DE69127747T2

DE69127747T2 - Vielfach-Zugriffverarbeitung in einem zellularen Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69127747T2
Application number: DE69127747T
Authority: DE
Inventors: Roland Bodin; Harald Kallin
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2011-11-19
Also published as: ES2108039T3; DE69133292T2; MY106895A; KR920011113A; EP0488976A2; AU8814491A; EP0782366B1; KR100216385B1; EP0488976A3; DE69127747D1; SG44068A1; CN1062059A; HK1010114A1; EP0488976B1; DE69133292D1; CN1025401C; AU652003B2; EP0782366A2; US5257399A; EP0782366A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Zellular-Mobilfunksysteme. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Zugriffsanfragen, Funkruf-Antworten (Paging-Antworten) oder Registrierungszugriffen von mobilen Stationen auf Basisstationen in solcher Weise, daß eine fehlerhafte Verarbeitung beseitigt wird, die unter bestimmten Bedingungen auftreten kann, gerichtet. Derartige Bedingungen umfassen die Situation, die sich ergibt, wenn Basisstationen, die nicht zur Behandlung eines bestimmten Zugriffs oder einer Paging-Antwort vorgesehen sind, den bestimmten Zugriff oder die Paging-Antwort mithören und ihn/sie an das Mobilvermittlungszentrum berichtet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein typisches Zellular-Mobilfunktelefonsystem besteht aus wenigstens einem Mobilvermittlungszentrum (die auch als eine Mobiltelefon- Vermittlungsstelle bekannt ist), wenigstens einer Basisstation und wenigstens einer mobilen Station. Das Mobilvermittlungszentrum bildet eine Schnittstelle zwischen dem Funksystem und dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetz. Die Basisstation überträgt Information zwischen den mobilen Stationen und dem Mobilvermittlungszentrum. Anrufe an und von mobilen Teilnehmern werden durch das Mobilvermittlungszentrum vermittelt. Das Mobilvermittlungszentrum stellt auch sämtliche Signalisierungsfunktionen bereit, die zum Aufbau der Anrufe benötigt werden.
Um eine Funkabdeckung eines geographischen Gebiets zu erhalten, werden normalerweise eine Anzahl von Basisstationen benötigt. Diese Anzahl ist in einem Bereich von einer Basisstation, in einem außergewöhnlichen Fall, und bis zu 100 oder mehr Basisstationen in normalen Systemen. Das Gebiet wird in Zellen aufgeteilt, wobei jede Zelle entweder durch eine Basisstation bedient werden kann oder eine Basisstation gemeinsam mit einer Anzahl der anderen Zellen verwenden kann. Jede Zelle weist einen zugehörigen Steuerkanal auf, über den eine Steuerungs-(keine Sprache)-Information zwischen den mobilen Einheiten in dieser Zelle und der Basisstation ausgetauscht wird. Allgemein gesagt umfaßt der Steuerkanal einen speziell vorgesehenen Kanal bei einer bekannten Frequenz, über den bestimmte Information von der Basisstation an mobile Stationen kommuniziert wird, einen Funkruf-Kanal (Paging-Kanal) für unidirektionale Informationsübertragungen von der Basisstation an die mobilen Stationen und einen Zugriffskanal für bidirektionale Kommunikationen zwischen den mobilen Stationen und der Basisstation. Diese verschiedenen Kanäle können die gleiche Frequenz gemeinsam verwenden oder sie können bei jeweiligen unterschiedlichen Frequenzen arbeiten.
Jede mobile Station ist einem Mobilvermittlungszentrum oder einem Heimatregister zugeordnet. Das Heimatregister ist eine Datenbank, die Information über alle ihre zugeordneten Teilnehmer und wo sie sich in dem Netz befinden, enthält. Das Heimatregister kann ein alleinstehender intelligenter Prozessor sein, der mit einem oder mehreren Mobilvermittlungszentren verbunden ist, oder er kann ein Teil eines Mobilvermittlungszentrums sein, möglicherweise mit einem oder mehreren anderen Mobilvermittlungszentren verbunden. Wenn eine mobile Station ein Bedienungsgebiet eines zweiten Mobilvermittlungszentrums betritt, dem sie nicht zugeordnet ist, wird die neue Vermittlungsstelle als eine besuchte Vermittlungsstelle angesehen und der Teilnehmer als ein Besucherteilnehmer. Anrufe werden nun an dieses zweite Mobilvermittlungszentrum geleitet und darin vermittelt.
Drei Arten von Übertragungen finden normalerweise auf den Steuerkanälen zwischen den mobilen Stationen und der Basisstation statt, obwohl andere Typen möglich sind, beispielsweise eine Auditanfrage und eine Antwort, oder eine Bestellbestätigung. Wenn zunächst von einer mobilen Station ein Anruf ausgeht, sendet sie eine Zugriffsanfrage an die Basisstation, deren Steuerkanal das stärkste oder zweitstärkste Signal aufweist. Die Zugriffsanfrage dient dazu, die Basisstation darüber zu informieren, daß der anfragenden mobilen Station ein Sprachkanal zugeordnet werden muß, über den der Anruf verbunden werden kann. Wenn als zweites eine mobile Station von einer Basisstation per Funkruf angerufen wird (gepagt wird), was anzeigt, daß die Basisstation einen Anruf hat, der zu dem mobilen Teilnehmer zustandekommen oder abgeschlossen werden soll, sendet die gepagte mobile Station eine Paging-Antwort auf dem Zugriffskanal zurück. Wenn schließlich eine mobile Station sich von einer Zelle zu einer anderen bewegt, oder wegen anderer Gründe, kann die mobile Station einen Registrierungszugriff senden, um sich und ihre Anwesenheit an der Telefonvermittlungsstelle, die zu der Zelle gehört, zu identifizieren.
Ein Zugriff eines ausgehenden Anrufs oder eine Paging-Antwort wird wie folgt ausgeführt. Die mobile Station tastet die Steuerkanäle der umgebenden Basisstationen ab und wählt denjenigen mit dem stärksten oder zweitstärksten Signal, über den der Zugriff auszuführen ist. Die mobile Station führt dann den Zugriff aus, indem sie eine Übertragung auf dem umgekehrten Steuerkanal zu der zugehörigen Basisstation sendet. Die zugehörige Basisstation leitet dann den Zugriff oder die Paging-Antwort an ihr Mobilvermittlungszentrum.
Ein Registrierungszugriff wird in Zellularsystemen wie folgt ausgeführt. Ein Registrierungszugriff ist ein Zugriff, der von einer mobilen Station angefordert wird, um sich selbst an einer Basisstation als in dem System zum Zeitpunkt einer Übersendung der Nachricht an die Basisstation aktiv zu identifizieren. Der Registrierungszugriff kann wegen vielerlei Gründen angefordert werden, beispielsweise: Die mobile Station wird eingeschaltet; die mobile Station bestimmt, daß die Zeit, die seit der letzten Registrierung abgelaufen ist, eine spezifische Grenze überschritten hat; oder die mobile Station erfaßt eine Identifikation eines anderen Systems oder eines anderen Gebiets (SID oder AID). Die mobile Station tastet dann die Steuerkanäle von umgebenden Basisstationen ab und wählt denjenigen mit dem stärksten oder zweitstärksten Signal, auf dem der Registrierungszugriff zustandekommen soll, wie voranstehend bezüglich einer Anrufeinleitung beschrieben. Die zugehörige Basisstation leitet dann den Registrierungszugriff an ihr Mobilvermittlungszentrum.
Der Einfachheit halber können in der folgenden Diskussion eine Zugriffsanfrage, eine Paging-Antwort und ein Registrierungszugriff des oben beschriebenen Typs als eine Mobilstations-erzeugte Übertragung bezeichnet werden, wenn die Diskussion sich auf alle drei Typen bezieht.
Aufgrund einer ungünstigen (niedrigen) Dämpfung zwischen den entfernten Basisstationen und den mobilen Stationen ist es möglich, daß zwei oder mehrere Basisstationen eine Mobilstations-erzeugte Übertragung empfangen werden, während nur eine Basisstation tatsächlich der beabsichtigte Empfänger ist. Mit anderen Worten, es ist möglich, daß eine Mobilstations-erzeugte Übertragung, die für eine gegebene Basisstation vorgesehen ist, von einer anderen Basisstation, die auf der gleichen oder einer benachbarten Frequenz arbeitet, mitgehört wird. Das Risiko davon steigt mit der Anzahl von Zellen oder der Anzahl von Basisstationen in einem gegebenen Bereich, um die zunehmende Anzahl von mobilen Stationen zu behandeln.
Normalerweise werden Schutzcodes verwendet, die die zweite Basisstation davon abhalten, die Mobilstations-erzeugte Übertragung versehentlich mitzuhören. Jedoch gibt es nur eine kleine Anzahl von einzigartigen Codes. Deshalb besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß verschiedene Basisstationen Mobilstations-erzeugte Übertragungen, die für andere Basisstationen vorgesehen sind, mithören können. Herkömmliche Basisstationen können nicht zuverlässig bestimmen, ob derartige Übertragungen tatsächlich für sie selbst oder für andere Basisstationen vorgesehen sind.
In derartigen Fällen wird jede Basisstation versuchen, auf der von der mobilen Station empfangenen Übertragung zu arbeiten und wird deshalb das Mobilvermittlungszentrum über eine Mobilstations-erzeugte Übertragung benachrichtigen. Weil zwei oder mehrere derartiger Übertragungen somit an das Mobilvermittlungszentrum gesendet werden, kann das Mobilvermittlungszentrum nicht genau bestimmen, welche der Mobilstationserzeugte Übertragungen sie annehmen und weiterverarbeiten soll. Eine Verarbeitung der Mobilstations-erzeugte Übertragung, die zeitlich zuerst empfangen wird, ist nicht notwendigerweise richtig, weil die Übertragung von der Basisstation, die nicht zum Empfang der Mobilstations-erzeugte Übertragung vorgesehen ist, das Mobilvermittlungszentrum zuerst erreichen kann.
In einem bekannten System, welches in dem U.S.-Patent Nr. 4,481,670 für Freeburg beschrieben ist, bei dem mehr als ein Kanalkommunikationsmodul CCM eine Zugriffsanfrage von einer mobilen Station empfängt, wird eine allgemeine Kommunikations-Steuereinrichtung GCC aufgerufen, um zu bestimmen, welches CCM als die primäre Station zu verwenden ist. In dem System, welches in diesem Patent beschrieben ist, wird das Gebiet in sieben Zonen unterteilt, wobei jede Zone von einem oder mehreren Sender/Empfängerpaaren abgedeckt wird. Jedesmal, wenn eine mobile Station überträgt, werden Signalstärkeablesungen durch jeden Empfänger, der die Übertragung hört, aufgenommen. Diese Ablesungen werden verwendet, um eine angepaßte Signalstärke für jede Zone zu berechnen, indem die gemessenen Signalstärken für jede Zone durch vorgewählte Faktoren, die der bestimmten Zone zugeordnet sind, multipliziert werden. Die GCC wählt dann die Zone, die die größte angepaßte Signalstärke für eine bestimmte Übertragung von der mobilen Station aufweist, als diejenige Zone, in der die Anwesenheit der mobilen Station am wahrscheinlichsten ist. Die gewählte Zone wird dann für eine spätere Referenz gespeichert, wenn es notwendig wird, die mobile Station zu lokalisieren.
