DE4392213C2

DE4392213C2 - Schaltkreis für einen Funkempfänger zum Auswählen einer Abstimmfrequenz eines Frequenzkanals

Info

Publication number: DE4392213C2
Application number: DE4392213A
Authority: DE
Inventors: Christopher F Bussan; Charles P Binzel; Patrick J Marry; Arvind S Arora; Duane C Rabe
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2013-04-20
Also published as: DE4392213T1; GB2274750B; HUT69370A; CN1082786A; WO1993023963A1; CN1035588C; RU2123771C1; CA2112809A1; SE9400018D0; JP3196211B2; ITRM930277A0; JPH06508973A; IT1261466B; SE9400018L; GB9326218D0; FR2691027B1; HU9400043D0; FR2691027A1; ITRM930277A1; GB2274750A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaltkreis für einen Funkempfänger zum Auswählen einer Abstimmfrequenz eines Frequenzkanals.

Ein Funkkommunikationssystem ist ein Kommunikations system, in welchem ein Kommunikationskanal einen Funkfrequenzkanal aufweist, in dem der Funkfrequenzkanal durch einen Bereich von Fre quenzen des Kommunikationsspektrums definiert ist.

Der Sender, der einen Teil des Funkkommunikationssystems bildet, umfaßt einen Schaltkreis zur Wandlung der Information in eine Form, die zum Senden davon auf einem Funkfrequenzkanal geeignet ist. Ein solcher Schaltkreis umfaßt einen Modulationsschaltkreis, der ein Verfahren durchführt, das als Modulation bezeichnet wird. In einem solchen Verfahren wird die Information, die gesendet werden soll, auf eine elektromagnetische Funkfrequenzwelle aufgeschaltet, die allgemein als Trägersignal bezeichnet wird. Das resultierende Signal wird allgemein als ein moduliertes Signal bezeichnet. Ein solches resultierendes Signal wird auch als Kommunikationssignal bezeichnet, falls das modulierte Signal die Information umfaßt, die zwischen dem Sender und dem Empfänger übertragen werden soll.

Verschiedene Modulationsschemata sind zur Aufschaltung der Infor mation auf das Trägersignal bekannt, um dadurch das Kommunikations signal zu bilden. Zum Beispiel sind eine Amplitudenmodulation, eine Frequenzmodulation, eine Phasenmodulation und deren Kombinationen alle Modulationsschemata, durch die Informationen auf eine Träger welle aufgeschaltet werden können, um das Kommunikationssignal zu bilden.

Funkkommunikationssysteme sind vorteilhaft dahingehend, daß keine physikalische Verbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger er forderlich ist; wenn einmal das Informationssignal moduliert ist, um ein moduliertes Signal zu bilden, kann das modulierte Signal über große Distanzen gesendet werden.

Zusätzlich können verschiedene, modulierte Signale gleichzeitig auf unterschiedlichen Frequenzen des elektromagnetischen Frequenzspek trums gesendet werden. Eine Übertragung der Kommunikationssignale auf Frequenzkanälen, die auf verschiedenen Frequenzbändern des elek tromagnetischen Frequenzspektrums festgelegt sind, werden durch Ein stellkörper eingestellt.

Ein Zweiwege-Funkkommunikationssystem ist ein Funkkommunikationssys tem ähnlich dem vorstehend beschriebenen Funkkommunikationssystem, das allerdings weiterhin sowohl ein Senden von Informationen zu ei nem Ort als auch ein Senden von Informationen von diesem Ort ermög licht. Jeder Ort bzw. jede Stelle eines solchen Zweiwege-Funkkommu nikationssystems enthält sowohl einen Sender als auch einen Empfänger. Der Sender und der Empfänger sind an einem einzigen Ort positioniert, der typischer Weise eine Einheit aufweist, die als Funksendeempfänger oder auch einfacher als Sendeempfänger bezeichnet wird.

Ein zellulares Kommunikationssystem ist ein Typ eines Zweiwege-Funk kommunikationssystems, in dem eine Kommunikation mit einem Funksen deempfänger ermöglicht wird, der an irgendeinem Ort innerhalb einer geographischen Fläche, die von dem zellularen Kommunikationssystem erfaßt wird, positioniert ist.

Ein zellulares Kommunikationssystem wird durch Positionierung einer Mehrzahl an festen Orten befindlicher Funksendeempfängern, die als Basisstationen bezeichnet werden, an zueinander beabstandeten Orten über die geographische Fläche verteilt gebildet. Die Basisstationen sind mit einem herkömmlichen, verdrahteten Telefonleitungsnetz ver bunden. Jede Basisstation besitzt ihr zugeordnet einen Bereich der geographischen Fläche, die in der Nähe zu jeder dieser Basisstatio nen gelegen ist. Die Bereiche werden als Zellen bezeichnet. Eine Mehrzahl von Zellen, die jeweils durch eine entsprechende der Basis stationen der Mehrzahl der Basisstationen definiert ist, legen zu sammen den Überdeckungsbereich des zellularen Kommunikationssystems fest.

Ein Funksendeempfänger, der in einem zellularen Kommunikationssystem als Funktelefon bezeichnet wird, der an irgendeinem Ort innerhalb der Überdeckungsfläche des zellularen Kommunikationssystems positio niert ist, ist in der Lage, mit einem Benutzer eines herkömmlichen, verdrahteten Telefonleitungsnetzes über eine Basisstation zu kommu nizieren. Die Kommunikationssignale, die durch das Funktelefon er zeugt werden, werden zu einer Basisstation gesendet und dann über das herkömmliche verdrahtete Telefonleitungsnetz zu einer erwünsch ten, verdrahteten Stelle gesendet, um dadurch eine Telefonkommunika tion damit durchzuführen. Telefonkommunikationen können auch mit dem Funktelefon unter Einleitung an der verdrahteten Stelle vorgenommen werden.

Ein herkömmliches Betriebsprotokoll der meisten zellularen Kommuni kationssysteme bestimmt, zu welcher der Basisstationen des zellu laren Kommunikationssystems das Funktelefon Kommunikationssignale sendet und empfängt. Die Durchführung eines Sendens von Kommuni kationssignalen durch eine Basisstation zu einem Funktelefon wird als eine "Kommunikationsabwärtsverbindung" bezeichnet. Eine Vornahme eines Sendens von Kommunikationssignalen von einem Funktelefon aus wird als eine "Kommunikationsaufwärtsverbindung" bezeichnet.

Die Frequenzkanäle, in die das Frequenzband, das dem zellularen Kom munikationssystem zugeordnet ist, unterteilt werden, werden weiter hin in Steuerkanäle und Verkehrskanäle unterteilt. In herkömmlichen und zellularen Kommunikationssystemen sind die Steuerkanäle und die Verkehrskanäle so festgelegt, daß sie unterschiedlichen Frequenzen zugeordnet sind. In Systemen, die Zeitmultiplextechniken verwenden, können die Steuer- und Verkehrskanäle auch so definiert werden, daß sie ähnlichen Frequenzkanälen zugeordnet sind, allerdings so, daß sie von unterschiedlichen Zeitschlitzen sind.

Die Steuerkanäle werden zum Senden der Kommunikationssignale, hier als Steuersignale bezeichnet, durch die Basisstationen zugeordnet. Die Funktelefone arbeiten so, daß sie die Steuerkanäle abtasten (so wohl während der Einschaltung des Funktelefons als auch periodisch während dessen Betrieb). Die Leistungspegel der Signale, die auf den Steuerkanälen gesendet werden, werden festgestellt, und in Abhängig keit solcher gemessener Werte versucht das Funktelefon, den Infor mationsinhalt der Steuersignale festzustellen, die auf einem der Steuerkanäle gebildet sind. Während einem solchen Zustand der Sig nalsendung bzw. -übertragung wird, falls der Informationsinhalt des Steuersignals, das aus dem ausgewählten Steuerkanal übertragen wird, festgestellt werden kann, und der Informationsinhalt des Steuersig nals, das auf einem solchen Kanal gesendet wird, vorgegebene Kri terien erfüllt, eine Kommunikationsabwärtsverbindung vorgenommen. Der Empfangsschaltkreis des Funktelefons verbleibt abgestimmt auf dem ausgewählten Steuerkanal. Dem Wesen nach stimmt sich das Funk telefon auf den ausgewählten Steuerkanal ab und "hört" auf die In formation, die darauf gesendet wird. Eine solche Betriebsweise des Funktelefons wird manchmal als "camping" des Funktelefons bezeich net, und falls eine Kommunikationsabwärtsverbindung zwischen einer Basisstation und einem Funktelefon vorgenommen wird, wird das Funk telefon manchmal so bezeichnet, daß es "camped auf einer Basis station (oder einem Zellenort)" ist.

