DE69407284T2

DE69407284T2 - Verfahren zum interzellularen umlegen oder weiterreichen zwischen zwei zellen eines zellenmobilfunknetzwerkes

Info

Publication number: DE69407284T2
Application number: DE69407284T
Authority: DE
Inventors: Pierre Dupuy
Original assignee: Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2014-05-12
Also published as: EP0698318B1; FI955437A0; FR2705514B1; FI114603B; ATE161131T1; FI955437A7; JP3545404B2; EP0698318A1; FR2705514A1; ES2110754T3; WO1994027383A1; DE69407284D1; DK0698318T3; AU6788594A; CN1123074A; AU687061B2; CA2162707C; JPH09504144A; CA2162707A1; US5711003A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transfer zwischen zwei Zellen eines zellenförmigen Mobiltelefonnetzes, insbesondere eines sogenannten GSM-Netzes (Global System für Mobile Communications). Wenn eine bewegliche Station in einem solchen Netz von einer Zelle in eine Nachbarzelle fährt, die je eine Basisstation enthalten, muß ggf. die Kontinuität der laufenden Gesprächsverbindung aufrechterhalten bleiben, obwohl die für den Austausch von Sprachdaten verwendete Frequenz (oder die Frequenz oder Frequenzen für den Austausch von Signalisationsdaten) zwischen einer beweglichen Station (nachfolgend Mobilfunk- Teilnehmer genannt) und einer Basisstation wechselt, wenn man von einer Zelle zur nächsten übergeht. Ein Verfahren, um eine solche Kontinuität zu gewährleisten, wird meist "Handover" in der GSM-Terminologie benannt.
Die nachfolgende Beschreibung verwendet die üblicherweise in der GSM-Terminologie verwendeten Begriffe. Für weitere Informationen sei auf die Zeitschrift "Digital Cellular Mobile Communication Seminar" des Seminars zu diesem Thema verwiesen, das vom 16. bis 18. Oktober 1990 in Nizza stattfand.
Figur 1 zeigt schematisch ein Detail der Struktur eines GSM-Netzes mit mehreren Zellen, von denen nur drei Zellen C1, C2 und C3 dargestellt sind. Ein Mobilfunk-Teilnehmer MS (beispielsweise ein Funktelefon in einem Fahrzeug) bewegt sich in diesem GSM-Netz.
Eine Zelle eines GSM-Netzes entspricht in der Praxis einer geographischen Zone, die vom Sender und dem Empfänger einer Basisstation dieser Zelle bedient wird, wobei diese Station sich im Zentrum dieser Zone befindet. Jede Basisstation enthält einen oder mehrere Sender-Empfänger, die je mit einer Antenne und mit Verarbeitungsorganen verbunden sind. Außerdem überdecken sich, wie Figur 1 zeigt, teilweise die geographischen Zonen, die von den Basisstationen erreicht werden.
Die Zellen Cl, C2 und C3 besitzen also Basisstationen BTS1, BTS2 und BTS3. Letztere werden von einem Basisstation- Kontrollorgan BSC betrieben. Das Kontrollorgan BSC hat insbesondere die Aufgabe, die Frequenzen und auf diesen Frequenzen die Kanäle zu verwalten, die in Höhe jeder Basisstation verfügbar sind. Die von einem Kontrollorgan BSC und den zugeordneten Basisstationen gebildete Einheit wird auch Basisstationssystem BSS benannt. Mehrere Kontrollorgane BSC können vorgesehen sein, die je eine vorbestimmte Anzahl von Basisstationen steuern. Jedes Kontrollorgan BSC ist an eine Vermittlungszentrale MSC angeschlossen, die die Meisterstruktur eines GSM-Netzes ist. Eine Zentrale MSC kann also den Betrieb mehrerer Systeme BSS steuern, die ein öffentliches, erdgebundenes Mobilfunknetz PLMN bilden.
Der Betrieb eines solchen Netzes ist wie folgt: Der Mobilfunk-Teilnehmer MS sendet Signale in Form von digitalen Datenzügen oder -paketen (auch Burst genannt) an die Station BTS1, solange er sich in der Zelle C1 befindet, und die Station BTS1 überträgt die aus diesen Bursts entnommenen Informationen zum Kontrollorgan BSC, das sie seinerseits zum Zielpunkt über die Vermittlungszentrale MSC überträgt. Der Zielpunkt kann ein drahtgebundener Telefonteilnehmer oder auch ein anderer Mobilfunk-Teilnehmer sein.