Jedesmal, wenn ein Nachrichtensignal zusammen mit einer Messung einer durchschnittlichen Signalstärke von der GCC von einem CCM empfangen wird, wird ein Nachrichtenzeitgeber gesetzt, um ein Zeitintervall bereitzustellen, in dem das gleiche Nachrichtensignal von anderen CCMs empfangen und zusammen mit einer Messung einer durchschnittlichen Signalstärke an die GCC gesendet wird. Alle Signale von anderen CCMs, die innerhalb der gesetzten Zeitperiode empfangen werden, werden verwendet, um zu bestimmen, wo sich die mobile Station befindet. Somit wird der Ort jeder mobilen Station jedesmal aktualisiert, wenn ein Nachrichtensignal von CCMs empfangen wird. Wenn es dann gewünscht ist, ein Nachrichtensignal für die GCC an eine gewählte mobile Station zu übertragen, wird der jüngste bestimmte Ort als ein erster Versuch für eine erfolgreiche Verbindung verwendet.
Gemäß diesem patentierten Verfahren scheint das System, welches in dem Patent beschrieben wird, ein derartiges zu sein, bei dem benachbarte CCMs auf den gleichen Frequenzen arbeiten, wodurch benachbarten CCMs ermöglicht wird, die gleiche Nachricht von einer mobilen Station zu hören. Ferner wird nur die größte angepaßte Signalstärke verwendet, mit keiner Bereitstellung einer Möglichkeit, daß zwei Signalstärken so nahe beieinander sind, daß sie eine genaue Bestimmung ausschließen. Schließlich sind durch Multiplizieren der Signalstärkenmessungen mit vorgegebenen Faktoren ungenaue Bestimmungen von Orten möglich.
Andere Systeme sind bekannt, um Mobilstations-erzeugte Übertragungen, die an mehr als einer Basisstation empfangen werden, zu behandeln. Das U.S.-Patent Nr. 4,144,412 für Ito et al. beschreibt ein Mobilkommunikationssystem, bei dem eine Mobilstations-erzeugte Übertragung an Basisstationen empfangen wird. Ein Signal, welches die Intensität des empfangenen Signals darstellt, wird zu dem empfangenen Signal addiert und die Summe wird an eine Funksteuereinheit zur Verarbeitung gesendet. Diese Information wird in einem Speicher in der Steuereinheit gespeichert. Die Basisstation, die die maximale Intensität für eine Welle empfangen hat, wird bestimmt und eine Suche wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob in dieser Basisstation ein freier Sprachkanal vorhanden ist. Wenn dem nicht so ist, wird eine andere Basisstation, die ein Signal mit einer Intensität nahe zu dem Maximum empfangen hat, bestimmt und eine Suche wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob diese Station einen freien Kanal aufweist. Wenn ein freier Sprachkanal verfügbar ist, schreitet ein Verarbeitungsbetrieb fort.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0283683 für Yamauchi et al. beschreibt ein Mobilkommunikationssystem, bei dem Signalstärken von Anrufeinleitungen, die an verschiedenen Basisstationen empfangen werden, verglichen werden. Für diesen Vergleich wird bestimmt, welche Basisstation auf einen Anruf antworten sollte.
Beide Systeme weisen die voranstehend diskutierten Probleme auf, nämlich daß keine Vorkehrungen getroffen werden, um eine Situation zu behandeln, bei der zwei Signalstärken so nahe beieinander sind, daß eine genaue Bestimmung darüber, welche Basisstation den Anruf behandeln sollte, ausgeschlossen wird.
In einigen herkömmlichen Systemen beginnt das Mobilvermittlungszentrum automatisch eine Verarbeitung der ersten Mobilstations-erzeugte Übertragung. Jedoch kann dies in gewissen Umständen nicht richtig sein und kann zu verlorenen Anrufen führen. Es sei beispielsweise der Fall betrachtet, wenn eine mobile Station einen Zugriff in einem Netz ausführt, bei dem benachbarte Basisstationen auf unterschiedlichen Frequenzen arbeiten. Weil die Empfänger in den Steuerkanälen nicht normalerweise irgendwelche Informationssignale empfangen, nimmt ein entfernter Steuerkanal ein schwaches Flüstern dieses Zugriffs in weiter Entfernung auf. Die Basisstation, zu der dieser entfernte Steuerkanal zugeordnet ist, sendet dann diesen schwachen Zugriff an das Mobilvermittlungszentrum. Weil der schwache Zugriff zeitlich zuerst auftritt, wird er verarbeitet. Wenn danach die beabsichtigte Basisstation die Zugriffsanfrage, die sie empfangen hat, weiterleitet, geht der Anruf verloren, weil das Mobilvermittlungszentrum auf die zuerst empfangene Anfrage reagiert hat und deshalb die zweite ignoriert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die Nachteile zu beseitigen, die bei herkömmlichen Systemen wahrgenommen werden, richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben eines Zellular-Funktelefonsystems zum Bestimmen, welche Übertragung, die von einäm Mobilvermittlungszentrum von wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird, die eine von einer einzelnen mobilen Station inituerten Übertragung empfangen, von dem Mobilvermittlungszentrum angenommen werden soll, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Messen der Signalstärke der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragung, Senden der Mobilstations-erzeugten Übertragung und der gemessenen Signalstärke der Mobilstations-erzeugten Übertragung an eine Verarbeitungseinrichtung von den wenigstens zwei Basisstationen, Speichern der jeweiligen Mobilstations-erzeugten Übertragungen und der gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen werden, in einem Speicher, und bestimmen, welche der Mobilstations-erzeugten Übertragungen angenommen werden sollen, auf Grundlage des zeitlichen Empfangs durch die Verarbeitungseinrichtung und der gespeicherten Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen. Der Schritt einer Bestimmung umfaßt die Schritte eines Vergleichens der Signalstärken zum Ermitteln eines Differenzwerts, wenn der Differenzwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, Annehmen der Mobilstations-erzeugten Übertragung mit der stärksten relativen Signalstärke, und wenn der Differenzwert unter dem vorgegebenen Schwellwert ist, Annehmen einer der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen gemäß einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge. Der Schritt einer Bestimmung umfaßt ferner den Schritt eines Addierens eines gespeicherten Kompensationswerts zu jeder gemessenen Signalstärke, die von den wenigstens zwei Basisstationen empfangen werden, um kompensierte Signalstärken zu bestimmen, wobei der Kompensationswert relativ zu jedem Paar von Basisstationen der wenigstens zwei Basisstationen gespeichert wird, wobei der Schritt eines Vergleichens ein Vergleichen der kompensierten Signalwerte umfaßt, um einen Differenzwert zu ermitteln.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Zellularsystems bereitgestellt, wobei eine mobile Station eine Mobilstations-erzeugte Übertragung sendet, die von wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Verarbeiten der Mobilstations-erzeugten Übertragung, die zuerst von einer der Basisstationen empfangen wird, Speichern der Identifikation der Basisstation, von der die verarbeitete, Mobilstationserzeugte Übertragung ausgeht, und der Signalstärke der verarbeiteten, Mobilstations-erzeugten Übertragung, Vergleichen der Signalstärke einer danach von einer anderen Basisstation empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragung mit der Signalstärke der verarbeiteten, Mobilstations-erzeugten Übertragung, um einen Differenzwert zu ermitteln, Ermitteln eines kompensierten Differenzwerts durch Addieren eines Kompensationswerts, der relativ zu den Basisstationen gespeichert ist, von denen die verarbeitete, Mobilstations-erzeugte Übertragung und die nachfolgende, Mobilstations erzeugte Übertragung empfangen werden, wenn der kompensierte Differenzwert größer als ein vorgegebener Schwellwertbetrag oder gleich dazu ist, Beenden der verarbeiteten, Mobilstations-erzeugten Übertragung, Verarbeiten der nachfolgenden, Mobilstations-erzeugten Übertragung mit der größeren Signalstärke, und Speichern der Identifikation der Basisstation, von der die nachfolgende verarbeitete, Mobilstations-erzeugten Übertragung ausging, und der Signalstärke der nachfolgenden verarbeiteten, Mobilstationserzeugten Übertragung, und Wiederholen der Vergleichs-, Beendigungs- und nachfolgenden Verarbeitungs- und Speicherschritte für weitere Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die während einer gesetzten Zeitperiode empfangen werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Zellularsystems vorgesehen, wobei eine mobile Station eine Mobilstations-erzeugte Übertragung sendet, die von wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
(a) in der mobilen Station:
(1) Abtasten einer Vielzahl von Steuerkanälen, über die Nachrichten von einer Vielzahl von Basisstationen gesendet werden, um relative Signalstärken der Nachrichten zu bestimmen.
(2) Senden einer Mobilstations-erzeugten Übertragung über einen gewählten der Vielzahl von Steuerkanälen, wobei die Mobilstations-erzeugte Übertragung von den wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird;
(b) wobei in den wenigstens zwei Basisstationen die folgenden Schritte ausgeführt werden:
(1) Messen der Signalstärke der empfangenen, Mobilstationserzeugten Übertragung;
(2) Senden der Mobilstations-erzeugten Übertragung und der gemessenen Signalstärke der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragung an die Verarbeitungseinrichtung;
(c) wobei in der Verarbeitungseinrichtung die folgenden Schritte ausführt werden:
(1) Speichern der jeweiligen Mobilstations-erzeugten Übertragungen und der gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen in einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen werden, in einem Speicher; und
(2) Bestimmen, welche der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen angenommen werden soll, auf Grundlage der Empfangszeit in der Verarbeitungseinrichtung und der relativen Signalstärken der Mobilstationserzeugten Übertragungen.