Falls die Kommunikationsabwärtsverbindung zwischen dem Funktelefon und einer Basisstation vorgenommen worden ist, kann der Empfangs schaltkreis des Funktelefons leistungsmäßig heruntergefahren werden und nur periodisch wieder in einem erwünschten Arbeitszyklus leis tungsmäßig hochgefahren werden. Während der Perioden, in denen der Empfangsschaltkreis wieder leistungsmäßig hochgefahren wird, wird der Informationsinhalt des Steuersignals, der auf dem ausgewählten Steuerkanal gesendet wird (d. h. der Steuerkanal, auf dem das Funk telefon "camped"), überwacht. (Es ist anzumerken, daß, zu Zeitpunk ten, Steuersignale auch auf dem Verkehrskanal gesendet werden kön nen. Solche Steuersignale werden typischerweise allerdings gesendet, nachdem eine Kommunikationsverbindung bereits zwischen dem Funktele fon und der Basisstation vorgenommen worden ist.)

Da der Empfangsschaltkreis leistungsmäßig nur periodisch hochge fahren wird, wird der Energieverbrauch des Schaltkreises minimiert, falls einmal eine Kommunikationsabwärtsverbindung mit einer Basis station vorgenommen worden ist.

Wenn alle Anrufe zu dem Funktelefon durchgeführt worden sind, führt der Informationsinhalt des Steuersignals das Funktelefon zu bestimm ten Kanälen der Verkehrskanäle hin, auf denen eine Sprachkommuni kation dann beginnen kann.

Aufgrund der gestiegenen Popularität der Verwendung solcher zellu laren Kommunikationssysteme werden viele solcher zellularen Kommuni kationssysteme zur gleichen Zeit unter voller Kapazität betrieben. Dies bedeutet, daß zu bestimmten Zeiten jeder verfügbare Verkehrs kanal des Frequenzbands, der den zellularen Kommunikationen zugeord net ist, verwendet wird. Um einen Zugang zu einer größeren Anzahl von Benutzern von solchen zellularen Kommunikationssystemen zu schaf fen, sind Schemata entwickelt worden, um effizienter die Frequenz bänder, die einer solchen Verwendung zugeordnet sind, zu benutzen. Um insbesondere die Kapazität zu erhöhen, sind zellulare Kommuni kationssysteme vorgestellt worden, die effizientere Modulationssche mata verwenden. Modulationsschemata, die die Verwendung von direkt kodierten Informationssignalen effizienter gestalten, verwenden die Frequenzkanäle, die den zellularen Kommunikationssystemen zugeordnet sind. Demzufolge ermöglicht die Verwendung solcher Modulationssche mata eine größere Anzahl von Benutzern, um gleichzeitig ein zellu lares Kommunikationssystem zu benutzen. Solche Modulationsschemata erzeugen Kommunikationssignale, die zum Senden zugänglich sind, in dem die Multiplextechniken, die kurz zuvor erwähnt sind, verwendet werden.

Herkömmliche, zellulare Kommunikationssysteme und zellulare Kommuni kationssysteme einer erhöhten Kapazität sind allgemein nicht mitein ander kompatible Systeme. Dies bedeutet, daß Funktelefone, die in einem herkömmlichen, zellularen Kommunikationssystem arbeiten, nicht in einem zellularen Kommunikationssystem mit einer erhöhten Kapa zität arbeiten können. (Während Dualmode-Funktelefone in einem der zellularen Kommunikationssysteme arbeiten, umfassen solche Dual mode-Funktelefone duale Schaltkreisbereiche, und zwar mit einem Schaltkreisbereich, der in einem System arbeitet, und einem anderen Schaltkreisbereich, der in dem anderen System arbeitet, wobei der eine oder der andere Schaltkreisbereich in Abhängigkeit von dem Kom munikationssystem arbeitet, in dem das Funktelefon betrieben werden soll.)

Zwei oder mehr zellulare Kommunikationssysteme werden manchmal in bestimmten geographischen Flächenbereichen installiert. Zum Beispiel werden sowohl herkömmliche als auch zellulare Kommunikationssysteme mit erhöhter Kapazität in bestimmten geographischen Bereichen in stalliert, wodurch ein zellularer Überdeckungsbereich in einem von solchen Systemen gebildet wird. In anderen geographischen Flächenbe reichen werden nur herkömmliche, zellulare Kommunikationssysteme installiert. (Eine geographische Fläche kann in analoger Weise nur ein mit vergrößerter Kapazität installiertes System besitzen.) Und in noch anderen geographischen Flächenbereichen sind keine solchen zellularen Kommunikationssysteme installiert.

Wie zuvor angemerkt ist, sucht, wenn der Empfangsschaltkreis eines Funktelefons eingeschaltet wird, das Funktelefon Steuerkanäle, um das Vorhandensein eines Steuersignals zu ermitteln, das darauf ge sendet wird. Wenn das Funktelefon in einem geographischen Flächenbe reich positioniert wird, der keine zellulare Überdeckung besitzt, führt eine solche Suche nach den Steuerkanälen nicht zu einem Ergeb nis in Form der Ermittlung eines Signals, das durch irgendeine Ba sisstation gesendet wird.

Auch ermittelt ein Funktelefon, das so aufgebaut ist, daß es in ei nem speziellen System der zellularen Kommunikationssysteme betrieben werden kann (d. h. ein herkömmliches, zellulares Kommunikationssys tem, oder ein zellulares Kommunikationssystem mit einer erhöhten Kapazität), allerdings an einem Ort positioniert ist, das einen zel lularen Abdeckungsbereich durch ein anderes, allerdings nicht kompa tibles, zellulares Kommunikationssystem besitzt, ebenfalls nicht das Vorhandensein eines Steuersignals, das auf den definierten Steuer kanälen des zellularen Kommunikationssystems gesendet wird, in dem das Funktelefon arbeitet.

Aufgrund der Frequenzbänder von herkömmlichen, zellularen Kommunika tionssystemen und zellularen Kommunikationssystemen einer erhöhten Kapazität die auf Frequenzbändern arbeiten, die sich überlappende Frequenzen besitzen, kann ein Funktelefon, wenn es nach den Steuer kanälen sucht, das Vorhandensein eines Steuersignals ermitteln, das durch das andere der zellularen Kommunikationssysteme gesendet wird. Allerdings kann der Informationsinhalt, da die Systeme nicht mitein ander kompatibel sind, eines solchen ermittelten Signals nicht durch ein solches Funktelefon festgestellt werden.

Viele Funktelefone sind so aufgebaut, daß sie mit Batterieenergie versorgungen arbeitet. Da Batterieenergieversorgungen eine begrenzte Energiespeicherkapazität aufweisen, sind solche Funktelefone nur für eine begrenzte Zeitspanne betreibbar. Ein Suchen durch das Funktele fon auf Steuerkanälen nach Steuersignalen, die darauf gesendet wer den, erfordert das Einschalten des Funktelefons. Das Funktelefon sucht nur nach dem Vorhandensein von Signalen auf den Steuerkanälen, allerdings auch zusätzlich dahingehend, jeden Informationsgehalt irgendeines ermittelten Signals zu bestimmen.

Falls das Funktelefon an einem Ort positioniert wird, der keinen zellularen Überdeckungsbereich besitzt, oder der einen zellularen Überdeckungsbereich eines nicht kompatiblen zellularen Kommuni kationssystems besitzt, führt eine fortgesetzte Suche durch das Funktelefon auf den Steuerkanälen zu einer Entleerung der gespei cherten Energie der Batterieenergieversorgung, die das Funktelefon mit Energie versorgt. Eine solche fortgeführte Suche kann deshalb zu einer starken Beschränkung der Betriebsbauer des Funktelefons führen, um damit zu kommunizieren, da ein großer Anteil der gespeicherten Energie dabei entleert wird, die Steuerkanäle aufzu suchen.

Aus US-A-4 905 301 ist ein Mobilfunkempfänger be kannt, der zum Auffinden eines gültigen Kommunikationskanals zu nächst alle gespeicherten Kanäle durchwechselt, um davon die N Ka näle mit der größten Signalstärke zu bestimmen und die entspre chenden Kanalnummern zu speichern. Dann wird einer der N gespei cherten Kanäle ausgewählt, um zu überprüfen, ob auf dem Kanal Da ten übertragen werden, die zum richtigen Funksystem gehören, wobei dies durch Überprüfen der mit den Daten gesendeten System-IDs er kannt wird.

