindung in der Mikro-/Pikozellenschicht zu beenden, ist es weiterhin möglich, dass die Verbindung wieder an die Makrozellenschicht übergeben wird, bevor die Verbindung abgeschlossen wird. Auf diese Weise können während einer Verbindung mehrere Sprünge zwischen Schichten auftreten.

Claims

Zellularkommunikationsnetz mit: einem Verbindungsaufbaumittel (384), das bei einem Verbindungsaufbauprozess zum Aufbauen einer Verbindung für eine Mobilstation des Netzes betriebsfähig ist, um jeweilige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen der Mobilstation und einer ersten von einer Vielzahl von Basis-Transceiver-Stationen des Netzes zuzuordnen und die Mobilstation und wenigstens eine weitere Basis-Transceiver-Station von der genannten Vielzahl, die mit der ersten Basis-Transceiver-Station benachbart ist, mit Verbindungsaufbauinformationen zur Verwendung durch die Mobilstation und die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station zu versehen, um jeweilige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station und der Mobilstation zuzuordnen; und einem Übergabesteuermittel (388), das anfangs, bei Vollendung des Verbindungsaufbauprozesses, betriebsfähig ist, um die erste Basis-Transceiver-Station in einen aktiven Zustand zu versetzen, in dem ihre Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle in Gebrauch sind, und die oder jede weitere Basisstation in einen inaktiven Zustand zu versetzen, in dem der Abwärtsstreckenkanal der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station nicht in Gebrauch ist, welches Übergabesteuermittel auch betriebsfähig ist, wenn im Verlaufe der Verbindung bestimmt wird, dass die Mobilstation mit der oder einer der weiteren Basis-Transceiver-Stationen kommunizieren soll, um solche Verbindungsaufbauinformationen zu verwenden, die bei dem Verbindungsaufbauprozess vorgesehen wurden, um einen Wechsel jener weiteren Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand zu vollziehen; dadurch gekennzeichnet, dass: das Übergabesteuermittel ein Basis-Transceiver-Stationsselektionsmittel (282) umfasst, das in der Mobilstation vorgesehen ist und betriebsfähig ist, um eine einzelne Basis-Transceiver-Station zu identifizieren, die mit der Mobilstation kommunizieren soll, zu jeder Zeit im Verlaufe der Verbindung, wobei die Mobilstation betriebsfähig ist, um in eines oder mehrere durch sie gesendete Aufwärtsstreckensignale eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung aufzunehmen, die die einzelne Basis-Transceiver-Station identifiziert; dann, wenn eine Basis-Transceiver-Station in dem inaktiven Zustand ist, ihr Aufwärtsstreckenkanal für die Mobilstation nicht in Gebrauch ist, so dass die Aufwärtsstreckensignale, die solche Aufwärtsstreckensteuermitteilungen enthalten, nur durch eine Basis-Transceiver-Station empfangen werden, die gegenwärtig in dem aktiven Zustand ist; und das Übergabesteuermittel ferner betriebsfähig ist, um dann, wenn die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung empfängt, die eine andere Basis-Transceiver-Station als die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station identifiziert, zu bewirken, dass die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station in den inaktiven Zustand wechselt, und zu bewirken, dass die identifizierte andere Basis-Transceiver-Station in den aktiven Zustand wechselt.
Netz nach Anspruch 1, bei dem das Verbindungsaufbaumittel bei dem Verbindungsaufbauprozess betriebsfähig ist, um zu bewirken, dass die Mobilstation und die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station eine Kanalverhandlungssignalisierung zum Zuordnen der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen sich austauschen.
Netz nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Verbindungsaufbauinformationen, die für die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station und/oder für die Mobilstation vorgesehen werden, eines oder mehreres von Folgendem enthalten: Dienstrate, Kanalisierungscode(s), Verscrambelungscode(s) der Aufwärtsstrecken- und/oder Abwärtsstreckenkanäle.
Netz nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Übergabesteuermittel ferner ein Überwachungsmittel (281) umfasst, das in der Mobilstation enthalten ist, zum Vorsehen von jeweiligen Signalmaßen für die erste Basis-Transceiver-Station und die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station, wobei jedes Signalmaß dazu dient, die Leistung eines Kommunikationskanals zwischen der Mobilstation und der betreffenden Basis-Transceiver-Station anzugeben; das Basis-Transceiver-Stationsselektionsmittel betriebsfähig ist, um in Abhängigkeit von den Signalmaßen die einzelne Basis-Transceiver-Station zu bestimmen, mit der die Mobilstation kommunizieren soll.