Der Schritt zum Bestimmen umfaßt die Schritte eines Addierens eines gespeicherten Kompensationswerts zu jeder der gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen empfangen werden, um kompensierte Signalstärken zu bestimmen, wobei der Kompensationswert relativ zu jedem Paar von Basisstationen der wenigstens zwei Basisstationen gespeichert wird, eines Vergleichens der kompensierten Signalstärken zur Ermittlung eines Differenzwerts, wenn der Differenzwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, Annehmen der Mobilstations-erzeugten Übertragung mit der stärksten relativen Signalstärke, und wenn der Differenzwert kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist, Annehmen einer der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen gemäß einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein System zum Verarbeiten von mehreren Mobilstations-erzeugten Übertragungen in einem Zellularsystem vorgesehen, wobei das Zellularsystem wenigstens eine mobile Einheit, wenigstens zwei Basisstationen und wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung aufweist. Das System umfaßt eine in der mobilen Einheit vorgesehene Einrichtung zum Abtasten von Signalen, die von derartigen Basisstationen auf wenigstens einem Steuerkanal zwischen Basisstation und mobiler Station übertragen werden, und zum Wählen einer der Basisstationen für einen Zugriff, eine in der mobilen Einheit vorgesehene Einrichtung zum Übertragen der Mobilstations-erzeugten Übertragungen über einen Steuerkanal der gewählten Basisstation, eine in den wenigstens zwei Basisstationen vorgesehene Einrichtung zum Empfangen der übertragenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen und zum Senden der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen an die Verarbeitungseinrichtung, und eine in der Verarbeitungseinrichtung vorgesehene Einrichtung zum Wählen einer der mehreren Mobilstationserzeugten Übertragungen, die von den wenigstens zwei Basisstationen empfangen werden, für eine Verarbeitung auf Grundlage der Empfangszeit der Mobilstations-erzeugten Übertragung und der relativen Signalstärke des Signals zwischen mobiler Station und Basisstation, welches der Mobilstations-erzeugten Übertragungen zugeordnet ist, wobei die Einrichtung zum Wählen eine Speichereinrichtung umfaßt zum Speichern der Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode auftreten, von Identitäten der mobilen Stationen, die die Mobilstations- erzeugten Übertragungen senden, einer Signalstärke der Mobilstations- erzeugten Übertragungen, die zur Zeit eines Empfangs der Mobilstations- erzeugten Übertragung von den jeweiligen Basisstationen gemessen wird, eine Einrichtung zum Messen der Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der gespeicherten Signalstärken der Übertragungen, um einen Differenzwert zu ermitteln, und zum Vergleichen des Differenzwerts mit einem vorgegebenen Schwellwert, wobei die Einrichtung zum Wählen auf die Vergleichseinrichtung anspricht, um eine Mobilstations-erzeugte Übertragung mit der stärksten relativen Signalstärke zu wählen, wenn der Differenzwert größer als ein vorgegebener Schwellwert oder gleich dazu ist, und um eine andere der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen gemäß einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge anzunehmen, wenn der Differenzwert kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen der Einrichtung, die nur beispielhaft angeführt sind, und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel eines Zellular-Mobilfunksystems darstellt, das den Zusammenhang der Zellen, eines Mobilvermittlungszentrums, von Basisstationen und von mobilen Stationen des Systems zeigt;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm, welches eine Anzahl von Clustern von jeweils 21 Zellen darstellt, wobei viele Zellen mit dem gleichen Mobilvermittlungszentrum verbunden sind;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm, welches eine Anzahl von Clustern von jeweils 21 Zellen zeigt, wobei eine Anzahl der Zellen mit einem Mobilvermittlungszentrum verbunden sind und eine andere Anzahl der Zellen mit einem zweiten Mobilvermittlungszentrum verbunden sind, wobei diese zwei Mobilvermittlungszentren mit einem Heimat-Mobilvermittlungszentrum verbunden sind;
Fig. 4 ein Blockdiagramm, welches eine mobile Station in einem Zellular-Mobilfunksystem gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 ein Blockdiagramm, welches eine Basisstation in einem Zellular- Mobilfunksystem gemäß Fig. 1 darstellt;
Fig. 6 ein Blockdiagramm, welches ein Mobilvermittlungszentrum in einem Zellular-Mobilfunksystem gemäß Fig. 1 zeigt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Vorverarbeitungsstufe der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ein Flußdiagramm, welches eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 ein Flußdiagramm, welches eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 10 ein Flußdiagramm, welches eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung ist auf die folgenden Situationen anwendbar. Während eines anfänglichen Aufbaus einer Kommunikation zwischen einer mobilen Station und einer anderen mobilen Station oder einem Telefonnetz, d.h. der mobile Teilnehmer möchte einen Anruf plazieren, sendet die mobile Station eine Zugriffsanfrage über einen Steuerkanal der nächstgelegenen Basisstation aus. Wenn zusätzlich eine mobile Einheit gerade gepaget wird (per Funkruf angerufen wird), d.h. nach der mobilen Einheit gesucht wird, wenn ein ankommender Anruf von der Basisstation empfangen wird, erzeugt die mobile Einheit eine Paging- oder Funkruf-Antwort. Ferner kann eine mobile Station einen Registrierungszugriff aussenden, wenn eine vorgegebene Zeitperiode seit dem letzten Registrierungszugriff abgelaufen ist, oder sie kann einen Registrierungszugriff senden, wenn die mobile Station sich in eine neue Zelle hinein bewegt. Wie voranstehend beschrieben, werden die Zugriffsanfrage, die Paging-Antwort und der Registrierungszugriff für den Zweck der folgenden Diskussion als Mobilstations-erzeugte Übertragungen bezeichnet.
In bestimmten Fällen ist es möglich, daß diese Mobilstations-erzeugten Übertragungen nicht nur von der beabsichtigten Basisstation, sondern auch von einer anderen Basisstation oder anderen Basisstationen, die auf dem gleichen oder einem benachbarten Kanal oder einer gleichen oder benachbarten Frequenz arbeiten, mitgehört werden können. Jede Basisstation, die die Mobilstations-erzeugte Übertragung empfängt, wird automatisch die Mobilstations-erzeugte Übertragung verarbeiten, indem sie sie an das Mobilvermittlungszentrum überträgt. Zusätzlich ist es möglich, daß mehr als ein Mobilvermittlungszentrum die Übertragungen von den Basisstationen hören wird. In der ersteren Situation muß das Mobilvermittlungszentrum eine Auswahl darüber durchführen, welche Mobilstations-erzeugte Übertragung von den verschiedenen Basisstationen angenommen werden soll. In der letzteren Situation muß ein Heimatregister diese Auswahl durchführen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf Verfahren zum Bestimmen, welche der empfangenen, Mobilstations-erzeugten Übertragungen die richtige ist.
Wenn eine Mobilstations-erzeugte Übertragung in mehr als einer Basisstation auftritt, werden alle diese Übertragungen innerhalb von wenigen Millisekunden zueinander in den verschiedenen Basisstationen erfaßt. Beide oder sämtliche Basisstationen werden versuchen, auf die von der mobilen Station empfangene Übertragung zu agieren, indem sie sofort das Mobilvermittlungszentrum benachrichtigen. Um einen Vergleich zwischen Mobilstations-erzeugten Übertragungen in den verschiedenen Basisstationen durchzuführen, werden sämtliche Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die innerhalb einer gegebenen, relativ kurzen Zeitperiode empfangen werden, gespeichert, um anderen Basisstationen zu ermöglichen, ihre Mobilstationserzeugten Übertragungen zu berichten. Die relativen Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen werden verglichen, um zu bestimmen, welche von ihnen angenommen werden sollte.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches zehn Zellen, C1 bis C10, in einem Zellular-Mobilfunksystem darstellt. Normalerweise würde das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zellular- Mobilfunksystem implementiert werden, welches viel mehr Zellen als zehn umfaßt. Zum Zweck dieser Diskussion wird das hier dargestellte System als ein isoliertes Stück eines größeren Systems angesehen, welches zerstückelt worden ist.
Für jede Zelle C1 bis C10 existiert eine jeweilige Basisstation B1 bis B10. Fig. 1 zeigt Basisstationen, die in der Nähe eines Zellenzentrums angeordnet sind und Rundstrahlantennen aufweisen. Die Basisstationen von benachbarten Zellen können jedoch in der Nähe von Zellengrenzen angeordnet sein und Richtantennen aufweisen.
Fig. 1 zeigt auch zehn mobile Stationen, M1 bis M10, die innerhalb einer Zelle und von einer Zelle zu einer anderen Zelle bewegbar sind. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Zellular- Mobilfunksystem implementiert werden, welches eine viel größere Anzahl von mobilen Stationen als zehn umfaßt. Insbesondere gibt es normalerweise eine viel größere Anzahl von mobilen Stationen als Basisstationen.
In Fig. 1 ist auch ein Mobilvermittlungszentrum dargestellt. Das in Fig. 1 dargestellte Mobilvermittlungszentrum MSC ist mit allen zehn dargestellten Basisstationen über Kabel verbunden. Das Mobilvermittlungszentrum ist über Kabel auch mit einem festen öffentlichen Telefonvermittlungsnetz oder einem ähnlichen festen Netz mit ISDN- Einrichtungen verbunden. Alle Kabel von dem Mobilvermittlungszentrum zu den Basisstationen und die Kabel zu dem festen Netz sind nicht dargestellt. Ferner können anstelle von Kabel andere Einrichtungen für Kommunikationen zwischen einer Basisstation und dem Mobilvermittlungszentrum verwendet werden, z.B. feste Funkverbindungen.
Das in Fig. 1 dargestellte Zellular-Mobilfunksystem umfaßt eine Vielzahl von Funkkanälen für eine Kommunikation. Das System ist sowohl für eine analoge Information, z.B. Sprache, digitalisierte analoge Information, z.B. digitalisierte Sprache, und reine digitale Information, z.B. reine digitale Daten, ausgelegt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck Verbindung für einen Kommunikationskanal zwischen zwei Telefonen oder Stationen verwendet, wobei wenigstens eines der Telefone oder Stationen ein Funk-Zellularsystem verwenden kann. Somit kann eine Verbindung ein Anruf sein, bei dem zwei Personen miteinander sprechen, aber sie kann auch ein Datenkommunikationskanal sein, über den Computer Daten austauschen.