Die N gespeicherten Kanäle werden so lange einzeln durchprobiert, bis ein geeigneter Kanal aufgefunden wird. Wird kein geeigneter Kanal aufgefunden, so werden erneut die N stärksten Kanäle be stimmt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schaltkreis für eine Funkemp fänger anzugeben, mit dem die Abstimmung auf einen für einen Verbindungsaufbau geeigneten Kanal in zuverlässiger Weise erfolgen kann. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:

Fig. 1 zeigt ein teilweise schematisches, teilweises Blockdia gramm eines zellularen Kommunikationssystems, in dem das Verfahren und der Schaltkreis der bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung betrieben wird;

Fig. 2-I zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Fre quenzbandes, das für zellulare Kommunikationsverbindungen zugeteilt ist;

Fig. 2-II zeigt eine schematische Darstellung eines einzelnen Fre quenzkanals, die Zeitschlitze darstellt, die darauf de finiert sind, wie sie in einer Zeitmultiplextechnik ver wendet werden;

Fig. 3 zeigt ein logisches Schaltkreisdiagramm eines Funk empfängers, der den Schaltkreis der bevorzugten Aus führungsform der Erfindung umfaßt;

Fig. 4-I zeigt eine Darstellung des Verhältnisses zwischen den Leistungspegeln von Steuersignalen, die während des Be triebs der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessen werden, und einem dynamisch aufge stellten Rauschboden bzw. -untergrund, der davon abge leitet ist;

Fig. 4-II zeigt eine Darstellung des Verhältnisses zwischen den Leistungspegeln von Steuersignalen, die während des Be triebs der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemessen werden, und einem absolut bewerteten Rauschuntergrund;

Fig. 5 zeigt in einer Darstellung das Verhältnis zwischen dem Leistungspegel eines zuvor gemessenen Signals und dem Leistungspegel eines solchen Signals bei der Rückmessung davon; ein Vergleich solcher Leistungspegel wird während des Betriebs der bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung verwendet;

Fig. 6 zeigt ein logisches Flußdiagramm eines Algorithmus, der das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung verkörpert;

Fig. 7 zeigt ein logisches Flußdiagramm, das die Verfahrens schritte der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auflistet; und

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltdiagramm eines Funksendeempfängers, der den Schaltkreis der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme zunächst auf die schematische Darstellung der Fig. 1 ist ein zellulares Kommunikationssystem, das allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, dargestellt. Wie vorstehend er wähnt ist, wird ein zellulares Kommunikationssystem durch Positio nierung zahlreicher Basisstationen an voneinander beabstandeten Or ten über eine geographische Fläche gebildet. Solche Basisstationen sind in Fig. 1 durch die Punkte 104, 108, 112, 116, 120, 122, 126 und 130 angegeben. Während acht Basisstationen in der Figur darge stellt sind, ist verständlich, daß natürlich ein typisches zellu lares Kommunikationssystem, das durch das zellulare Kommunikations system 100 dargestellt wird, in herkömmlicher Weise eine wesentlich größere Anzahl von Basisstationen aufweist.

Jede Basisstation 104-130 enthält einen Schaltkreis, der eine Über tragung von Kommunikationssignalen ermöglicht, die von der Basis station zu einer Anzahl von Funktelefonen übertragen werden, wenn die Funktelefone an Orten innerhalb der Nähe der entsprechenden ei nen der Basisstationen positioniert ist, und um Kommunikationssig nale zu empfangen, die durch eine Mehrzahl von Funktelefonen über tragen werden.

Jede Basisstation 104-130 ist mit einem herkömmlichen, verdrahteten Telefonnetzwerk verbunden. Eine solche Verbindung ist in der Figur durch die Leitung 134 dargestellt, die eine Basisstation 130 und ein verdrahtetes Leitungsnetz 138 miteinander verbindet. Verbindungen zwischen dem verdrahteten Leitungsnetzwerk 138 und anderen der Ba sisstation 104-126 können in ähnlicher Weise dargestellt werden.

Die Positionierung jeder der Basisstationen 104-130, die das zellu lare Kommunikationssystem 100 bildet, ist sorgfältig ausgewählt, um sicherzustellen, daß mindestens eine Basisstation so positioniert ist, um ein Kommunikationssignal zu empfangen, das durch ein Funkte lefon übertragen bzw. gesendet wird, das an irgendeinem Ort in der geographischen Fläche positioniert ist, die durch das System 100 umfaßt wird, wodurch die zellulare Überdeckungsfläche des Systems festgelegt wird. Dies bedeutet, daß sich mindestens eine Basissta tion 104-130 innerhalb des Sendebereichs eines Funktelefons, das an irgendeinem Ort innerhalb der geographischen Fläche positioniert ist, sein muß. (Da die maximale Signalstärke und demzufolge ein maximaler Sendebereich eines Signals, das durch eine Basisstation gesendet wird, typischerweise größer als die maximale Signalstärke ist, und entsprechend als ein maximaler Sendebereich eines Signals, das durch ein Funktelefon erzeugt wird, wobei der maximale Sendebe reich eines Signals, das durch ein Funktelefon erzeugt wird, wobei dies der erste Faktor ist, der berücksichtigt werden muß, wenn die Basisstationen des zellularen Kommunikationssystems positioniert werden.)

Aufgrund der voneinander beabstandeten Art der Positionierung der Basisstationen sind Bereiche der geographischen Fläche, über die Basisstationen 104-130 verteilt angeordnet sind, einzelnen der Ba sisstationen zugeordnet. Bereiche der geographischen Fläche unmit telbar in der Nähe jeder der voneinander beabstandeten Basissta tionen 104-130 definieren "Zellen", die in den Figuren durch Flächen 144, 148, 152, 156, 160, 162, 166 und 170 dargestellt sind. Die Zel len 144-170 bilden zusammen die geographische Fläche und definieren den Überdeckungsbereich, der durch das zellulare Kommunikationssys tem 100 umschlossen wird. Ein Funktelefon, das innerhalb der Grenzen irgendeiner der Zellen 144-170 des Systems 100 positioniert ist, kann senden und empfangen, und zwar modulierte Signale zu und von mindestens einer der Basisstation 104-130.

Das Kommunikationssystem 100 ist für ein herkömmliches, zellulares Kommunikationssystem oder für ein zellulares Kommunikationssystem mit einer erhöhten Kapazität repräsentativ.

Wie auch zuvor erwähnt ist, erfordert das allgemeine Betriebsproto koll eines Vorgangs eine Einleitung einer Funkverbindung in einem zellularen Kommunikationssystem eine Ermittlung von Kommunikations signalen durch ein Funktelefon, die hier als Steuersignale bezeich net werden, die von verschiedenen der Basisstationen auf verschie denen Steuerkanälen, die in dem Kommunikationssystem definiert sind, gesendet werden. Jede Basisstation des zellularen Kommunikationssys tems sendet Steuersignale auf zuvor festgelegten Steuerkanälen, um das Vorhandensein einer solchen Basisstation zu identifizieren und dadurch eine Kommunikationsabwärtsverbindung mit einem Funktelefon auszuführen, sobald das Funktelefon den Informationsinhalt des Steu ersignals feststellt, das auf einem ausgewählten Steuerkanal gesen det wird. (Wiederum können, wenn eine Zeitmultiplextechnik verwendet wird, Steuer- und Verkehrskanäle auf ähnlichen Frequenzen, aller dings in unterschiedlichen Zeitschlitzen, festgelegt werden.)

Sobald eine Kommunikationsabwärtsverbindung zwischen dem Funktelefon und einer Basisstation ausgeführt worden ist, können Teile des Empfängerschaltkreises des Funktelefons leistungsmäßig herabgesetzt werden, um sie danach leistungsmäßig in einem erwünschten Betriebs zyklus heraufzusetzen, um während der daraus resultierenden perio dischen Intervalle den Informationsinhalt des Steuersignals, das auf dem Steuerkanal gesendet wird, festzustellen.