Jeder Daten-Burst, beispielsweise mit Sprachinformationen, wird in einem Zeitintervall einer Dauer von 577 Ps übertragen, und acht solcher aufeinanderfolgender Zeitintervalle bilden einen Rahmen. Acht Mobilfunk-Teilnehmer wie z.B. MS können also auf dem gleichen Funkkanal miteinander verkehren, d.h. auf der gleichen Trägerfrequenz, da im GSM- Netz ein Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex verwendet wird (im englischen: Time Division Multiple Access - TDMA). Üblicherweise sind zwei bis vier Funkkanäle jeder Basisstation zugewiesen und 16 bis 32 Zeitintervalle oder Kanäle sind damit zur Aussendung in Höhe jeder Zelle verfügbar. Gleiches gilt für den Empfang.
Aufgrund des TDMA-Prinzips ist es entscheidend wichtig, im GSM-System darauf zu achten, daß die jedem Mobilfunk-Teilnehmer MS in einer gegebenen Zelle zugewiesenen Zeitintervalle in einer vorgesehenen Ordnung aufeinanderfolgen. Ein Mobilfunk-Teilnehmer MS und die Basisstation BTS, von der er abhängt, besitzen jedoch je einen internen Taktgeber für ihren Betrieb. Es ist daher notwendig, die Zeitverschiebung aufgrund der Ausbreitungszeit der Funkwellen zwischen diesem Mobilfunk-Teilnehmer MS und seiner Basisstation BTS zu berücksichtigen, damit der Mobilfunk- Teilnehmer MS keine Daten während des einem anderen Mobilfunk-Teilnehmer MS zugewiesenen Zeitintervalis oder Kanals aussendet, denn ein Zeitintervall dauert 577 µs und eine Funkwelle durchläuft 300 m in 1 µs.
Wenn der Mobilfunk-Teilnehmer MS sich in der Zelle C1 befindet, empfängt er nicht nur Signale von der Basisstation BTS1, sondern auch von BTS2 und von BTS3. Diese Möglichkeit ist im GSM-System vorgesehen, um einen Mobilfunk-Teilnehmer MS in die Lage zu versetzen, sowohl die Synchronisation zu kennen als auch permanent die Qualität (beispielsweise die Fehlerrate je Bit) und den Empfangspegel der von der Basisstation der Zelle C1 empfangenen Signale zu messen, in der er sich befindet, sowie von allen Basisstationen der benachbarten Zellen C2 und C3. Diese Messungen erfolgen also in sogenannter absteigender Richtung, d.h. von der Basisstation zum Mobilfunk-Teilnehmer.
Der Mobilfunk-Teilnehmer MS überträgt diese Meßwerte an BTS1 in Form eines Meßberichts auf einem sogenannten SACCH-Kanal (Slow Associated Control Channel). Wenn die Übertragungsqualität zwischen MS und BTS1 unter die Übertragungsqualität zwischen MS und BTS2 absinkt (oder wenn der Empfangspegel der von BTS2 empfangenen Signale größer als der der von BTS1 empfangenen Signale wird), liefert das Kontrollorgan BSC einen Befehl zum Wechsel der Zelle, durch den der Mobilfunk-Teilnehmer MS an die Zelle C2 verwiesen wird und somit an die Basisstation BTS2: Das Handover ist dann erfolgt und die Basisstation BTS2 setzt die Übertragung anstelle von BTS1 fort. Diese Situation ist typisch, insbesondere wenn der Mobilfunk-Teilnehmer MS sich von BTS1 entfernt und der Station BTS2 annähert.
Wenn ein Handover stattfindet, muß der Mobilfunk- Teilnehmer auf die Station BTS2 der neuen Zelle C2 synchronisiert werden. Nachfolgend sei vereinbart, daß mit "alt" alles bezeichnet wird, was sich auf die Zelle C1 bezieht, der der Mobilfunk-Teilnehmer MS vor dem Handover zugewiesen war, und mit "neu" alles, was sich auf die Zelle C2 bezieht, der der Mobilfunk-Teilnehmer nach dem Handover zugewiesen ist.