Jedem Zellularsystem wird ein bestimmtes Frequenzband zugeordnet, auf dem es arbeiten kann. Ein Satz von Kommunikationskanälen ist jeder Zelle zugeordnet. Beispielsweise können zwischen 10 und 30 unterschiedliche Sprachkanäle und ein Steuerkanal irgendeiner gegebenen Zelle zugeordnet werden. Verschiedene Sätze von Kommunikationskanälen müssen immer benachbarten Zellen zugeordnet werden, weil zur Aufrechterhaltung einer vollständigen Funkabdeckung Zellen einander überlappen. Eine Verwendung der gleichen Kanäle würde in diesen überlappenden Gebieten eine Gleichkanalstörung verursachen.
Eine Gruppe von benachbarten Zellen unter Verwendung sämtlicher einzigartiger Kanäle, die in dem Systemfrequenzband verfügbar sind, wird als eine Cluster von Zellen bezeichnet. Mit anderen Worten, es gibt keine Frequenzwiederverwendung in einem Cluster. Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Clustermusters, welches normalerweise in Mobil-Zellular-Telefonsystemen verwendet wird. Beispielsweise ist in dem Muster aus Fig. 2 ein Cluster aus 21 Zellen in dicken Linien dargestellt. Für Illustrationszwecke identifizieren die Buchstaben, die in der Zellenidentifikation verwendet werden, Zellen, die einer gemeinsamen Basisstation zugeordnet sind, wohingegen die Zahlen die Zellennummer in dem Cluster und die der Zelle zugeordneten Frequenzen identifizieren. Somit übertragen Zellen in verschiedenen Clustern mit den gleichen Zahlen und Buchstaben über die gleichen Frequenzen. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel bedienen die Basisstationen 10 jeweils drei Zellen und sind mit Richtantennen versehen. Es ist auch möglich, daß jede Zelle ihre eigene Basisstation umfaßt, die mit einer Rundstrahlantenne gebildet ist.
Es ist nicht notwendig, daß vollständige Cluster dem gleichen Mobilvermittlungszentrum zugeordnet sind. Fig. 3 zeigt ein Beispiel von mehreren Clustern von jeweils 21 Zellen. Die Basisstationen 10' sind mit einem Mobilvermittlungszentrum MSC V1 verbunden, und Basisstationen 10" sind mit einem zweiten Mobilvermittlungszentrum MSC V2 verbunden. Diese zwei Mobilvermittlungszentren sind wiederum mit einem Heimatregister/Mobilvermittlungszentrum MSC HOME verbunden. Das Heimatregister/Mobilvermittlungszentrum MSC HOME speichert die Aufzeichnung des Aufenthaltsorts der mobilen Stationen.
Jede mobile Station wird durch eine einzigartige Mobilstationsnummer identifiziert. Diese Mobilstationsnummer wird durch die mobile Station an die Basisstation und dann an das Mobilvermittlungszentrum gesendet. Diese Nummer wird auch von dem Mobilvermittlungszentrum während des Paging- Vorgangs einer mobilen Station verwendet. Jede Basisstation kann auch durch einen digitalen Farbcode identifiziert werden. Der digitale Farbcode wird von der mobilen Station auf einem Funkkanal gesendet, der für digitale Funkkanäle verwendet wird, und dient dazu, an der Basisstation zu identifizieren, welchen Basisstationssender die mobile Station gerade empfängt.
Bezug nehmend nun auf die Fig. 4 wird eine Ausführungsform einer mobilen Station dargestellt, die in einem Zellular-Telefonsystem verwendet werden kann, welches gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet. Dieses bestimmte Beispiel bezieht sich auf eine mobile Station, die in einem digitalen Kommunikationssystem verwendet werden kann, d.h. einem System, bei dem digitalisierte Sprachinformation zwischen Basisstationen und mobilen Stationen übertragen wird. Ferner wird der Betrieb des Systems im Kontext von Vollraten-Übertragungen erläutert, bei denen jedes digitale Informationspaket über zwei beabstandete Zeitschutze in einem Datenrahmen verschachtelt ist. Es ist jedoch leicht erkenntlich, daß die Erfindung genauso auf andere Typen von Zellularfunksystemen anwendbar ist, beispielsweise diejenigen, in denen eine Information in einem analogen Format übertragen wird oder digital bei einer halben Rate übertragen wird.
In der in Fig. 4 dargestellten mobilen Station wandelt ein Sprachcodierer 101 das von einem Mikrofon erzeugte analoge Signal in eine binäre Datenfolge um. Die Datenfolge wird dann in Datenpakete gemäß dem TDMA-Prinzip aufgeteilt. Ein Generator 102 für einen schnellen zugehörigen Steuerkanal (FACCH) erzeugt Steuerungs- und Überwachungs- Signalisierungsnachrichten, die von der mobilen Station an das landgestützte System übertragen werden. Die FACCH-Nachricht ersetzt einen Benutzerrahmen (Sprache/Daten) jedesmal, wenn er übertragen werden soll. Ein Generator 103 für einen langsamen zugehörigen Steuerkanal (SACCH) stellt signalisierungsnachrichten bereit, die über einen kontinuierlichen Kanal für den Austausch von Information zwischen der Basisstation und der mobilen Station und umgekehrt übertragen werden. Eine feste Anzahl von Bits, z.B. zwölf, ist dem SACCH für jeden Zeitschlitz einer Nachrichtenfolge zugeordnet. Kanalcodierer 104 sind jeweils mit dem Sprachcodierer 101, dem FACCH-Generator 102 und dem SACCH-Generator 103 zum Manipulieren der eintreffenden Daten verbunden, um eine Fehlererfassung und Korrektur auszuführen. Die Techniken, die von den Kanalcodierern 104 verwendet werden, sind vorzugsweise eine Faltungscodierung, die wichtige Datenbits in dem Sprachcode schützt, und eine zyklische Redundanzüberprüfung (CRC), wobei die wahrnehmbaren signifikaten Bits in dem Sprachcodiererrahmen, z.B. zwölf Bits, zur Berechnung einer Sieben-Bit- Überprüfung verwendet werden.
Ein Zwei-Burst-Verschachteler 106 ist mit dem Kanalcodierer 104, der dem Sprachcodierer 102 bzw. dem FACCH-Generator 102 zugeordnet ist, verbunden. Der Zwei-Burst-Verschachteler 106 wird durch eine Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 so gesteuert, daß zu geeigneten Zeiten Benutzerinformation über einen bestimmten Sprachkanal durch Systemüberwachungsnachrichten über den FACCH ersetzt wird. Daten, die von der mobilen Station übertragen werden sollen, werden über zwei getrennte Zeitschutze verschachtelt. Ein Paket von 260 Datenbits, die ein Übertragungswort bilden, sind in zwei gleiche Teile aufgeteilt und werden über zwei unterschiedliche Zeitschutze verschachtelt. Die Effekte eines RAYLEIGH-Schwunds werden in dieser Weise verringert. Der Ausgang des Zwei- Burst-Verschachtelers 106 wird an dem Eingang eines Modulo-Zwei-Addierers 107 bereitgestellt, so daß der übertragene Datenwert Bit-für-Bit durch eine logische Modulo-Zwei-Addition einer pseudo-zufällen Bitfolge verschlüsselt wird.
Der Ausgang des Kanalcodierers 104, der dem SACCH-Generator 103 zugeordnet ist, ist mit einem 22-Burst-Verschachteier 108 verbunden. Der 22-Burst-Verschachteler 108 verschachtelt Daten, die über den SACCH übertragen werden, über 22 Zeitschutze, jeweils bestehend aus 22 Informationsbits.
Die mobile Station umfaßt ferner einen Sync-Wort/DVC-Generator 109 zum Bereitstellen des geeigneten Synchronisationsworts (des Sync-Worts) und des DVCC (des digitalen Überprüfungsfarbcodes), die einer bestimmten Verbindung zugeordnet sind. Das Sync-Wort ist ein 28-Bit-Wort, welches für die Zeitschlitz-Synchronisation und Identifikation verwendet wird. Der DVCC ist ein 8-Bit-Code, der von der Basisstation an die mobile Station und umgekehrt gesendet wird, um sicherzustellen, daß gerade der richtige Kanal decodiert wird.
Ein Burst-Generator 110 erzeugt Nachrichten-Bursts für eine Übertragung von der mobilen Station. Der Burst-Generator 110 ist mit den Ausgängen des Modulo-2-Addierers 107, des 22-Burst-Verschachtelers 108, des Sync-Wort/DVCC-Generator 109, eines Equalizers (Ausgleichers) 114 und eines Steuerkanal-Nachrichtengenerators 132 verbunden, um die verschiedenen Informationsteile von den jeweiligen Einheiten in einen einzigen Nachrichten-Burst zu integrieren. Beispielsweise umfaßt ein Nachrichten- Burst gemäß dem veröffentlichten U.S.-Standard EIA/TIA 15-54 Daten (260 Bits), einen SACCH (12 Bits), ein Sync-Wort (28 Bits), einen codierten DVCC (12 Bits) und 12 Abgrenzungs-Bits, zusammengenommen insgesamt 324 Bits. Unter der Steuerung des Mikroprozessors 130 werden zwei unterschiedliche Typen von Nachrichten-Bursts durch den Burst-Generator 110 erzeugt: Steuerkanal-Nachrichten-Bursts von dem Steuerkanal-Nachrichtengenerator 132 und Sprach/Verkehrsnachrichten-Bursts. Die Steuerkanalnachricht ersetzt den SACCH sowie die Sprachdaten, die normalerweise in einem Sprach/Verkehrs- Burst erzeugt werden.
Die Übertragung eines Bursts, der äquivalent zu einem Zeitschlitz ist, ist zu der Übertragung von anderen Zeitschutzen, die zusammen einen Informationsrahmen bilden, synchronisiert. Beispielsweise umfaßt unter dem U.S.-Standard ein Rahmen drei Vohraten-Zeitschutze. Die Übertragung jedes Bursts wird gemäß einer Zeitsteuerung eingestellt, die von dem Equalizer 114 bereitgestellt wird. Aufgrund einer Zeitdispersion ist ein adaptives Ausgleichungsverfahren vorgesehen, um eine Signalqualität zu verbessern, beispielsweise dasjenige, welches ausführlich in der U.S.-Patentanmeidung Nr. 315,561 beschrieben ist, die am 27. Februar 1989 eingereicht und dem gleichen Anmelder übertragen wurde. Kurz zusammengefaßt arbeitet die Basisstation bezüglich der Rahmenzeitsteuerung als die Hauptstation (Master) und die mobile Station ist die untergeordnete Station (Slave). Der Equalizer 114 erfaßt die Zeitsteuerung einer eintreffenden Bitfolge von der Basisstation und synchronisiert den Burst-Generator 114. Der Equalizer 110 ist auch betreibbar, um das Sync-Wort und den DVCC für Identifikationszwecke zu überprüfen.
Ein Rahmenzähler 111 ist mit dem Burst-Generator 110 und dem Equalizer 114 gekoppelt. Der Rahmenzähler 111 aktualisiert einen Chiffriercode, der von der mobilen Station für jeden übertragenen Rahmen verwendet wird, z.B. einmal alle 20 ms. Eine Chiffriereinheit 112 ist zum Erzeugen des Chiffriercodes, der von der mobilen Station verwendet wird, vorgesehen. Eine pseudo-zufälliger Algorithmus wird vorzugsweise verwendet. Die Chiffnereinheit 112 wird durch einen Schlüssel 113 gesteuert, der für jeden Teilnehmer einzigartig ist. Die Chiffnereinheit 112 besteht aus einem Sequenzer, der den Chiffriercode aktualisiert.