Wenn ein Ruf zu einem Funktelefon vorgenommen wird, weist der Infor mationsgehalt (d. h. die Daten) des Steuersignals das Funktelefon an, auf die besonderen Verkehrskanäle abzustimmen, die auf dem zel lularen Kommunikationssystem definiert sind, um eine Zweiwegekom munikation zwischen dem Funktelefon und der Basisstation zu ermög lichen. Im anderen Fall werden Teile des Empfängerschaltkreises des Funktelefons leistungsmäßig gemäß dem erwünschten Betriebszyklus heruntergefahren. Allerdings führt, wenn das Funktelefon jenseits der Überdeckungsfläche eines zellularen Kommunikationssystems po sitioniert ist, eine Suche nach den Steuerkanälen des Kommunika tionssystems nicht zu einer Ermittlung eines Signals, das die Aus führung einer Kommunikationsverbindung ermöglicht. Zum Beispiel ist ein Funktelefon, das in der Figur durch ein Funktelefon 174 gekenn zeichnet ist, außerhalb der zellularen Überdeckungsfläche des zel lularen Kommunikationssystems 100 positioniert. Eine Suche der Steu erkanäle durch das Funktelefon, wenn es außerhalb der zellularen Überdeckungsfläche positioniert ist, führt nicht zu der Ausführung einer Kommunikationsverbindung mit irgendeinem der Signale, die durch irgendeine der Basisstationen 104-130 des Systems 100 gesendet werden. Eine wiederholte Suche jedes der Steuerkanäle des Kommuni kationssystems, um das Vorhandensein eines Signals, das darauf ge sendet wird, zu ermitteln, und nach dem Informationsinhalt irgend eines solchen ermittelten Signals ist sowohl zeitaufwendig als auch energieverbrauchend. Da ein Funktelefon in vielen Fällen durch eine Batterieenergieversorgung betrieben wird, ist es erwünscht, daß der Energieverbrauch des Funktelefons eingeschränkt wird, um die Be triebszeit des Funktelefons mit einer solchen Batterieenergieversor gung zu maximieren.

Wie zuvor erwähnt ist, können in Folge der Ausbildung der zellularen Kommunikationssysteme mit einer erhöhten Kapazität eine zellulare Überdeckungsfläche von zwei oder mehr zellularen Kommunikationssys temen sich sowohl geographisch als auch in der Frequenz überlappen. In Fig. 1 sind Punkte 204 und 208 Basisstationen eines zweiten, zel lularen Kommunikationssystems, und Zellen 214 und 218, die unter brochen dargestellt sind, stellen Überdeckungsflächen der Zellen des zweiten zellularen Kommunikationssystems dar. Eine schattierte Flä che 222 stellt eine geographische Überlappung einer Überdeckungs fläche der zwei zellularen Kommunikationssysteme dar. Ein Funktele fon, das in dem Bereich 222 vorhanden ist, ist in der Lage, Steuer signale zu ermitteln, die sowohl von der Basisstation 122 des Sys tems 100 als auch von der Basisstation 208 des zweiten Kommunika tionssystems gesendet werden. Während einer Suche der Steuerkanäle des zellularen Kommunikationssystems, in dem das Funktelefon be trieben wird, kann das Steuersignal, das durch eine Basisstation des anderen der Kommunikationssysteme erzeugt wird, durch das Funk telefon ermittelt werden. Eine Kommunikationsabwärtsverbindung mit der Basisstation eines solchen anderen, zellularen Kommunikations systems kann nicht ausgeführt werden, da die zwei Kommunikations systeme nicht miteinander kompatibel sind. Das ermittelte Steuer signal auf einem solchen Steuerkanal sollte dementsprechend durch das Funktelefon ignoriert werden.

Zusätzlich muß, wenn das Funktelefon anfänglich jenseits der zellu laren Übertragungsfläche des Kommunikationssystems positioniert wird, in dem das Funktelefon betrieben wird (im vorliegenden Fall zum Zwecke der Darstellung des zellularen Kommunikationssystem 100), das aber darauffolgend so zurückpositioniert wird, daß es sich in nerhalb der Überdeckungsfläche des zellularen Kommunikationssystems befindet, das Funktelefon in der Lage sein, das Vorhandensein der Steuersignale zu ermitteln, die auf den Steuerkanälen des Kommuni kationssystems gesendet werden, falls es innerhalb der Überdeckungs fläche davon positioniert wird. Allerdings kann wiederum ein solches fortwährendes Suchen der Steuerkanäle des Kommunikationssystems, um das Vorhandensein von Steuersignalen darauf zu ermitteln, sehr ener gieverbrauchend sein.

Fig. 2-I zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzbandes, das allgemein mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet ist, das für zel lulare Kommunikations- bzw. Funkverbindungen eingerichtet ist. Ein Frequenzband 300 ist in zahlreiche Frequenzkanäle unterteilt, von denen einige als Steuerkanäle benannt sind, hier als D₁, D₂, ... D_n bezeichnet, und Verkehrskanäle V₁, V₂, V₃, ... V_n. Mit dem Einschalten eines Funktelefons sucht das Funktelefon, und zwar aufgrund des allgemeinen Betriebsprotokolls zur Einleitung der Einrichtung einer Kommunikationsverbindung mit einer Basisstation, jeden der Steuerkanäle ab, die auf dem Frequenz band 300 definiert sind.

Fig. 2-II zeigt eine schematische Darstellung eines einzelnen Fre quenzkanals, hier mit dem Bezugszeichen 306 bezeichnet, und Zeit schlitze, die darauf über eine Zeitperiode definiert sind. Der Fre quenzkanal 306 stellt Zeitschlitze dar, die auf einem einzelnen Fre quenzkanal definiert sind, wenn eine Zeitmultiplextechnik verwendet wird. Der Frequenzkanal 306 definiert eine Vielzahl von Zeit schlitzen darauf. Unter Verwendung der Benennungen der Fig. 2-I sind die Zeitschlitze V₁ bis V_n so definiert, daß sie Verkehrskanäle sind, und andere Zeitschlitze D₁ bis D_n sind so definiert, daß sie Steuerkanäle sind.

Die Fig. 2-I und 2-II verwenden ähnliche Benennungen bzw. Zu ordnungen, da das Verfahren und der Schaltkreis der bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung so betreibbar sind, um Steu erkanäle zu suchen, die entweder in herkömmlicher Weise oder in ei nem Zeitmultiplexsystem definiert sind.

Ein Abstimmungsschaltkreis des Empfängerteils eines solchen Funkte lefons stimmt das Funktelefon auf jeden der Steuerkanäle D₁, D₂, ... D_n ab, um das Vorhandensein von Steuersignalen zu ermitteln, die auf einem der Steuerkanäle gesendet werden. Die Leistungspegel jedes der ermittelten Steuersignale aus irgendeinem der Steuerkanäle werden gemessen und eine Kommunikationsverbindung wird in Angriff genommen, um sie mit dem Sender auszuführen, der das ermittelte Sig nal des größten Leistungspegels sendet (durch Feststellung des In formationsinhalts eines solchen ermittelten Signals).

Eine Kommunikationsabwärtsverbindung kann mit einem solchen Sender ausgeführt werden, wenn der Informationsinhalt der Steuersignale durch das Funktelefon feststellbar ist. Dies bedeutet, daß dann, wenn ein Versuch unternommen wird, eine Kommunikationsabwärtsverbin dung mit einer Basisstation eines nicht kompatiblen, zellularen Kom munikationssystems vorzunehmen, der Informationsinhalt des Steuer signals durch das Funktelefon nicht festgestellt werden kann. Ein solches Datensignal sollte durch das Funktelefon in darauffolgenden Suchschritten des Steuerkanals ignoriert werden, wenn versucht wird, eine Kommunikationsverbindung mit einer der Basisstationen eines zellularen Kommunikationssystems auszuführen.

Es ist anzumerken, daß die Leistungspegel der Signale, die durch den Sendeempfängerschaltkreis ermittelt werden, schnell und effizient bestimmt werden (d. h. mit geringem Energieverbrauch), wobei die Bestimmung des Informationsinhalts des codierten Signals, das durch den Sendeempfänger ermittelt wird, typischerweise den Betrieb eines Signalsverarbeitungsschaltkreises erfordert. Ein solcher Schaltkreis erfordert eine relativ große Energiemenge für den Betrieb. Die vor liegende Erfindung minimiert vorteilhaft die Zeiten, in denen ein solcher Verarbeitungsschaltkreis betrieben werden muß.

Als nächstes wird zu dem logischen Blockschaltbild der Fig. 3 über gegangen, in der ein Schaltkreis, der allgemein mit dem Bezugszei chen 400 bezeichnet ist, aus den Elementen zusammengesetzt ist, die durch den Block umgeben sind, der unterbrochen dargestellt ist, der die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darge stellt. Der Schaltkreis 400, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, bil det einen Teil eines Funkempfängers, der allgemein mit dem Bezugs zeichen 406 bezeichnet ist. Der Funkempfänger 406 kann zum Beispiel den Empfängerschaltkreisteil eines Funksendeempfängers, wie bei spielsweise ein Funktelefon, das in einem zellularen Kommunikations system betreibbar ist, aufweisen.

Der Funkempfänger 406 ist so betreibbar, um vorgegebene Steuerkanäle abzusuchen, wie beispielsweise Steuerkanäle D₂-D_n, die in Fig. 2-I oder Fig. 2-II dargestellt sind, um das Vorhandensein von Steu ersignalen zu ermitteln, die auf einzelnen der Steuerkanäle gesendet werden.