Auch wenn das Mobilfunkgerät MS eingeschaltet wird, muß es eines Zelle zugewiesen werden und sich auf die Basisstation dieser Zelle synchronisieren, um Signale in dem ihm zugewiesenen Zeitintervall aus zusenden.
Figur 2 zeigt ein Zeitdiagramm von Signalen, die von der Station BTS1 und vom Mobilfunk-Teilnehmer MS ausgesendet werden, und man erkennt, wie die richtige Zeitverschiebung dem Mobilfunk-Teilnehmer MS nach dessen Einschalten mitgeteilt wird, wenn er beispielsweise der Zelle C1 zugewiesen werden soll.
Hierzu sendet die Station BTS1, die die Zelle verwaltet, in der sich der Teilnehmer MS befindet, ein Taktsignal H&sub0;, H&sub1;, H&sub2;, H&sub3;, H&sub4; regelmäßig zu Zeitpunkten T&sub0;, T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; und auf einem Synchronisationskanal SCH, der zu einem spezifischen gemeinsamen Kanal BCCH gehört (Broadcast Common Channel), welcher ganz allgemein Synchronisationsinformationen an die Mobilfunk-Teilnehmer übermitteln soll. Dieses Signal wird verwendet, wenn der Mobilfunk-Teilnehmer MS an eine Zelle des GSM-Netzes angeschlossen werden soll. Dies erfolgt entweder, wenn das Mobilfunkgerät zum ersten Mal in das Netz nach dem Einschalten eingebunden wird, oder im Fall eines Handover, wie nachfolgend gezeigt wird.
Wenn das Mobilfunkgerät MS zum ersten Mal nach dem Einschalten der Versorgungsspannung in das Netz eingebunden wird, kann es das Taktsignal nur ab dem Augenblick MSON empfangen, in dem die Spannung eingeschaltet wird.
Nachdem das Mobilfunkgerät MS sich im allgemeinen nicht am Fuße der Basisstation BTS1 befindet, ist das erste Taktsignal, das es nach dem Zeitpunkt MSON empfängt, hier das Signal H&sub1;, um eine Zeit τ bezüglich des Aussendezeitpunkts T&sub1; durch die Basisstation BTS1 verschoben. Das Signal H&sub1; wird also vom Mobilfunkgerät zum Zeitpunkt T&sub1;+τ empfangen.
In diesem Zeitpunkt (oder eine vorbestimmte Zeitdauer nach diesem Zeitpunkt, die der Station BTS1 bekannt ist) sendet das Mobilfunkgerät MS, das zum ersten Mal nach dem Einschalten der Spannung in die Station BTS1 eingebunden werden soll, an diese auf einem Signalisationskanal eine Zugangsnachricht, die Random Access genannt wird (RA) und von einem Access Burst gebildet wird (im Fall des Handover wird diese Zugangsnachricht Handover Access HA genannt). Jeder Access Burst hat eine Dauer, die geringer als die eines ein normales Signal bildenden Bursts (Normal Burst genannt) ist, das beispielsweise Sprachsignale enthält, so daß die Zugangsnachricht mit den Signalen nicht interferieren kann, die von einem anderen Mobilfunkgerät im nächstfolgenden Zeitintervall ausgesendet werden.
Beim Empfang dieses Signals (Zeitpunkt T&sub1;+TA) kann die Station BTS1 die Zeit TA (Timing Advance) bestimmen, die zwischen der Aussendung und dem Empfang des Taktsignals H&sub1; liegt. Diese Zeit TA entspricht zweimal der Signallaufzeit zwischen dem Mobilfunkgerät und der Station BTS1, d.h. zweimal der Zeit τ. Die Station BTS1 sendet dann auf einem Signalisationskanal AGCH (Access Grand Channel) eine Nachricht an das Mobilfunkgerät, um ihm mitzuteilen, daß es seine Signale mit einem Vorlauf von TA bezüglich seines Taktsignals aussenden soll. Das Mobilfunkgerät kann dann normale Signale ohne Gefahr einer Überdeckung mit den von anderen Mobilfunkgeräten ausgesendeten Signalen aussenden. Daher ist man sicher, daß die von den verschiedenen Mobilfunkgeräten auf einem bestimmten Übertragungskanal ausgesendeten Signale richtig und nacheinander in der Station BTS1 ankommen.