Der von dem Burst-Generator 110 erzeugte Burst, der übertragen werden soll, wird an einen RF-Modulator 122 weitergeleitet. Der RF-Modulator 122 ist betreibbar, um eine Trägerfrequenz gemäß dem π/4-DQPSK-Verfahren (π/4 verschobene, differentiell codierte Quadraturphasen-Umtastung) zu modulieren. Die Verwendung dieser Technik beinhaltet, daß die Information differentiell codiert wird, d.h. 2-Bit-Symbole werden als vier mögliche Anderungen in der Phase: ±π/4 und ±3π/4 übertragen. Die an den RF-Modulator 122 gelieferte Senderträgerfrequenz wird durch einen Sendefrequenz- Synthesizer 124 gemäß dem gewählten Übertragungskanal erzeugt. Bevor der modulierte Träger von einer Antenne übertragen wird, wird der Träger durch einen Leistungsverstärker 123 verstärkt. Der RF-Leistungsaussendepegel des Verstärkers wird auf Befehl von einer Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 gewählt. Das verstärkte Signal wird durch einen Zeitschaiter 134 geführt, bevor es die Antenne erreicht. Die Zeitgabe ist zu der Übertragungssequenz durch die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 synchronisiert.
Ein Empfängerträger-Frequenzsignal wird gemäß dem gewählten Empfangskanal durch einen Empfangsfrequenz-Synthesizer 125 erzeugt.
Eintreffende Funkfrequenzsignale werden von einem Empfänger 126 nach Durchlauf durch den Zeitschalter 134 empfangen. Die Zeitgabe ist zu der Empfangssequenz durch die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 synchronisiert. Die Stärke der empfangenen Signale wird durch ein Signalpegelmesser 129 gemessen. Der empfangene Signalstärkewert wird dann an die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 gesendet. Ein RF-Demodulator 127, der das Empfängerträger-Frequenzsignal von dem Empfangsfrequenz- Synthesizer 125 und das Funkfrequenzsignal von dem Empfänger 126 empfängt, demoduliert das Funkfrequenzträgersignal, wodurch eine Zwischenfrequenz erzeugt wird. Das Zwischenfrequenzsignal wird dann durch den IF-Demodulator 128 demoduliert, der die ursprüngliche π/4-DQPSK-modulierte digitale Information wiederherstellt. Die wiederhergestellte digitale Information, die von dem IF-Demodulator 128 bereitgestellt wird, wird an den Equalizer 114 geliefert. Ein Symboldetektor 115 wandelt das empfangene 2-Bit- Symbolformat der digitalen Daten von dem Equalizer 114 in eine Einzel-Bit- Datenfolge um. Der Symboldetektor 114 erzeugt wiederum drei getrennte Ausgangssignale Steuerkanalnachrichten werden an einen Steuerungsnachrichten-Detektor 133 gesendet, der eine erfaßte Steuerkanalinformation an die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 liefert. Jeder Sprachdatenwert/FACCH-Datenwert wird an einen Modub-Zwei-Addierer 107 und einen 2-Burst-Entschachteier 114 geliefert. Der Sprachdatenwert/FACCH-Datenwert wird durch diese Komponenten wieder zusammengesetzt, indem Information aus zwei Zeitschutzen der empfangenen Daten zusammengesetzt und neu angeordnet wird. Der Symboldetektor 115 liefert SACCH-Daten an einen 22-Burst-Entschachteler 117. Der 22-Burst- Entschachteler 117 baut die SACCH-Daten, die über 22 aufeinanderfolgende Rahmen verteilt sind, erneut zusammen und ordnet diese neu an.
Der 2-Burst-Entschachteler 116 stellt die Sprachdaten/FACCH-Daten an zwei Kanaldecodierern 118 bereit. Die faltungsmäßig codierten Daten werden unter Verwendung des invertierten voranstehend erwähnten Codierungsprinzips decodiert. Die empfangenen Bits mit einer zyklischen Redundanzüberprüfung (CRO) werden überprüft, um zu bestimmen, ob irgendein Fehler aufgetreten ist. Der FACCH-Kanalcodierer erfaßt ferner die Unterscheidung zwischen dem Sprachkanal und irgendeiner FACCH-Information und weist die Decodierer entsprechend an. Ein Sprachdecodierer 119 verarbeitet die empfangenen Sprachdaten von dem Kanaldecodierer 118 in Abhängigkeit von einem Sprachcodierer-Algorithmus (z.B. VSELP) und erzeugt das empfangene Sprachsignal. Das analoge Signal wird schließlich durch eine Filterungstechnik verbessert. Nachrichten auf dem schnellen zugeordneten Steuerkanal werden durch einen FACCH-Detektor 120 erfaßt und die Information wird an die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 gesendet.
Der Ausgang des 22-Burst-Entschachtelers 117 wird an einem getrennten Kanaldecodierer 118 bereitgestellt. Nachrichten auf dem langsamen zugeordneten Steuerkanal werden durch einen SACCH-Detektor 121 erfaßt und diese Information wird an die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 transferiert.
Die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 steuert die Aktivität der mobilen Station und die Basisstations-Kommunikation und behandelt auch die Stationstastatureingabe und die Anzeigeausgabe 131. Ehtscheidungen von der Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 werden entsprechend der empfangenen Nachrichten und Messungen, die durchgeführt werden, durchgeführt. Die Tastatur und die Anzeigeeinheit 131 ermöglichen einen Austausch von Information zwischen dem Benutzer und der Basisstation.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Basisstation, die in einem Zellular-Telefonsystem verwendet werden kann, welches gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet. Die Basisstation beinhaltet viele Komponententeile, die im wesentlichen in ihrem Aufbau und ihrer Funktion identisch zu Komponententeilen der in Fig. 4 dargestellten und im Zusammenhang damit beschriebenen mobilen Station sind. Derartige identische Komponententeile sind in Fig. 5 mit den gleichen Bezugszahien bezeichnet, die voranstehend bei der Beschreibung der mobilen Station verwendet wurden, aber sie sind davon mittels der Bezeichnung eines Apostrophs (') unterschieden.
Es gibt jedoch einige Unterschiede zwischen den mobilen Stationen und den Basisstationen. Beispielsweise weist die Basisstation zwei Empfangsantennen auf. Jeder dieser Empfangsantennen ist ein Empfänger 126', ein RF-Demodulator 127' und ein IF-Demodulator 128' zugeordnet. Ferner umfaßt die Basisstation keine Benutzertastatur und keine Anzeigeeinheit 131, so wie diese in der mobilen Station verwendet werden. Schließlich können eine Vielzahl von Kanälen vorhanden sein, wie in Fig. 5 mit den Kästchen dargestellt, die mit 1, 2 und 3 bezeichnet sind, mit entsprechenden Eingängen IN1, IN2 und IN3 und Ausgängen OUT1, OUT2 und OUT3. Obwohl das System hier mit drei Kanälen gezeigt ist, würde die verwendete Anzahl von Systemanforderungen abhängig sein, so wie diese von den Systemdesignern bestimmt werden.
Wenn eine Energie an die mobile Station angelegt wird, führt die Mikroprozessor-Steuereinrichtung 130 eine Initialisierungsprozedur aus. Zu Anfang werden die Parameter des bedienenden Systems zurückgeholt, was bedeutet, daß das bevorzugte System, z.B. A oder B (drahtlos oder nicht- drahtlos) gewählt wird. In Abhängigkeit von der durchgeführten Wahl wird eine Abtastung über die speziell zugewiesenen Steuerkanäle durchgeführt, die zu dem bevorzugten System gehören.
Um den "besten" Steuerkanal abzustimmen, muß die mobile Station die existierenden Steuerkanäle durchsuchen. Dies wird als ein Abtasten von Steuerkanälen bezeichnet. Ein Abtasten kann gestartet werden, weil die Logikeinheit der mobilen Station automatisch die erste Steuerkanalnummer in den Frequenzgenerator in einer bekannten Weise einfügt. Der Steuerkanal mit der stärksten Signalstärke wird von der mobilen Station gewählt, um den Anruf oder eine andere Übertragung zu empfangen.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels eines Mobilvermittlungszentrums, welches zur Implementierung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das in Fig. 6 gezeigte Mobilvermittlungszentrum ist ein vereinfachtes Blockschaltbiid von einigen der Funktionseinheiten in einem Mobilvermittlungszentrum. Fig. 6 zeigt nur ein Beispiel eines Mobilvermittlungszentrums. Andere Systeme können auch verwendet werden.
Das Mobilvermittlungszentrum 70 ist ein höchstmodulares System, welches einen zentralen Prozessor 72 und ein Mobiltelefon-Untersystem 74 für das Zellularsystem, welches mit den anderen Untersystemen integriert ist, umfaßt. Ein Gruppenvermittlungs-Untersystem 76, ein Signalisierungs- Untersystem 78 eines gemeinsamen Kanals und ein Leitungssatz- und Signalisierungs-Untersystem 80 sind mit dem zentralen Prozessor 72 verbunden. Das Mobiltelefon-Untersystem 74 umfaßt einen regionalen Prozessor 82, eine Mobiltelefon-Basisstations-Leitungsstation 84 und eine Signalisierungsstation 86. Die übrigen Untersysteme umfassen auch jeweils einen regionalen Prozessor 82.
Das Mobiltelefon-Untersystem 74 behandelt alle spezifischen mobilen Teilnehmerfunktionen, Zellularnetzfunktionen sowie die Signalisierung mit den mobilen Stationen. Das Untersystem 74 stellt auch an dem Signalisierungs-Untersystem 78 des gemeinsamen Kanals die notwendigen Daten von der Signalisierung des Mobilvermittlungszentrums bereit. Der Betrieb und die Wartungsfunktionen, die für das Zellularsystem spezifisch sind, sind auch in dem Mobiltelefon-Untersystem 74 implementiert. Das Mobiltelefon-Untersystem 74 umfaßt die Mobiltelefon-Basisstations- Leitungsstationen 84, die das Mobiltelefon-Untersystem 74 mit den verschiedenen Basisstationen innerhalb des Systems und mit dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetz verbinden. Die Signalisierungsstation 86, die in dem Mobiltelefon-Untersystem 74 vorgesehen ist, behandelt eine Datenkommunikation zwischen dem Mobilvermittlungszentrum und den Basisstationen. Der regionale Prozessor 82, der in jedem Untersystem vorgegeben ist, führt die regionale Software für das Vermittlungssystem, für eine Behandlung von einfachen, routinemäßigen und Hochkapazitäts- Aufgaben aus und speichert diese.
Das Gruppenvermittlungs-Untersystem 76 wird von einem (nicht gezeigten) Verkehrssteuerungs-Untersystem gesteuert. Das Gruppenvermittlungs-Untersystem 76 baut Verbindungen durch den Gruppenschalter (nicht gezeigt) auf, überwacht und löscht diese. Das Signalisierungs-Untersystem 78 des gemeinsamen Kanals enthält Funktionen zum Signalisieren, Weg-Führen (Routen), eine Überwachung und eine Korrektur von Nachrichten, die gemäß einem vorgegebenen Standard gesendet werden. Das Leitungssatz- und Signalisierungs-Untersystem 80 überwacht den Zustand der Leitungssatz-Leitungen an dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetz und an den anderen Mobilvermittlungszentren.
Der Zentralprozessor 72 speichert die Prozessor-Software für das Vermittlungssystem und führt diese aus, wobei er die komplexeren Funktionen behandelt. Diese Funktionen umfassen eine Jobadministrierung, eine Speicherbehandlung, ein Laden und Andern von Programmen etc., sind jedoch nicht darauf beschränkt. In der Hinsicht, daß die Verfahren gemäß der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch Softwareroutinen, die in dem Mobilvermittlungszentrum arbeiten, implementiert werden, werden diese ferner in dem Zentralprozessor 72 implementiert.