Die Steuerkanäle, für die die Linien 412 stehen, die durch Sender gesendet werden, wie beispielsweise ein Sender 460, werden durch eine Antenne 418 des Empfängers 406 ermittelt. Signale, die für die Signale repräsentativ sind, die durch die Antenne 418 ermittelt wer den, werden auf der Leitung 420 erzeugt und einem programmierbaren Abstimmungs/Abwärtswandlungsschaltkreis 422 zugeführt. Der Schalt kreis 422 stimmt den Empfänger auf bestimmte Frequenzkanäle ab, im vorliegenden Fall anfänglich die Steuerkanäle, die auf Signale an sprechen, die auf Leitungen bzw. Verbindungen 436 zugeführt werden.

Der Schaltkreis 422 erzeugt Signale auf einer Leitung 448, die für Steuersignale innerhalb bestimmter Kanäle der Frequenzkanäle reprä sentativ sind, auf die der Schaltkreis 422 den Empfänger 406 ab stimmt. Die Signale, die auf der Leitung 448 erzeugt werden, werden einem Demodulator 458 und einem Signalstärkemeßschaltkreis 468 zuge führt. Der Demodulator 458 erzeugt ein demoduliertes Signal auf ei ner Leitung 464, das einem Decoder 470 zugeführt wird. Der Deco der 470 erzeugt Signale auf einer Leitung 476, die einer Verarbei tungsvorrichtung 482 zugeführt werden. Der Decoder arbeitet weiter hin dahingehend, ein decodiertes Signal auf einer Leitung 486 zu erzeugen, die mit einer Wandlereinrichtung 488, wie beispielsweise einem Lautsprecher, verbunden ist.

Der Signalstärkemeßschaltkreis 468 erzeugt ein Signal auf einer Lei tung 492, die mit einem Eingang der Verarbeitungsvorrichtung 482 verbunden ist, um dadurch die Verarbeitungseinrichtung 482 mit In formationen zu versorgen, die sich auf den Leistungspegel des Sig nals, das auf der Leitung 448 erzeugt wird, beziehen. Falls das Sig nal, das auf der Leitung 448 erzeugt wird, für ein Signal, das durch die Antenne 418 ermittelt wird, kennzeichnend ist, ist der Pegel des Signals, das auf der Leitung 492 erzeugt wird, in ähnlicher Weise für den Leistungspegel des Signals, das durch die Antenne 418 er mittelt wird, kennzeichnend.

Ein Speicherelement 496 ist weiterhin in der Figur dargestellt, das mit der Verarbeitungsvorrichtung 482 über Leitungen 498 verbunden ist.

Im Betrieb sucht der Funkempfänger 406 zuerst jeden Kanal eines vor gegebenen Satzes von Steuerkanälen, die auf einem Kommunikationssys tem definiert sind, ab, um das Vorhandensein von Steuersignalen, die darauf gesendet werden, zu ermitteln. Die Verarbeitungsvorrich tung 482 erzeugt Signale auf der Leitung 436, um eine Abstimmung des Schaltkreises 422 auf jeden der Steuerkanäle in einer Abfolge zu bewirken. Wenn der Empfänger 406 auf jeden der Steuerkanäle abge stimmt ist, werden Signale, die für das ermittelte Signal auf dem entsprechenden Kanal der Steuerkanäle kennzeichnend sind, durch den Schaltkreis 422 auf der Leitung 448 erzeugt. Der Signalstärkemeß schaltkreis 468 mißt die Amplituden der Signale, die auf der Lei tung 448 erzeugt werden, und erzeugt Signale auf der Leitung 492, die für solche Leistungspegel kennzeichnend sind. Die Verarbeitungs vorrichtung 482 speichert solche gemessenen Werte in dem Speicher element 496. Die Verarbeitungsvorrichtung 482 arbeitet dahingehend, um die gemessenen Leistungspegel und die Frequenzkanäle, auf denen solche Signale gesendet werden, zueinander zu korrelieren.

Sobald die Leistungspegel der Datensignale, die auf den verschiede nen Steuerkanälen gesendet werden, gemessen worden sind, arbeitet die Verarbeitungsvorrichtung 482 dahingehend, um zu bestimmen, ob ein Versuch unternommen werden sollte, um eine Kommunikationsab wärtsverbindung mit einem Sender einzurichten, der ein Steuersignal auf einem der Steuerkanäle sendet.

Um eine solche Bestimmung vorzunehmen, bildet der Prozessor 482 zu erst einen ersten Untersatz von Steuerkanälen des Satzes der Steuer kanäle. Die Steuerkanäle, von denen der erste Untersatz umfaßt wird, werden in Abhängigkeit der Leistungspegel der Steuersignale, die darauf gesendet werden, ausgewählt.

In der bevorzugten Ausführungsform werden nur Steuerkanäle ausge wählt, auf denen Datensignale vorhanden sind, die Leistungspegel jenseits von entweder: 1.) einem dynamisch eingerichteten "Rauschun tergrund"-Pegel; oder 2.) einem absolut bewerteten Rauschunter grund, um die Kanäle des ersten Untersatzes der Steuerkanäle zu bil den, ausgewählt werden.

Der dynamisch eingerichtete Rauschuntergrund (noise floor) wird durch Vergleich der Leistungspegel jedes der Steuersignale, die durch den Signalstärkemeßschaltkreis 468 gemessen werden, eingerich tet. Der Rauschuntergrund wird an einem Leistungspegel an einem be stimmten Wert oberhalb eines gemessenen Leistungspegels der nied rigsten Stärke eingerichtet.

Fig. 4-I zeigt eine Darstellung eines dynamisch eingerichteten Rauschuntergrunds, der in der Figur durch die Linie 550 bezeichnet ist. Jeder Pfeil 560 bezeichnet ein Signal, das auf einem Steuersig nal durch den Empfänger 406 der Fig. 3 ermittelt wird. Die Höhe je des Pfeils 560 ist für den Leistungspegel davon kennzeichnend. Die Linie 550, die den dynamisch eingerichteten Rauschuntergrund be zeichnet, ist an einem bestimmten Leistungspegel eingerichtet, der durch die Klammer 570 bezeichnet ist, und zwar oberhalb des Leis tungspegels des Signals des niedrigsten Leistungspegels, beispiels weise ein Signal, das durch den Pfeil 560 dargestellt ist, das an der am weitesten nach rechts liegenden Seite der Figur positioniert ist. Frequenzkanäle, auf denen Datensignale von Leistungspegeln größer als dieser Rauschuntergrund vorhanden sind, werden ausge wählt, um den ersten Untersatz von Steuerkanälen zu bilden. Da der Wert des dynamisch eingerichteten Rauschuntergrunds von den gemes senen Leistungspegelwerten abhängt, ist der Wert eines solchen Rauschuntergrunds, der so eingerichtet wird, variabel, und zwar in Abhängigkeit der momentan gemessenen Leistungspegel der Steuersig nale.

Der absolut bewertete Rauschuntergrund ist ein Leistungspegel einer ausgewählten Stärke. Fig. 4-II zeigt eine Darstellung des absolut bewerteten Rauschuntergrunds, der in der Figur durch die Linie 605 bezeichnet ist. Jeder Pfeil 610 kennzeichnet ein Signal, das auf einem Steuerkanal ermittelt wird. Die Signale, die durch die Pfei le 610 dargestellt sind, entsprechen Signalen, die durch die Pfei le 560 der Fig. 4-I dargestellt sind, und die Höhen jedes Pfeiles sind für den Leistungspegel davon kennzeichnend.

Frequenzkanäle, auf denen Steuersignale von Leistungspegeln größer als dieser Rauschuntergrund vorhanden sind, werden ebenfalls ausge wählt, um den ersten Untersatz von Steuerkanälen zu bilden. Demzu folge werden in der bevorzugten Ausführungsform Steuerkanäle ausge wählt, um den ersten Untersatz von Steuerkanälen zu bilden, falls ein Steuersignal, das darauf gesendet wird, größer als entweder der dynamisch eingerichtete Rauschuntergrund oder der absolut bewertete Rauschuntergrund ist.

Ein Versuch, eine Kommunikationsverbindung mit einem Sender vorzu nehmen, der ein Steuersignal zu dem Empfänger 406 sendet, wird nur mit Sendern vorgenommen, die Signale auf Steuerkanälen des ersten Untersatzes von Steuerkanälen senden.