Da der Abstand zwischen dem Mobilfunk-Teilnehmer MS und der Station BTS1 sich zeitlich verändern kann, muß eine Korrektur der Synchronisation des Mobilfunkgeräts häufig vorgenommen werden. Nach der ursprünglichen Bestimmung des zeitlichen Vorlaufs wird dieser also korrigiert, so daß das Mobilfunkgerät mit der Station BTS1 in Synchronisation gehalten wird, solange es sich in der Zelle C1 bewegt.
Bei einer Anbindung des Mobilfunkgeräts MS an die Zelle C2 im Anschluß an einen Befehl des Zellenwechsels durch BSC gibt es vier Handover-Arten, die sich durch die Methode unterscheiden, die für die Synchronisierung des Mobilfunkgeräts auf die Basisstation BTS2 der neuen Zelle C2 verwendet wird: Die synchrone Handover-Methode, die asynchrone Handover-Methode, die pseudosynchrone Handover-Methode und die vorsynchronisierte Handover-Methode.
Die synchrone Handover-Methode, deren Prinzip in Figur 3 dargestellt ist, besteht darin, die Taktgeber einer bestimmten Anzahl von Stationen BTS eines gegebenen GSM- Systems so zu steuern, daß sie synchron werden. Wenn dann das Mobilfunkgerät von der Zelle C1 zur Zelle C2 wechselt und die beiden Zellen von synchronen BTS bedient werden, braucht das Mobilfunkgerät keine neue Zeitvorlaufinformation zu erhalten, da sich diese unmittelbar aus der, die das Gerät in der Zelle C1 vorher benutzte, und aus der Zeitverschiebung zwischen den im Mobilfunkgerät MS bekannten Zeitverschiebung zwischen den Basisstationen BTS1 und BTS2 ableiten läßt.
In der synchronen Handover-Methode sind acht aufeinander folgende Übermittlungsetappen erforderlich.
Die Etappe 1 ist diejenige, bei der das Mobilfunkgerät MS an die Station BTS1 einen Meßbericht MEAS REP liefert, der Meßergebnisse zur Verwendung durch das Kontroll organ für die Auslösung eines Handovers enthält, wenn diese Ergebnisse zeigen, daß die Übertragungsqualität zwischen dem Mobilfunkgerät MS und der Station BTS1 unter die Übertragungsqualität zwischen dem Mobilfunkgerät MS und der Station BTS2 abgesunken ist oder daß der Empfangspegel der Signale von der Station BTS1 unter dem der Signale von der Station BTS2 liegt. Diese Nachricht wird zweimal je Sekunde vom Mobilfunkgerät MS an die Station BTS1 gesendet.
In der Etappe 2 überträgt die Station BTS1 die in der Nachricht MEAS REP enthaltene Information an das Kontroll organ BSC durch eine Nachricht MEAS RES. Das Kontrollorgan BSC kann dann beurteilen, ob ein Handover erforderlich ist. Wie bereits erläutert, sind die Entscheidungskriterien insbesondere die Qualität und die Leistung der empfangenen Signale. Andere Arten von Informationen sind in der Zentrale MSC oder dem Kontrollorgan BSC verfügbar, um zu entscheiden, ob ein Handover durchgeführt werden soll. Es sei hier angenommen, daß dieser Fall tatsächlich vorliegt.
Nun aktiviert das Kontrollorgan BSC in der Etappe 3 einen Kanal der Station BTS2 (Nachricht CHAN ACT), und diese Station bestätigt den Auftrag (Nachricht CHAN ACT ACK).
In der Etappe 4 sendet das Kontrollorgan BSC einen Zellenwechselbefehl, d.h. für den Wechsel der Basisstation, oder einen Handover-Befehl (Nachricht Handover CMD) an die Station BTS1, die diesen Befehl unmittelbar an das Mobil funkgerät MS in transparenter Weise weiter übermittelt.