Eine der Hauptaufgaben, die in dem Systemzugriffsmode der mobilen Station ausgeführt werden, ist die Erzeugung einer Zugriffsnachricht in der mobilen Station und eine Vorbereitung eines geeigneten Verkehrskanals für einen Informationsaustausch. Die an der mobilen Station verfügbaren Zugriffskanäle, die während eines freien Modus aktualisiert wurden, werden in einer Weise untersucht, die ähnliche zu dem Messen der speziell vorgesehenen Steuerkanäle ist, wie voranstehend beschrieben. Ein Rang der jeweiligen Signalstärke wird bestimmt und der Kanal, der dem stärkten Signal zugeordnet ist, wird gewählt. Der Sendefrequenz-Synthesizer 124 und der Empfangsfrequenz-Synthesizer 125 werden entsprechend abgestimmt und eine Dienstaufforderungsnachricht wird über den gewählten Kanal gesendet, um die Basisstation über den gewünschten Zugriffstyp zu informieren, z.B. über eine Anrufeinleitung, eine Paging-Antwort oder einen Registrierungszugriff. Nach Abschluß dieser Nachricht wird der Verstärker 123 der mobilen Station ausgeschaltet und die mobile Station kann auf weitere Steuernachrichten warten. In Abhängigkeit von dem Zugriffstyp kann die mobile Station dann eine Antwortnachricht von der Basisstation empfangen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein "Warten und Vergleichen"-Verfahren verwendet. Dieses Verfahren ist auf den Aufbau von Anrufen am besten anwendbar, sowohl für Anrufe, die von einer mobilen Station ausgehen, als auch für Anrufe, die an mobile Stationen gerichtet sind, obwohl es zum Verarbeiten von anderen Typen von Mobilstationserzeugten Übertragungen (Mobilstations-erzeugte Übertragungen), beispielsweise Registrierungen, angewendet werden kann. Für den Zweck einer Erläuterung dieser Ausführungsform betrifft die folgende Diskussion, Bezug nehmend auf Fig. 2, ein Beispiel, bei dem sich eine mobile Station 12 von einer Zelle C8 zu einer nächstliegenden Zelle F16 bewegt. In diesem Beispiel sind die beabsichtigte nahe Basisstation 10a (an der Grenze von nächstliegenden Zellen F16, F17 und F18) und die mithörende relativ weit weg liegende Basisstation 10c (an den Grenzen von entfernten Zellen F16, F17 und F18) mit dem gleichen Mobilvermittlungszentrum verbunden.
Das "Warten und Vergleichen"-Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Warten, bis die Zeit, daß alle möglichen Mobilstations- erzeugten Übertragungen, die von einer mobilen Station eingeleitet werden (in diesem Beispiel zwei Anfragen) an dem Mobilvermittlungszentrum angekommen sind, abgelaufen ist (d.h. unter Verwendung einer Zeitperiode, die auf die Worst-Case-Zeit approximiert ist, die für eine Signalisierung benötigt wird), und dann die Durchführung einer Entscheidung, welche Übertragung zu bedienen ist, wobei alle anderen zurückgewiesen werden. Diese Entscheidung basiert auf der Signalstärke, wenn die Differenz dazwischen signifikant ist. Wenn diese Differenz nicht signifikant ist, wird die Bestimmung bezüglich der Tatsache, welche Übertragung zu verwenden ist, auf Grundlage irgendeiner anderen vordefinierten Prioritätsreihenfolge, beispielsweise der ersten zu empfangenen Übertragung, durchgeführt. Ein möglicher Schwellwert für die Differenz könnte ungefähr 10dB, aber dieser Schwellwert könnte unterschiedlich für jedes System oder jede Zeile oder selbst für jede Zellen-Zellen-Kombination spezifiziert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwellwert ungefähr ±10dB.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vor Durchführen des Vergleichs ein Kompensationswert zu jeder empfangenen Signalstärke (wobei Kompensationswerte ein individueller Zellenparameter sind) addiert, um eine Anderung der Ungeraden für einige Zellen zu ermöglichen, um den Vergleichswettbewerb zu gewinnen. Der Wert des Kompensationsparameters könnte zu Anfang auf 0 gesetzt sein. Er kann später geändert werden, wenn eine Erfahrung, Simulationen etc. zeigen, daß einige Zellen in Vergleichen, bei denen sie gewinnen sollten, nicht erfolgreich sind. Diese Situation könnte beispielsweise auftreten, wenn die weit entfernte Basisstation sehr gute Empfangsbedingungen.aufweist, z.B. in einem hohen Turm auf einem Berg angeordnet ist. Die Kompensationswerte werden auf Grundlage jeder bestimmten Zellen-Zellen-Kombination bestimmt und können als Erfahrungsvorgaben geändert werden. Anstelle einer Addierung des Kompensationswerts zu den individuellen Signalstärken könnte die Kompensation natürlich erreicht werden, nachdem die Differenz bestimmt ist, indem ein Wert zu der Differenz zwischen den Signalstärken addiert wird.
Das "Warten und Vergleichen"-Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, wie in Fig. 7 gezeigt, tastet die mobile Station die Steuerkanäle von den nächstliegenden Basisstationen ab und wählt die stärkste Signalstärke im Schritt 200. Die mobile Station wartet dann auf irgendein Steuersignal über dem gewählten Steuerkanal (Schritt 202). Falls nichts für die mobile Station beabsichtigtes gehört wird, kehrt die mobile Station zum Schritt 200 zurück, wenn es wieder Zeit ist, die Steuerkanäle erneut abzutasten, um zu bestimmen, welcher der stärkste ist (Schritt 204).
Eine Anzahl von möglichen Funktionen sind an der mobilen Station verfügbar, wobei einige von diesen in Fig. 7 gezeigt sind. Beispielsweise kann die mobile Station bestimmen: Es ist Zeit für eine Registrierung (Schritt 206); sie möchte einen Anruf durchführen (Schritt 208); sie hat einen Funkruf (paging) empfangen und möchte antworten (Schritt 210); oder sie hat eine Audit-Nachricht empfangen und möchte antworten (Schritt 212). Andere Funktionen sind möglich, wie technischen Personen, die in der Zellulartechnologie arbeiten, bekannt ist, aber diese werden hier nicht beschrieben, weil sie für die vorliegende Erfindung nicht relevant sind.
Für jeden Vorgang, der in den Schritten 201-212 vorgenommen wird, führt die mobile Station einen Systemzugriff aus, indem sie den stärksten Steuerkanal im Schritt 214 abtastet und wählt. Im Schritt 216 sendet die mobile Station die Mobilstations-erzeugte Übertragung an den gewählten Steuerkanal.
Wie mit der gestrichelten Linie angedeutet, messen sowohl die beabsichtigte Basisstation als auch irgendwelche anderen Basisstationen, die auf den gleichen oder benachbarten Frequenzen arbeiten und die Mobilstations-erzeugte Übertragung mithören (in den Zeichnungen zur Vereinfachung als "Übertragung" bezeichnet), die Signalstärke der empfangenen, Mobilstations-erzeugte Übertragung im Schritt 218. Diese Übertragung wird dann zusammen mit der gemessenen Signalstärke an das Mobilvermittlungszentrum im Schritt 220 übertragen. An diesem Punkt wird eine Steuerung an den Schritt 300 geführt, wie in Fig. 8 gezeigt.
Sämtliche Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die an das Mobilvermittlungszentrum mit der gleichen Mobilstationsnummer und/oder Seriennnummer innerhalb der gegebenen Zeitperiode berichtet werden, werden in dem Mobilvermittlungszentrum im Schritt 300 gespeichert. Die Identität der geeigneten mobilen Station und der Basisstation oder eines Gebiets, welches zu der Basisstation gehört, die Signalstärke des empfangenen Signals und die Zeit eines Empfangs der Mobilstations-erzeugten Übertragung durch das Mobilvermittlungszentrum werden ebenfalls gespeichert. Im Schritt 302 wird bestimmt, ob ein Kompensationswert für die fragliche bestimmte Zellen-Zeilen-Kombination gespeichert worden ist. Wenn dem so ist, wird im Schritt 304 der gespeicherte Kompensationswert zu den gespeicherten Signalstärken addiert und die Summen werden als die kompensierten Signalstärken gespeichert.
Im Schritt 306 werden die kompensierten Signalstärken, die für die gespeicherten Übertragungen gespeichert werden, miteinander verglichen. Im Schritt 308 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen den gespeicherten Signalstärken kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist oder ob nur eine Mobilstations-erzeugte Übertragung empfangen worden ist. Wenn die Differenz nicht kleiner als der Schwellwert ist, wird die Mobilstations-erzeugte Übertragung mit der stärksten Signalstärke als die Mobilstations-erzeugte Übertragung genommen, die von der beabsichtigten Basisstation empfangen wird, und wird durch das Mobilvermittlungszentrum im Schritt 312 verarbeitet. Mobilstations-erzeugte Übertragungen, die zurückgewiesen werden, werden für statistische Zwecke verarbeitet und mit einer negativen Antwort bestätigt, die an die geeignete Basisstation im Schritt 314 gesendet wird.
Bei sehr kleinen Unterschieden in der Signalstärke zwischen zwei Mobilstations-erzeugten Übertragungen, d.h. die Differenzen zwischen der Signalstärke ist kleiner als der Schwellwert im Schritt 308 und mehr als eine Mobilstations-erzeugte Übertragung wird empfangen (Schritt 309), wird anstelle lediglich einer Auswahl der höchsten Signalstärke die Mobilstations-erzeugte Übertragung, die als die richtige Übertragung gewählt werden soll, gemäß einer zweiten Prioritätsreihenfolge im Schritt 310 bestimmt. In der bevorzugten Ausführungsform wird die erste Mobilstations-erzeugte Übertragung, die empfangen werden soll, verarbeitet. Schritt 311 wird ausgeführt, wenn nur eine Mobilstations-erzeugte Übertragung empfangen wird (Ja im Schritt 309), so daß die einzige empfangene Übertragung verarbeitet wird.
In der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform würde die Entscheidung betreffend der Tatsache, welche Mobilstations-erzeugte Übertragung zu verarbeiten ist, in dem Mobilvermittlungszentrum ausgeführt. Jedoch ist es auch möglich, daß zwei (oder mehrere) Basisstationen, die die Mobilstations-erzeugte Übertragung mithören, mit verschiedenen Mobilvermittlungszentren verbunden sind. In diesem Fall können beide Mobilvermittlungszentren versuchen, die Mobilstations-erzeugte Übertragung an ein Heimatregister oder an ein Heimat-Mobilvermittlungszentrum zu senden. Das Heimatregister oder das Heimat-Mobilvermittlungszentrum trifft dann die Entscheidung darüber, welche Basisstation der beabsichtigte Empfänger der Nachricht ist. In diesem Fall würden die in Fig. 8 gezeigten Software-Routinen in einem Prozessor ausgeführt werden, der mit dem Heimatregister verbunden ist, entweder ein alleinstehender Prozessor oder einer, der auch als ein Mobilvermittlungszentrum-Prozessor dient.