Eine Kommunikationsverbindung wird nur dann in Angriff genommen, wenn der Decoder 470 das Vorhandensein von gültigen Informationen des Steuersignals anzeigt, wenn sie durch den Demodulator 458 demo duliert sind, und sie werden dorthin über die Leitung 464 zugeführt. (Dies bedeutet, daß der Decoder 470 Signale auf der Leitung 476 er zeugt, wenn der Informationsinhalt des Steuersignals, das auf dem ausgewählten Steuerkanal gesendet wird, festgestellt wird.) Das Signal, das durch den Decoder 470 auf der Leitung 476 erzeugt und einem Eingang der Verarbeitungsvorrichtung 482 zugeführt wird, zeigt eine richtige Decodierung des Informationsinhalts eines solchen Steuersignals an und demzufolge einen Hinweis, daß eine Kommuni kationsverbindung mit dem Sender, der ein solches Steuersignal sen det, vorgenommen werden soll.

Falls eine Kommunikationsverbindung nicht mit irgendeinem der Sender vorgenommen werden kann, der die Steuersignale auf den Frequenzka nälen eines solchen ersten Untersatzes von Frequenzkanälen sendet, nimmt der Funksendeempfänger eine Pause für eine bestimmte Zeit periode vor, bevor er erneut beginnt zu versuchen, eine Kommuni kationsverbindung mit dem Sender einzurichten. Während einer solchen Zeitperiode können Bereiche des Schaltkreises des Empfängers leis tungsmäßig heruntergefahren werden, um den Energieverbrauch des Empfängers 406 während einer solchen Periode zu begrenzen. (Zum Bei spiel kann ein Decoder 470, der typischerweise einen digitalen Sig nalprozessor aufweist, leistungsmäßig während einer solchen Zeit periode heruntergefahren werden.) In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zeitperiode, während der Bereiche des Sendeempfängers leistungsmäßig heruntergefahren werden, geringer als eine vorgegebene Zeitgröße (z. B. fünfzehn Se kunden), und die Zeitperiode ist durch die Gleichung gegeben:

TP = (x + (y . die Zahl der Frequenzkanäle des ersten Un tersatzes)) . z%

wobei:
TP die Zeitperiode ist (in Sekunden);
x die Zeitperiode ist, die erforderlich ist, um die Leis tungspegel der Datensignale zu messen, die auf irgend einem der Steuerkanäle übertragen werden;
y die Zeit ist, die erforderlich ist, sobald eine Ent scheidung vorgenommen worden ist, einen Versuch zu unter nehmen, eine Kommunikationsverbindung mit einer der Ba sisstationen einzurichten, für den Schaltkreis 422, den Empfänger 406, auf einen bestimmten Steuerkanal abzustim men; und
z ein erforderlicher Betriebszyklus des Funkempfängers ist.

Nachdem die Zeitperiode abgelaufen ist, während der der Empfänger leistungsmäßig heruntergefahren war, wird Leistung erneut zu allen Schaltkreiskomponenten des Empfängers 406 zugeführt und der Schalt kreis 422 wird wieder tätig, um den Sendeempfänger auf jeden der Steuerkanäle des Frequenzbands abzustimmen. Die Leistungspegel jedes der Signale, die auf jedem der entsprechenden der Steuerkanäle ge sendet werden, werden wieder gemessen (d. h. zurückgemessen), und zwar durch den Schaltkreis 468, und Signale, die für die gemessenen Leistungspegel kennzeichnend sind, werden auf einer Leitung 492 zu der Verarbeitungsvorrichtung 482 zugeführt. Die Verarbeitungsvor richtung 482 arbeitet so, um die zurückgemessenen Leistungspegel der Steuersignale, die auf den entsprechenden der Steuerkanäle gesendet werden, zu vergleichen, und um solche zurückgemessenen Leistungspe gel mit entsprechenden, zuvor gemessenen Leistungspegeln der Sig nale, die auf den Frequenzkanälen des ersten Untersatzes der Fre quenzkanäle gesendet werden, zu vergleichen.

Die Verarbeitungsvorrichtung 482 arbeitet so, um einen zweiten Un tersatz von Steuerkanälen zu bilden. Nur Steuerkanäle, auf denen Datensignale vorhanden sind, die höhere Leistungspegel besitzen, die: 1.) zuvor geringer als der dynamisch eingerichtete Rauschunter grund waren und die unter der Zurückmessung oberhalb des dynamisch eingerichteten Rauschuntergrunds liegen; 2.) zuvor geringer als der absolut bewertete Rauschuntergrund waren und die unter Zurückmessung oberhalb eines solchen absolut eingerichteten Rauschuntergrunds sind; oder 3.) die ein signifikantes Ansteigen in dem Leistungspegel zeigen (zum Beispiel ein Ansteigen im Leistungspegel um sechs Dezi bel), werden ausgewählt, um die Kanäle des zweiten Untersatzes der Steuerkanäle zu bilden, und es wird eine Kommunikationsverbindung in Angriff genommen, die nur mit Sendern durchgeführt wird, die Signale auf Frequenzkanälen dieses zweiten Untersatzes senden. Der Deco der 470 wird wieder aktiv, um Signale auf der Leitung 776 zu erzeu gen, um anzuzeigen, ob eine Kommunikationsverbindung ausgeführt wer den kann.

(Es sollte angemerkt werden, das andere Verfahren zur Auswahl des zweiten Untersatzes der Frequenzkanäle auch verwendet werden können. Zum Beispiel können, in einer Substitution für die vorstehenden Schritte 1.) und 2.), die Steuerkanäle auf den Datensignalen, die Leistungspegel besitzen, die zuvor geringer als sowohl der dynamisch eingerichtete Rauschuntergrund als auch der absolut bewertete Rauschuntergrund waren, und die mit der Zurückmessung oberhalb einem von beiden Rauschuntergründen liegen, verwendet werden, um den zwei ten Untersatz der Steuerkanäle zu bilden.)

In besonderer Weise arbeitet die Verarbeitungsvorrichtung 482 so, um zu bestimmen, auf welchen Frequenzkanälen Signale vorhanden sind, die zuvor unterhalb eines von beiden Rauschuntergründen waren - d. h. unterhalb entweder des dynamisch eingerichteten Rauschuntergrunds oder des absolut bewerteten Rauschuntergrunds - und die, wenn sie zurückgemessen werden, sich oberhalb des entspre chenden einen der Rauschuntergründe befinden oder von einer wesent lich erhöhten Stärke sind.

Eine Leitung ist weiterhin in der Figur dargestellt, die eine Lei tung für eine externe Eingabe in die Verarbeitungsvorrichtung 482 darstellt, um die Betriebsweise des Empfängers 406 zu jedem Zeit punkt zurückzusetzen. Ein solches Signal kann zum Beispiel durch Betätigung eines Betätigungsschalters, der mit der Leitung 499 ver bunden ist, erzeugt werden.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung der Betriebsweise der Verarbeitungs vorrichtung 482, um zu bestimmen, welche Frequenzkanäle auszuwählen sind, um den zweiten Untersatz der Frequenzkanäle zu bilden. Wie derum werden Versuche unternommen, eine Kommunikationsverbindung mit nur diesen Sendern auszuführen, die Signale auf Steuerkanälen eines solchen zweiten Untersatzes senden.

Eine horizontale Linie 650 stellt den dynamisch eingerichteten Rauschuntergrund dar, und die horizontale Linie 655 stellt den abso lut bewerteten Rauschuntergrund dar. (Es ist anzumerken, daß die relativen Werte der Rauschuntergründe auch umgekehrt werden können, nämlich der absolut bewertete Rauschuntergrund kann ein Wert größer als der dynamisch eingerichtete Rauschuntergrund sein.) Ein Pfeil 606 stellt ein Signal dar, das auf einem Frequenzkanal gesen det wird, das einen anfänglich gemessenen Leistungspegel unterhalb der Rauschuntergründe 650 und 655 besitzt. (Es ist anzumerken, daß die Rauschuntergründe 650 und 655 den Rauschuntergründen 550 und 605 der Fig. 4-I und 4-II jeweils entsprechen.) Die Frequenzkanäle, auf denen ein Signal 606 gesendet wird, bilden nicht einen Teil des ers ten Untersatzes der Frequenzkanäle, da der Leistungspegel des Sig nals 606 während einer anfänglichen Messung unterhalb der Rauschun tergründe lag.

Allerdings liegt das Signal, nachdem der Sendeempfänger für die Zeitperiode pausiert, die durch den vorstehend angegebenen Al gorithmus bestimmt wird, und die Leistungspegel der Signale, die von den verschiedenen der Steuerkanäle gesendet werden, zurückgemessen sind, das Signal, das auf demselben Steuerkanal erzeugt wird und hier durch den Pfeil 644 angegeben ist, der unterbrochen dargestellt ist, oberhalb mindestens einem der Rauschuntergründe. Ein solcher Steuerkanal wird so ausgewählt, um einen Steuerkanal des zweiten Untersatzes der Frequenzkanäle zu bilden. Und es wird versucht, eine Kommunikationsabwärtsverbindung mit einem Sender auszuführen, der ein Steuersignal auf einem ausgewählten Steuerkanal des zweiten Un tersatzes der Steuerkanäle sendet. Ein Steuerkanal, der ein Steuer signal, das darauf gesendet wird, mit wesentlich angehobenen Leis tungspegeln besitzt (unabhängig davon, ob der zurückgemessene Wert einen Rauschuntergrund übersteigt) wird ebenfalls ausgewählt, um den zweiten Untersatz von Steuerkanälen zu bilden. Ein solches Signal ist in Fig. 5 durch einen Pfeil 670 angegeben, der unterbrochen dar gestellt ist.