In der Etappe 5 sendet das Mobilfunkgerät MS aufeinanderfolgende Nachrichten HANDOVER ACCESS (HA), im allgemeinen vier, an die Station BTS2. Jede Nachricht HA hat eine Dauer von etwa 5 ms, so daß die Zeit für die Aussendung der vier Nachrichten HA mindestens 20 ms beträgt. Diese Nachrichten HA werden auf einem Verkehrskanal für Nutzdaten ausgesendet, beispielsweise für Sprachdaten, 50 daß die Zeit für die Aussendung der Nachrichten HA Teil der Dauer des Gesprächs ist, das zu diesem Zweck unterbrochen wird, was natürlich vollkommen unerwünscht ist.
Die Nachrichten HA können auch verwendet werden, um den Verstärkungsgrad in Höhe des Empfängers der Station BTS nachzuregeln. Wenn der Pegel der ersten von der Station BTS empfangenen Nachricht HA zu groß ist, so daß der Empfänger der Station BTS2 in die Sättigung gelangt, wird der Verstärkungsgrad des Empfängers der Station BTS verringert und die Operation wird mehrfach (in der Regel viermal) mit Hilfe der verschiedenen ausgesendeten Nachrichten HA wiederholt, bis ein Signal mit brauchbarem Pegel empfangen wird.
In der Nachricht HANDOVER CMD wird andererseits eine Zufallszahl dem Mobilfunkgerät zugewiesen, um es zu identifizieren. Diese Zahl muß durch das Mobilfunkgerät MS wiederverwendet werden, wenn es Nachrichten HA aussendet, so daß, wenn ein anderes Mobilfunkgerät den dem Gerät MS reservier ten Kanal verwenden will, für den das Handover durchgeführt wurde, die Station BTS2 in der Nachricht HA dieses eingedrungenen Mobilfunkgeräts die Identifikation nicht mehr erkennt, die es bei dem HANDOVER CMD zugewiesen hat. Dadurch wird die Gefahr vermieden, für zwei Mobilfunkgeräte den gleichen Kanal zu verwenden.
Aufgrund der Nachrichten HA mißt außerdem die Station BTS in der synchronen Handover-Methode den exakten Wert des neuen Zeitvorlaufs TA2, den das Mobilfunkgerät MS aus dem alten Zeitvorlauf TA1 abgeleitet hat.
Diese Angabe ist sehr wichtig, da die Station BTS2 sie benötigt, um ihrerseits dem Mobilfunkgerät später die Korrekturen seines Zeitvorlaufs aufgrund der Veränderungen seiner Position anzugeben. Sobald die Handover-Methode nämlich beendet ist, gibt das Mobilfunkgerät MS regelmäßig (im allgemeinen zweimal je Sekunde) der Station BTS2 über die ansteigende Nachricht SACCH den verwendeten Zeitvorlauf bekannt, so daß die Station BTS permanent diese Angabe abhängig von den Verschiebungen des Mobilfunkgeräts verändern kann. Die Station BTS2 überträgt also regelmäßig an das Mobilfunkgerät MS über die absteigende Nachricht SACCH die auf diesen Zeitvorlauf anzuwendenden Korrekturen.
Wenn die Station BTS2 korrekt eine der Zugangsnachrichten HA empfangen hat, sendet sie (Etappe 5) eine Nachricht HANDOVER DETECTION an das Kontrollorgan BSC, um ihm anzugeben, daß das erwartete Mobilfunkgerät richtig synchronisiert ist.
In der Etappe 6, unmittelbar nach der Aussendung der vier Nachrichten HANDOVER ACCESS sendet das Mobilfunkgerät MS eine Verbindungsnachricht SABM an die Station BTS2. Diese Nachricht dient dazu, auflogische Weise die Verbindung zwischen dem Mobilfunkgerät MS und der Station BTS2 herzustellen, so daß alle späteren Nachrichten in einem Empfangsbestätigungsmodus ausgetauscht werden.
Nun unterhält sich das Mobilfunkgerät MS mit der Station BTS2, die ihm ein Zeitintervall im auf einer bestimmten Trägerfrequenz übertragenen Rahmen sowie eine Zeitvorgabeinformation TA2 zugewiesen hat. Es sei hier bemerkt, daß die Übertragung der nützlichen Sprachdaten, die nach der Aussendung der Nachricht HANDOVER CMD unterbrochen wurde, vor der Aussendung der Nachricht SABM durch das Mobilfunkgerät MS wieder aufgenommen werden kann.