Netz nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Mobilstation betriebsfähig ist, um solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung in jedem Rahmen der Kanalsignale zwischen der Mobilstation und der Basis-Transceiver-Station zu senden, mit der sie die Kommunikation ausführt.
Netz nach Anspruch 5, bei dem die Aufwärtsstreckensteuermitteilung, die in jedem Rahmen gesendet wird, die Basis-Transceiver-Station identifiziert, die in Abhängigkeit von den Signalmaßen bestimmt wurde, die auf der Basis der Kommunikationskanalleistung in dem vorhergehenden Rahmen erzeugt wurden.
Netz nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 5 oder 6 in Verbindung mit Anspruch 4, bei dem das Überwachungsmittel betriebsfähig ist, um das Signalmaß für jede Basis-Transceiver-Station auf der Basis einer Überwachungsperiode von nicht länger als einem Rahmen des Kommunikationskanals zu erzeugen.
Netz nach Anspruch 4 oder nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7 in Verbindung mit Anspruch 4, bei dem für die oder jede Basis-Transceiver-Station, die in dem inaktiven Zustand ist, das Signalmaß die Leistung eines Abwärtsstreckengemeinschaftssteuerkanals von der betreffenden Basis-Transceiver-Station zu der Mobilstation angibt.
Netz nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Mobilstation durch das Netz derselbe Aufwärtsstreckenkanal und/oder derselbe Abwärtsstreckenkanal zur Verwendung beim Kommunizieren mit zweien oder mehreren der Basis-Transceiver-Stationen von der genannten Vielzahl zugeteilt werden/wird.
Netz nach Anspruch 9, das ein Netz mit Codemultiplex-Vielfachzugriff ist, bei dem der Mobilstation derselbe Satz von Codes für die Aufwärtsstrecken- und/oder Abwärtsstreckenkanäle zwischen ihr und zweien oder mehreren der Basis-Transceiver-Stationen des Netzes zugeteilt wird.
Basis-Transceiver-Station, zur Verwendung in einem Zellularkommunikationsnetz, die enthält: ein Verbindungsaufbauinformationsempfangsmittel (384), das bei einem Verbindungsaufbauprozess zum Aufbauen einer Verbindung zwischen dem Netz und einer Mobilstation des Netzes, die gegenwärtig durch eine andere Basis-Transceiver-Station des Netzes bedient wird, die mit der beanspruchten Basis-Transceiver-Station benachbart ist, betriebsfähig ist, um Verbindungsaufbauinformationen bezüglich der Verbindung zu empfangen, zur Verwendung durch die beanspruchte Basis-Transceiver-Station, um jeweilige Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen ihr und der Mobilstation zuzuordnen; ein Verbindungsaufbauinformationsspeichermittel (385) zum Speichern der empfangenen Verbindungsaufbauinformationen; und ein Übergabesteuermittel (388), das betriebsfähig ist, um anfangs, im Anschluss an die Vollendung des Verbindungsaufbauprozesses, die beanspruchte Basis-Transceiver-Station in einem inaktiven Zustand zu halten, in dem der Abwärtsstreckenkanal nicht in Gebrauch ist, und, wenn durch das Netz bestimmt wird, dass die Mobilstation mit der beanspruchten Basis-Transceiver-Station kommunizieren soll, die gespeicherten Verbindungsaufbauinformationen, die bei dem Verbindungsaufbauprozess empfangen wurden, zu verwenden, um die Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand zu versetzen, in dem ihre Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle in Gebrauch sind; gekennzeichnet durch: ein Aufwärtsstreckensteuermitteilungsempfangsmittel (386), das betriebsfähig ist, wenn die Basis-Transceiver-Station in dem aktiven Zustand ist, um in einem Aufwärtsstreckensignal, das durch die Mobilstation zu der Basis-Transceiver-Station gesendet wird, eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung zu detektieren, die eine einzelne Basis-Transceiver-Station des Netzes identifiziert, mit der die Mobilstation eine Kommunikation verlangt, wobei der Aufwärtsstreckenkanal für die Mobilstation in dem inaktiven Zustand nicht in Gebrauch ist, so dass solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung durch die beanspruchte Basis-Transceiver-Station nicht detektierbar ist, wenn sie in dem inaktiven Zustand ist; ein Vergleichsmittel (387) zum Vergleichen der Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station, die durch die empfangene Aufwärtsstreckensteuermitteilung spezifiziert wird, mit der Identität seiner eigenen Basis-Transceiver-Station; ein Statussteuermittel (388) zum Versetzen der Basis-Transceiver-Station von dem aktiven Zustand in den inaktiven Zustand, falls sich die Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station von der Identität der eigenen Basis-Transceiver-Station unterscheidet; und ein Meldemittel der neuen Basis-Transceiver-Station (389), das betriebsfähig ist, wenn sich die Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station von der Identität der eigenen Basis-Transceiver-Station unterscheidet, um einem Basisstationscontrollermittel des Netzes eine Mitteilung zu senden, die die Identität der verlangten Basis-Transceiver-Station spezifiziert, so dass das Netz die verlangte Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand versetzen kann.