Falls, nachdem die Leistungspegel der Datensignale, die auf den ent sprechenden Kanälen der Steuerkanäle gesendet werden, zurückgemessen sind, keine Kommunikationsabwärtsverbindung vorgenommen werden kann, pausiert der Funkempfänger 406 erneut für eine Zeitperiode und der Schaltkreis des Empfängers fährt leistungsmäßig erneut herunter. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die vorbestimmte Zeitperiode eine Zeitperiode entsprechend dem größeren von einer festen Zeit periode oder dem vorstehend angeführten Algorithmus.

Dies bedeutet, daß die Zeitperiode, während der Bereiche des Empfängers leistungsmäßig herunterfahren werden, größer als eine feste Zeitgröße ist (z. B. fünfzehn Sekunden), und die Zeitperiode durch folgende Gleichung gegeben ist:

TP = (x + (y . die Zahl der Frequenzkanäle des ersten Un tersatzes)) . z%

Wie wiederum die Fig. 1 zeigt, liegen, wenn sich das Funktelefon außerhalb des Bereich der zellularen Überdeckung des zellularen Kom munikationssystems 100 befindet, Signale, die durch verschiedene der Basisstationen auf den Steuerkanälen gesendet werden, unterhalb der Rauschuntergründe. Ein Funktelefon, das einen Schaltkreis ähnlich dem Funkempfänger 406 umfaßt, wird keinen Versuch unternehmen, eine Kommunikationsabwärtsverbindung mit irgendeiner der Basisstationen, die irgendeines von solchen Signalen auf irgendeinem der Frequenzka näle sendet, herzustellen. Allerdings wird, wenn das Funktelefon so zurückgebracht wird, daß es sich innerhalb der zellularen Über deckungsfläche des zellularen Kommunikationssystems 100 befindet, und die Leistungspegel der Datensignale, die auf den verschiedenen Steuerkanäle durch die Basisstationen gesendet werden, zurückgemes sen werden, mindestens eines der Steuersignale jetzt einen Leis tungspegel über den Rauschuntergründen aufweisen oder in Form eines wesentlich angehobenen Leistungspegels vorliegen. Steuerkanäle, auf denen solche Datensignale gesendet werden, werden ausgewählt, um die Steuerkanäle des zweiten Untersatzes der Frequenzkanäle zu bilden, und es wird ein Versuch unternommen, eine Kommunikationsverbindung mit der Basisstation, die ein solches Signal auf einem solcher Steu erkanäle sendet, herzustellen. Da der Funkempfängerschaltkreis für eine vorgegebene Zeitperiode leistungsmäßig herunterfährt, nachdem eine Bestimmung vorgenommen wurde, daß eine Kommunikationsverbindung nicht mit irgendeinem der Sender, die Steuersignale auf verschiede nen der Steuerkanäle senden, vorgenommen werden kann, wird der Energieverbrauch des Funkempfängers minimiert.

Ein solches Verfahren einer Auswahl von Steuerkanälen, um den zwei ten Untersatz der Steuerkanäle zu bilden, wird wiederholt, Kommuni kationsabwärtsverbindungen werden versucht einzurichten und eine leistungsmäßige Herabsetzung des Empfängerschaltkreises tritt auf, falls keine Abwärtsverbindung fortlaufend eingerichtet werden kann. Nach einer ausgewählten Zeitperiode, wie beispielsweise zehn Minu ten, wird das System, falls eine Kommunikationsabwärtsverbindung nicht eingerichtet werden kann, erneut initialisiert, um wiederum einen ersten Untersatz von Steuerkanälen zu bestimmen.

Als nächstes wird zu dem logischen Flußdiagramm der Fig. 6 überge gangen, wo ein Algorithmus, allgemein mit dem Bezugszeichen 680 be zeichnet, der das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung einsetzt, dargestellt ist. Zuerst werden, wie durch den Block 684 angegeben ist, die Leistungspegel der Signale, die auf jedem der Steuerkanäle gesendet werden, gemessen. Der erste Untersatz der Steuerkanäle wird gebildet, wie durch den Block 688 angegeben ist, und es wird ein Versuch unternommen, eine Kommuni kationsabwärtsverbindung mit einem Sender vorzunehmen, der ein Steu ersignal auf einem solcher Kanäle sendet, wie durch den Block 692 angegeben ist.

An einem Entscheidungsblock 696 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob eine Kommunikationsabwärtsverbindung durchgeführt werden kann. Falls eine Abwärtsverbindung durchgeführt werden kann, geht die Ja-Ver zweigung zu einem Block 700 über und die Abstimmungsfrequenz des Empfängers, die den Schaltkreis abstimmt, wird auf der Frequenz des ausgewählten Steuerkanals erhalten. Andernfalls wird die Nein-Ver zweigung ausgeführt, wo die gemessenen Leistungspegel gesichert wer den, wie durch den Block 704 angegeben ist, und Teile des Empfängers werden leistungsmäßig für eine Zeitperiode heruntergefahren, wie dies durch den Block 708 angegeben ist.

Nachdem die Zeitperiode abgelaufen ist, werden die Bereiche des Empfängers erneut leistungsmäßig hochgefahren und die Leistungspegel der Steuersignale, die auf den Steuerkanälen gesendet werden, werden zurückgemessen, wie durch den Block 708 angegeben ist. Der zweite Untersatz der Steuerkanäle wird gebildet, wie durch den Block 712 angegeben ist, und es wird ein Versuch unternommen, eine Abwärtsver bindung mit dem Sender einzurichten, der ein Steuersignal auf einem solcher Kanäle sendet, wie durch den Block 716 angegeben ist.

An einem Entscheidungsblock 720 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob eine Abwärtsverbindung eingerichtet werden kann. Falls eine Abwärts verbindung eingerichtet werden kann, wird über die Ja-Verzweigung zu dem Block 724 übergegangen und die Abstimmfrequenz des Empfängerab stimmschaltkreises wird auf einer Frequenz des ausgewählten Steuer kanals ausgewählt. Im anderen Fall wird die Nein-Verzweigung genom men, wo die gemessenen Leistungspegel gesichert werden, um die ge speicherten Leistungspegel dadurch zu aktualisieren, wie durch den Block 728 angezeigt ist, und die Bereiche des Empfängers werden für eine Zeitperiode leistungsmäßig heruntergefahren, wie dies durch den Block 732 angegeben ist.

Nachdem die Zeitperiode abgelaufen ist, wird eine Bestimmung vorge nommen, wie durch den Block 736 angegeben ist, ob eine verlängerte Zeitperiode seit der ersten Messung der Leistungspegel der Steuer signale (an dem Block 684) vergangen ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Ja-Verzweigung zu dem Block 684 genommen und das Verfahren wiederholt. Im anderen Fall wird die Nein-Verzweigung zu dem Block 768 genommen und die Leistungspegelsteuersignale werden zu rückgemessen.

Als nächstes wird zu dem logischen Flußdiagramm der Fig. 7 überge gangen, wo die Verfahrensschritte der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, das allgemein mit dem Bezugszeichen 750 bezeichnet ist, der vorliegenden Erfindung aufgelistet sind. Das Verfahren 750 wählt eine Abstimmung des Abstimmschaltkreises eines Funkempfängers auf einen Frequenzkanal eines Satzes von Frequenzkanälen aus, die auf einem Frequenzband definiert sind. Jeder Frequenzkanal des Satzes der Frequenzkanäle ist für eine Übertragung eines Kommuni kationssignals darauf geeignet, das durch einen Sender eine Gruppe von entfernt positionierten Sendern gesendet wird.

Zuerst wird, wie durch den Block 756 angegeben ist, der Abstimm schaltkreis des Funkempfängers auf jeden Frequenzkanal des Satzes der Frequenzkanäle, die auf dem Frequenzband definiert sind, abge stimmt.

Als nächstes werden, wie durch den Block 762 angegeben ist, die Leistungspegel der Kommunikationssignale, die auf den einzelnen der Frequenzkanäle des Satzes der Frequenzkanäle gesendet werden, ge messen.