Die Zeitperiode in Fig. 8 wird durch eine Uhr gemessen. Diese Uhr kann beispielsweise eine interne Uhr (nicht gezeigt) in dem Mobilvermittlungszentrum oder dem Heimatregister sein. Die Zeitperiode beginnt beim Auftreten des ersten Ereignisses, d.h. wenn die erste Übertragung von einer gegebenen mobilen Einheit von dem Mobilvermittlungszentrum durch die Basisstation empfangen wird. Die Zeitperiode, in der die Übertragungen gespeichert werden, kann in dem Bereich von 100 ms oder kleiner sein, unter anderem in Abhängigkeit von der verwendeten Signalisierung (Protokoll, Übertragungsgeschwindigkeit, Last, etc.) zwischen der Basisstation und dem Mobilvermittlungszentrum. Wenn mehrere Mobilvermittlungszentren beteiligt sind, kann die Zeitperiode im Bereich von bis zu ungefähr 2 Sekunden oder weniger sein, unter anderem abhängig von der verwendeten Signalisierung (Protokoll, Übertragungsgeschwindigkeit, Last, etc.) zwischen den Mobilvermittlungszentren.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein "Speichern und Vergleichen"-Verfahren verwendet. Dieses Verfahren ist am besten auf die Registrierung einer mobilen Einheit in einer neuen Zelle anwendbar, obwohl es zur Verarbeitung von anderen Mobilstations-erzeugten Übertragungen verwendet werden kann, beispielsweise für Zugriffsanfragen oder Paging-Antworten. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bezieht sich die folgende Diskussion auf ein Beispiel, bei dem sich die mobile Einheit von einer Zelle C8 zu einer nächstliegenden Zelle F16 bewegt. Obwohl dies nicht erforderlich ist, verläuft die Aufenthalts(oder Gebiets)grenze zwischen diesen zwei Zellen. Die mobile Einheit erkennt die Notwendigkeit einer Registrierung beim Lesen der SID (der Identifikation des digitalen Systems, die einem Zellularsystem zugeordnet ist; wobei jedem System eine einzigartige Nummer zugewiesen ist) oder der REGID (der Registrierungs- Identifikation) in der Zusatznachrichtenfolge (in Zellularsystemen) und führt einen Zugriff für eine Registrierung aus. Der Zugriff wird an das jeweilige Mobilvermittlungszentrum durch die nächstliegende F16- Basisstation 10a und durch die weit entfernte F16-Basisstation 10c, die mit dem gleichen Mobilvermittlungszentrum verbunden ist, berichtet. Es sei angenommen, daß sämtliche Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die von dem Mobilvermittlungszentrum innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach der ersten empfangenen Übertragung empfangen werden, die gleiche Anfrage betreffen, die von mehr als einer Basisstation mitgehört wird.
Das "Speichern und Vergleichen"-Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 9 beschrieben. Die von der mobilen Station im Zusammenhang mit einer Registrierung und von den empfangenden Basisstationen ausgeführte Verarbeitung ist die gleiche, wie in Fig. 7 gezeigt und voranstehend unter Bezugnahme auf das "Warten und Vergleichen"- Verfahren beschrieben. Sobald jedoch eine Steuerung durch das Mobilvermittlungszentrum läuft, zeichnet das Mobilvermittlungszentrum die erste ankommende, Mobilstations-erzeugte Übertragung zusammen mit der von der nächstliegenden Basisstation 10a gemessenen Signalstärke während des Zugriffs im Schritt 400 aus Fig. 9 auf. Wenn die nächste Mobilstationserzeugte Übertragung ankommt, wird zunächst bestimmt, ob die nächste Übertragung innerhalb einer spezifizierten Zeitgrenze im Schritt 402 angekommen ist. Die für die spezifizierte Zeitgrenze verwendete Zeit ist typischerweise kleiner als 2 Sekunden, wie voranstehend unter Bezugnahme auf das "Warten und Vergleichen"-Verfahren beschrieben. Mit anderen möglichen Systemkonfigurationen könnte die Zeitgrenze im Bereich von bis zu 10 Sekunden oder größer sein.
Wenn die Übertragung innerhalb der Zeitgrenze ist, wird die von der weit entfernten F16-Basisstation 10c gemessene Signalstärke mit der vorher aufgezeichneten Signalstärke verglichen, um eine Differenz dazwischen zu berechnen (Schritt 404). Im Schritt 406 wird bestimmt, ob ein Kompensationswert für die bestimmte beteiligte Zellen-Zellen-Kombination gespeichert worden ist. Wenn dem so ist, wird der Kompensationswert zu der Differenz im Schritt 408 addiert, wobei der Kompensationswert eine Funktion der jeweiligen Orte der zwei Zellen ist, die die Übertragungen empfangen haben. Natürlich können Kompensationswerte zu den Signalstärken selbst addiert werden, bevor die Differenz berechnet wird, wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.
Im Schritt 410 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen den zwei Signalstärken größer als eine spezifische Grenze ist. Wenn die Differenz größer als die Grenze ist, d.h., die Differenz ist signifikant, wird die vorher empfangene, Mobilstations-erzeugte Übertragung durch die neue Übertragung im Schritt 412 ersetzt. Wenn ferner die nächste Übertragung nicht innerhalb der spezifizierten Zeitgrenze im Schritt 402 ist, wird die neue Übertragung im Schritt 412 verarbeitet. In jedem Fall wird die Basisstation dann über das Ergebnis der Verarbeitung der Mobilstationserzeugten Übertragung informiert (Schritt 414).
Wenn die Signalstärken von zwei Berichten der gleichen Mobilstationserzeugten Übertragung bezüglich einer Registrierung sich nicht wesentlich unterscheiden, beispielsweise kleiner als 10db sind, und ein Bericht von der Basisstation mit der alten Registrierung ist, wird keine neue Registrierung gemacht und eine negative Bestätigung wird gesendet (Schritt 416).
Bei einer Anwendung dieser zweiten Ausführungsform zum Anrufaufbau arbeitet das Mobilvermittlungszentrum bei dem ersten Zugriff, den es empfängt und speichert die Identifikation der mobilen Stationen und den Basisstationen, die Signalstärke der Zugriffsanfrage und die Zeit, zu der sie empfangen wurde. Wenn ein anderer Zugriff von der gleichen Mobilstationsnummer und/oder Seriennummer innerhalb einer kurzen Zeit von dem ersten Zugriff empfangen wird, wird zwischen den Zugriffen ein Vergleich durchgeführt, nachdem der voranstehend erwähnte Kompensationswert zu der empfangenen Signalstärke addiert worden ist. Wenn der zweite Zugriff eine niedrigere Signalstärke aufweist, wird er zurückgewiesen. Ansonsten wird darauf reagiert, wobei der erste Zugriff ersetzt wird. Die Verarbeitung des Zugriffs der ersten Basisstation im Fall einer zweiten höheren Signalstärke wird beendet. Auch eine negative Bestätigung kann an die mobile Station über die fragliche Basisstation gesendet werden. Aufeinanderfolgende Zugriffe einer mobilen Station innerhalb eines kurzen Zeitrahmens von dem ersten Zugriff werden genauso relativ zu ihrer Signalstärke verglichen. Auf eine Zurückweisung eines Zugriffs hin kann ein Signal über eine negative Bestätigung an die mobile Station über die fragliche Basisstation zurückgesendet werden und kann für statistische Zwecke gezählt werden.
Wie voranstehend unter Bezugnahme auf das "Warten und Vergleichen"- Verfahren diskutiert, können die mithörenden Basisstationen verschiedenen Mobilvermittlungszentren zugeordnet sein. In diesem Fall kann die Verarbeitung aus Fig. 9 in einem Heimatregister oder einem Heimat- Mobilvermittlungszentrum auftreten, mit dem beide Mobilvermittlungszentren verbunden sind.
Es versteht sich von selbst, daß ein Mobilstationszugriff irgendeine Art von Systemzugriff bezeichnet, den eine mobile Station durchführen kann, wenn sie eine Basisstation kontaktiert. Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein System mit einem Mobilvermittlungszentrum beschrieben worden ist, ist nicht beabsichtigt, daß dies auf derartige Anwendungen beschränkt ist. Wenn kein Mobilvermittlungszentrum vorhanden ist, würde der voranstehend beschriebene Prozeß zum Bestimmen, welcher von mehreren Zugriff en richtig ist, in den Basisstationen ausgeführt werden. Genauso könnte der Prozeß modifiziert werden, um mehr als ein Mobilvermittlungszentrum aufzunehmen, so wie dies in Systemen auftreten kann, wie in dem in Fig. 3 gezeigten und voranstehend Diskutierten.
Es ist möglich, daß eine Heimatregister-Datenbank (HLR) verwendet werden kann, um zu bestimmen, welcher Basisstation verschiedene mobile Stationen zugeordnet sind. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße "Speichern und Vergleichen"-Verfahren zum Behandeln von Registrierungen, d.h. Zugriffe, die sich nicht auf einen Anruf beziehen, auch unter Verwendung der HLR durchgeführt werden.
Es ist verständlich, daß die Verfahren der vorliegenden Erfindung in einem Zellular-Mobilfunksystem verwendet werden können, welches analoge Signale, digitale Signale oder eine Kombination von beiden überträgt.
Die voranstehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen wird die Erfindung, die in den Ansprüchen beschrieben ist, so vollständig enthüllen, daß andere Personen durch Anwendung der gegenwärtigen Kenntnisse leicht derartige spezifische Ausführungsformen für verschiedene Anwendungen modifizieren und/oder adaptieren können, ohne von dem gattungsgemäßen Konzept abzuweichen und deshalb ist es beabsichtigt, daß derartige Adaptionen und Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs von Äquivalenten der offenbarten Ausführungsformen verstanden werden sollten und werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der hier verwendete Wortlaut der Terminologie für den Zweck einer Beschreibung vorgesehen ist und nicht für eine Einschränkung.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Zellularsystems, bei dem eine mobile Station eine Mobilstations-erzeugte Übertragung überträgt, die von wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Messen (218) der Signalstärke der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragung, Senden (220) der Mobilstationserzeugten Übertragung und der gemessenen Signalstärke der Mobilstationserzeugten Übertragung an eine Verarbeitungseinrichtung von den wenigstens zwei Basisstationen, Speichern (300) der jeweiligen Mobilstations-erzeugten Übertragungen und gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen werden, in einem Speicher, und Bestimmen (302-309), welche der Mobilstationserzeugten Übertragungen anzunehmen sind, auf Grundlage der Zeit eines Empfangs durch die Verarbeitungseinrichtung und der gespeicherten Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schritt zum Bestimmen die folgenden Schritte umfaßt:

Vergleichen (830) der Signalstärken, um einen Differenzwert zu ermitteln; wenn der Differenzwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, Annehmen (308) der Mobilstations-erzeugten Übertragung mit der stärksten relativen Signalstärke; und wenn der Differenzwert kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist, Annehmen (309) eine der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragungen gemäß einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Bestimmen (302-309) ferner den folgenden Schritt umfaßt: Addieren (304) eines gespeicherten Kompensationswerts zu jeder der gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen empfangen werden, um kompensierte Signalstärken zu bestimmen, wobei der Kompensationswert relativ zu jedem Paar von Basisstationen der wenigstens zwei Basisstationen gespeichert wird; wobei der Schritt zum Vergleichen (306) ein Vergleichen der kompensierten Signalstärken umfaßt, um einen Differenzwert zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die folgenden Schritte:

a) in der mobilen Station:

(1) Abtasten (200) einer Vielzahl von Steuerkanälen, über die Nachrichten von der Vielzahl von Basisstationen gesendet werden, um relative Signalstärken der Nachrichten zu bestimmen;

(2) Senden (216) einer Mobilstations-erzeugten Übertragung über einen gewählten der Vielzahl von Steuerkanälen, wobei die Mobilstations-erzeugte Übertragung von den wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird;

(b) wobei in den wenigstens zwei Basisstationen die folgenden Schritte ausgeführt werden:

(1) Messen (218) der Signalstärke der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragung;

(2) Senden (220) der Mobilstations-erzeugten Übertragung und der gemessenen Signalstärke der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragung an die Verarbeitungseinrichtung;

(c) wobei in der Verarbeitungseinrichtung die folgenden Schritte ausgeführt werden:

(1) Speichern der jeweiligen Mobilstations-erzeugten Übertragungen und gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen werden, in einem Speicher; und

(2) Bestimmen (302-309), welche der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragungen anzunehmen sind, auf Grundlage der Zeit eines Empfangs in der Verarbeitungseinrichtung und der relativen Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Bestimmen (302-309) die folgenden Schritte umfaßt:

Addieren (304) eines gespeicherten Kompensationswert zu jeder der gemessenen Signalstärken, die von den wenigstens zwei Basisstationen empfangenwerden, um die kompensierten Signalstärken zu bestimmen, wobei der Kompensationswert relativ zu jedem Paar von Basisstationen der wenigstens zwei Basisstationen gespeichert wird; wobei der Schritt zum Vergleichen (306) ein Vergleichen der kompensierten Signalstärken umfaßt, um den Differenzwert zu bestimmen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, ferner umfassend, nach dem Bestimmungsschritt (302-309), einen Schritt zum Verarbeiten (310- 312) der angenommenen Mobilstations-erzeugten Übertragung.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mobilstations-erzeugte Übertragung ein Typ ist, der aus den folgenden gewählt ist: Eine Zugriffsanfrage zum Einleiten eines Anrufs, eine Registrierungsanfrage, eine Paging-Antwort und eine Audit-Antwort.

7. Verfahren zum Betreiben eines Zellularsystems, bei der eine mobile Station eine Mobilstations-erzeugte Übertragung überträgt, die von wenigstens zwei Basisstationen empfangen wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Verarbeiten (400) der Mobilstations-erzeugten Übertragung, die zuerst von einer der Basisstationen empfangen wird, Speichern der Identifikation der Basisstation, von der die verarbeitete Mobilstations-erzeugte Übertragung eingeleitet wurde, und der Signalstärke der verarbeiteten Mobilstations-erzeugten Übertragung in einem Speicher; wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

Vergleichen (404) der Signalstärke einer nachfolgenden Mobilstationserzeugten Übertragung, die von einer anderen Basisstation empfangen wird, mit der Signalstärke der verarbeiteten Mobilstations-erzeugten Übertragung, um einen Differenzwert zu ermitteln;

Ermitteln eines kompensierten Differenzwerts durch Addieren (408) eines Kompensationswerts, der relativ zu den Basisstationen gespeichert wird, von denen die verarbeitete Mobilstations-erzeugte Übertragung und die nachfolgenden Mobilstations-erzeugten Übertragungen empfangen werden;

wenn der kompensierte Differenzwert größer als ein vorgegebener Schwellwertbetrag oder gleich dazu ist, Beenden (412) der verarbeiteten Mobilstations-erzeugten Übertragung, Verarbeiten der nachfolgenden Mobilstations-erzeugten Übertragung mit der größeren Signalstärke und Speichern der Identifikation der Basisstation, von der die nachfolgende Mobilstations-erzeugte Übertragung ausgegangen ist, und der Signalstärke der nachfolgenden verarbeiteten Mobilstations-erzeugten Übertragung; Wiederholen der Vergleichs-(404), Beendigungs- (412) und nachfolgenden Verarbeitungs- (400) und Speicherschritte für eine weitere Mobilstationserzeugte Übertragung, die während einer gesetzten Zeitperiode empfangen wird; und wenn der Differenzwert kleiner als die vorgegebene Schwelle ist, Annehmen (410) einer der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragungen gemäß einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Beenden (412) der verarbeiteten Mobilstations-erzeugten Übertragung den Schritt eines Sendens (414) einer negativen Bestätigung an die Basisstation, von der die beendete verarbeitete Mobilstations-erzeugte Übertragung empfangen wurde, umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend, nach dem Schritt einer Beendigung (412), den Schritt eines Sendens (414) einer negativen Bestätigung an die Basisstation, von der die beendete Übertragung empfangen wurde.

10. System zum Verarbeiten von mehreren Mobilstations-erzeugten Übertragungen in einem Zellularsystem, wobei das Zellularsystem wenigstens eine mobile Einheit (M1-M10), wenigstens zwei Basisstationen (B1-B10) und wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung (72) aufweist, wobei das System umfaßt: Eine Einrichtung (125-130), die in der mobilen Einheit (M1-M10) vorgesehen ist, zum Abtasten von Signalen, die von derartigen Basisstationen auf wenigstens einem Steuerkanal zwischen Basisstation und mobiler Station übertragen werden, und zum Wählen einer der Basisstationen für einen Zugriff; eine Einrichtung (122-124) 1 die in der mobilen Einheit (M1-M10) vorgesehen ist, zum übertragen der Mobilstations-erzeugten Übertragungen über einen Steuerkanal der gewählten Basisstation; eine Einrichtung (126), die in den wenigstens zwei Basisstationen (B1-B10) vorgesehen ist, zum Empfangen der übertragenen Mobilstations-erzeugten Übertragung und zum Senden der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragungen an die Verarbeitungseinrichtung; eine Einrichtung, die in der Verarbeitungseinrichtung (72) vorgesehen ist, zum Wählen einer von mehreren Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die von wenigstens zwei Basisstationen zur Verarbeitung empfangen werden, auf Grundlage der Zeit eines Empfangs der Mobilstations-erzeugten Übertragung und der relativen Signalstärke des Signals der mobilen Station an die Basisstation, das den Mobilstations-erzeugten Übertragungen zugeordnet ist, wobei die Einrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern der Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode auftreten, von Identitäten der mobilen Stationen, die die Mobilstations-erzeugten Übertragungen senden, einer Signalstärke der Mobilstations-erzeugten Übertragungen, die zur Zeit eines Empfangs der Mobilstations-erzeugten Übertragung durch die jeweiligen Basisstationen gemessen wird, und eine Einrichtung zum Messen der Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt:

eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der gespeicherten Signalstärken der Übertragungen, um einen Differenzwert zu ermitteln, und zum Vergleichen des Differenzwerts mit einem vorgegebenen Schwellwert, wobei die Einrichtung zum Wählen auf die Vergleichseinrichtung anspricht, um eine Mobilstations-erzeugte Übertragung mit der stärksten relativen Signalstärke zu wählen, wenn der Differenzwert größer als ein vorgegebener Schwellwert oder gleich dazu ist, und um eine andere der empfangenen Mobilstations-erzeugten Übertragungen gemäß einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge anzunehmen, wenn der Differenzwert kleiner als der vorgegebene Schwellwert ist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Verarbeitungseinrichtung (72) vorgesehene Einrichtung ferner umfaßt:

eine Einrichtung zum Speichern eines Kompensationswerts, der sich auf wenigstens ein Paar von Basisstationen in dem Zellularsystem bezieht; und

eine Einrichtung zum Addieren eines gespeicherten Kompensationswerts, der den Basisstationen entspricht, die die Mobilstations-erzeugten Übertragungen an die Verarbeitungseinrichtung senden, zu den gespeicherten Signalstärken der Mobilstations-erzeugten Übertragungen.