Kommunikationsverfahren zur Verwendung in einem Zellularmobilkommunikationsnetz mit den Schritten: Zuordnen, bei einem Verbindungsaufbauprozess zum Aufbauen einer Verbindung für eine Mobilstation des Netzes, von jeweiligen Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanälen zwischen der Mobilstation und einer ersten von einer Viel zahl von Basis-Transceiver-Stationen des Netzes und Versehen der Mobilstation und wenigstens einer weiteren Basis-Transceiver-Station von der genannten Vielzahl, welche weitere Basis-Transceiver-Station mit der ersten Basis-Transceiver-Station benachbart ist, mit Verbindungsaufbauinformationen zur Verwendung durch die Mobilstation und die oder jede weitere Basis-Transceiver-Station, um jeweilige Aufwärtsstreckenkanäle und Abwärtsstreckenkanäle zwischen der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station und der Mobilstation zuzuordnen; Versetzen, anfangs, nach Vollendung des Verbindungsaufbauprozesses, der ersten Basis-Transceiver-Station in einen aktiven Zustand, in dem die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenkanäle zwischen ihr und der Mobilstation in Gebrauch sind, und Versetzen der oder jeder weiteren Basis-Transceiver-Station in einen inaktiven Zustand, in dem der Abwärtsstreckenkanal zwischen der betreffenden weiteren Basis-Transceiver-Station und der Mobilstation nicht in Gebrauch ist; und, wenn im Verlaufe der Verbindung bestimmt wird, dass die Mobilstation mit der oder einer der weiteren Basis-Transceiver-Stationen kommunizieren soll, Verwenden solcher Verbindungsaufbauinformationen, die bei dem Verbindungsaufbauprozess vorgesehen wurden, um einen Wechsel jener weiteren Basis-Transceiver-Station von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand zu vollziehen; gekennzeichnet durch: Identifizieren, in der Mobilstation, einer einzelnen Basis-Transceiver-Station, die mit der Mobilstation kommunizieren soll, zu jeder Zeit im Verlaufe der Verbindung und Aufnehmen, in eines oder mehrere Aufwärtsstreckensignale, die durch die Mobilstation gesendet werden, einer Aufwärtsstreckensteuermitteilung, die die einzelne Basis-Transceiv er-Station identifiziert, wobei der Aufwärtsstreckenkanal von jeder Basis-Transceiver-Station, die in dem inaktiven Zustand ist, nicht in Gebrauch ist, so dass die Aufwärtsstreckensignale, die solche Aufwärtsstreckensteuermitteilungen enthalten, nur durch eine Basis-Transceiver-Station empfangen werden, die gegenwärtig in dem aktiven Zustand ist; und, wenn die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station solch eine Aufwärtsstreckensteuermitteilung empfängt, die einen anderen Basis-Transceiver als die gegenwärtig aktive Basis-Transceiver-Station identifiziert, Versetzen der gegenwärtig aktiven Basis-Transceiver-Station in den inaktiven Zustand und der identifizierten anderen Basis-Transceiver-Station in den aktiven Zustand.