Als nächstes werden, wie durch den Block 768 angegeben ist, die Fre quenzkanäle, auf denen Kommunikationssignale von gemessenen Leis tungspegeln unterhalb eines minimalen Leistungspegels gesendet wer den, ausgewählt, um einen ersten Untersatz von Frequenzkanälen zu bilden.

Als nächstes wird, wie durch den Block 774 angegeben ist, eine Be stimmung vorgenommen, ob eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Funksendeempfänger und einzelnen der Sender vorgenommen werden kann, die Kommunikationssignale auf den Frequenzkanälen des ersten Unter satzes der Frequenzkanäle senden.

Dann wird, wie durch die Blöcke 778 und 782 angegeben ist, entweder eine Abstimmung des Abstimmungsschaltkreises des Funkempfängers auf einen Frequenzkanal ausgewählt, auf dem ein Kommunikationssignal, das durch einen Sender gesendet wird, zu dem eine Kommunikationsver bindung mit dem Funkempfänger vorgenommen werden kann, oder 1.) der Abstimmschaltkreis des Funkempfängers wird auf jeden Frequenzkanal des Satzes der Frequenzkanäle zurückabgestimmt, 2.) die Leistungs pegel der Kommunikationssignale werden zurückgemessen, 3.) ein zwei ter Untersatz von Frequenzkanälen wird gebildet, und 4.) eine Ab stimmung des Funkempfängers auf einen Frequenzkanal des zweiten Un tersatzes der Frequenzkanäle wird ausgewählt, wenn eine Kommuni kationsverbindung damit vorgenommen werden kann.

Schließlich ist, wie das Blockschaltbild der Fig. 8 zeigt, ein Funk sendeempfänger, wie beispielsweise ein Funktelefon, das allgemein mit dem Bezugszeichen 800 bezeichnet ist, dargestellt. Der Sende empfänger 800 umfaßt einen Schaltkreis 806, der die Elemente inner halb des Blocks, der unterbrochen dargestellt ist, umfaßt, und zwar in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Schaltkreis 806 entspricht dem Schaltkreis 400 der Fig. 3. Der Empfängerabschnitt des Funksendeempfängers 800 ist ähnlich dem jenigen Funkempfänger 406, der in dem Blockschaltbild der Fig. 3 dargestellt ist, und die Betriebsweise davon wird nicht erneut im Detail beschrieben. Eine Überprüfung des Empfangsteils des Funksen deempfängers 800 zeigt an, daß der Funksendeempfänger 800 eine An tenne 818 aufweist, mit der eine Leitung 820 zur Verbindung der An tenne 818 mit einem programmierbaren Abstimm/Herunterwandlungs schaltkreis 822 verbunden ist. Die Betriebsweise des Schaltkrei ses 822 wird durch ein Eingangssignal gesteuert, das über Lei tungen 836 zugeführt wird. Der Schaltkreis 822 erzeugt ein Signal auf einer Leitung 848, die mit einem Demodulatorschaltkreis 858 und einem Signalstärkemeßschaltkreis 868 verbunden ist. Der Modulator schaltkreis 858 erzeugt ein demoduliertes Signal auf der Lei tung 864, das dem Decoder 870 zugeführt wird.

Der Decoder 870 erzeugt ein Signal auf der Leitung 876, die mit ei nem Eingang der Verarbeitungsvorrichtung 882 verbunden ist. Der De coder 870 erzeugt weiterhin ein decodiertes Signal auf einer Lei tung 886, das einem Wandler 888, wie beispielsweise einem Laut sprecher, zugeführt wird. Der Signalstärkemeßschaltkreis 868 erzeugt ein Signal, das der Verarbeitungsvorrichtung 482 über eine Lei tung 892 zugeführt wird. Ein Speicherelement 896 ist weiterhin mit der Verarbeitungsvorrichtung 882 verbunden, und zwar über Lei tungen 898, und eine Leitung 899 bildet einen externen Eingang zu der Verarbeitungsvorrichtung 882.

Der Funksendeempfänger 800 ist weiterhin so dargestellt, daß er ei nen Sendebereich umfaßt, der Bereiche von Komponenten aufweist, die allgemein so dargestellt sind, daß sie einen Wandler, wie bei spielsweise ein Mikrofon 908, einen Codierer 912, einen Modula tor 916 und einen programmierbaren Abstimmaufwärtswandlungsschalt kreis 922 umfasst. Die Betriebsweise des Schaltkreises 922 wird durch Eingangssignale gesteuert, die über eine Leitung 928 zugeführt werden. Der Schaltkreis 922 erzeugt ein Signal an der Leitung 934, die mit einer Antenne 818 verbunden ist, um eine Sendung von In formationssignalen von dort zu ermöglichen.

Claims

1. Schaltkreis (400; 806) für einen Funkempfänger (406; 800) zum Auswählen einer Abstimmfrequenz eines Frequenzkanals (D₁- D_n) aus einem Satz von Frequenzkanälen (D₁-D_n) eines Frequenz bandes, wobei jeder Frequenzkanal (D₁-D_n) für eine Übertra gung von einem Sender (416) aus einer Gruppe von entfernt ange ordneten Sendern geeignet ist, und wobei der Schaltkreis (400; 806) aufweist:
eine Meßeinrichtung (468; 868) zum Messen von Leistungspegeln von Kommunikationssignalen, die auf einzelnen Frequenzkanälen aus dem Satz von Frequenzkanälen übertragen werden und zum Speichern (596; 896) der entsprechenden gemessenen Leistungspe gelwerte;
eine Einrichtung zum Auswählen (482; 882) von Frequenzkanälen, bei denen die gemessenen Leistungspegel zumindest über einem vorgegebenen minimalen Leistungspegel (550; 605) liegen, um so mit einen ersten Untersatz von Frequenzkanälen zu bestimmen;
eine Einrichtung zum Bestimmen (470, 482; 870, 882), wenn eine Verbindung zwischen dem Funkempfänger und einem Sender, der auf einen Frequenzkanal aus dem ersten Untersatz überträgt, bewirkt werden soll; und
eine Einrichtung (436, 482; 836, 882) zum Einstellen der Ab stimmfrequenz des Abstimmschaltkreises auf den Frequenzkanal aus dem ersten Untersatz von Frequenzkanälen, auf dem die Ver bindung aufgebaut werden soll;
eine Einrichtung zum Speichern (482; 882) der gemessenen Lei stungspegel, zum erneuten Messen (468; 868) der Leistungspegel der Frequenzkanäle, zum Auswählen derjenigen Frequenzkanäle aus den erneut gemessenen Frequenzkanälen (470, 482; 870, 882), bei denen die Kommunikationssignale Leistungspegel aufweisen, die zumindest über einem vorgegebenen minimalen Leistungspegel lie gen und früher unter diesem minimalen Leistungspegel lagen, um somit einen zweiten unterschiedlichen Untersatz von Frequenzka nälen zu bestimmen, und zum Bestimmen, ob eine Verbindung zwi schen dem Funkempfänger und einem Sender, der auf einen Fre quenzkanal des zweiten Untersatzes sendet, bewirkt werden soll, und zum Einstellen der Abstimmfrequenz des Funkempfängers auf den entsprechenden Frequenzkanal aus dem zweiten Untersatz von Frequenzkanälen, falls eine Verbindung bewirkt werden soll.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Ab stimmen weiterhin eine Einrichtung zum sequentiellen Abstimmen des Funkempfängers (406; 800) auf jeden Frequenzkanal des Sat zes von Frequenzkanälen aufweist.

3. Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Mes sen (468; 868) eine Einrichtung zum Messen der Amplituden der Kommunikationssignale aufweist.

4. Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei die gemessenen Leistungs pegel in einem Speicherelement (496; 896) gespeichert werden.

5. Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei der minimale Leistungspe gel (550; 605), der von der Einrichtung zum Auswählen (482; 882) verwendet wird, einem Absolutwert für Rauschen entspricht.

6. Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei der minimale Leistungspe gel, der von der Einrichtung zum Auswählen verwendet wird, einem Wert entspricht, der durch die gemessenen Leistungspegel bestimmt wird.

7. Schaltkreis nach Anspruch 6, wobei der minimale Leistungspe gel ein Wert ist, der um ein vorgegebenes Maß über dem klein sten gemessenen Leistungspegel liegt.

8. Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Be stimmen (482; 882) aufweist: eine Einrichtung zum Decodieren (470; 870) der Kommunikations signale, die auf den Untersatz der Frequenzkanäle übertragen werden, um somit decodierte Signale zu erhalten, und eine Ein richtung, die in Antwort auf die decodierten Signale Teile der decodierten Signale mit im Funkempfänger gespeicherten Daten vergleicht.