Die Station BTS2 signalisiert dann dem Mobilfunkgerät MS (Nachricht UA), daß es gut empfangen wurde und daß die Nachrichtenaustauschvorgänge von nun an im Empfangsbestätigungsmodus erfolgen werden. Weiter informiert die Station BTS2 hierüber das Kontrollorgan BSC (Nachricht ESTABLISH INDICATION). Das Kontrollorgan BSC kann dann die Gesprächsleitung durchschalten, die dem Austausch zwischen dem Mobilfunkgerät MS und der Station BTS2 zugewiesen ist.
Die Nachricht ESTABLISH INDICATION kann auch nach einer der Nachrichten HA ausgesendet werden (zum Beispiel unmittelbar nach der ersten Nachricht HA).
In der Etappe 7 sendet das Mobilfunkgerät MS eine Nachricht HANDOVER COMPLETE an die Station BTS2, um sie zu informieren, daß die Handover-Prozedur beendet ist, und die Station BTS2 überträgt unmittelbar diese Nachricht weiter zum Kontrollorgan BSC. Das Kontrollorgan BSC informiert darüber dann die Vermittlungszentrale MSC (Message HO. PERF.).
In der Etappe 8 wendet sich das Kontrollorgan BSC an die Station BTS1 (Nachricht RF CHAN REL), um das Zeitintervall (den Kanal), das vorher dem Mobilfunkgerät MS zugewiesen war, freizugeben, und dieses antwortet entsprechend (Nachricht RF CHAN REL ACK).
Ein Nachteil der synchronen Handover-Methode liegt in der Dauer der Unterbrechung des Sprachsignals aufgrund der Aussendung der Zugangsnachrichten HA. Dieser Nachteil stört insbesondere im Stadtzentrum, wo die Zellen sehr klein sind und zahlreiche Zellen während einer Gesprächsdauer durchquert werden können.
Außerdem ist die synchrone Handover-Methode schwierig durchzuführen.
Die asynchrone Handover-Methode wird meistens angetroffen und ist am einfachsten durchzuführen. In diesem Fall sind die Basisstationen der Zellen, zwischen denen das Handover durchgeführt werden soll, nicht synchron. Das Prinzip der asynchronen Handover-Methode ist in Figur 4 dargestellt.
Die Etappen 1 bis 4 gleichen den oben anhand der Figur 3 bezüglich der synchronen Handover-Methode beschriebenen Etappen.
In der Etappe 5 sendet das Mobilfunkgerät MS aufeinanderfolgende Nachrichten HA an die Station BTS2 mit einem Zeitvorlauf des Werts 0, d.h. so, als befände sich das Mobilfunkgerät am Fuße der Station BTS2. Die neue Information über den Zeitvorlauf, die das Mobilfunkgerät MS verwenden soll, ist diesem Gerät nämlich unbekannt, und die Station BTS2 liefert sie ihm (Nachricht PHYS INFO, die unter anderem die Angabe TA2 enthält), nachdem dieser Zeitvorlauf genauso bestimmt wurde, wie er anhand von Figur 2 beschrieben wurde.
Die Etappen 6 bis 8 gleichen auch denen der synchronen Handover-Methode.
Der Hauptnachteil der asynchronen Handover-Methode besteht darin, daß die Bestimmung der Angabe über den Zeitvorlauf durch die Basisstation BTS2 relativ lang, etwa 40 bis 80 ms dauert, währenddessen das Mobilfunkgerät keine weiteren nützlichen Daten aussenden kann, wie z.B. Sprachdaten. Außerdem erfordert die Aussendung der aufeinanderfolgenden Signale HA, wie oben gezeigt, je Signal eine Zeit von ms. Andere Verzögerungen tragen dazu bei, das Handover zu verzögern, und oftmals ist die Gesprächsverbindung während mehr als 100 ms unterbrochen, so daß hinsichtlich der Zeitdauer der Unterbrechung des Sprachsignais die asynchrone Handover-Methode schlechter als die synchrone ist. Daraus folgt im Fall der asynchronen Handover-Methode ebenso wie in dem der synchronen Handover-Methode eine Störung in der Benutzung eines solchen Systems.
Die pseudosynchrone Handover-Methode ist die komplexeste Methode und wird im allgemeinen verwendet, wenn die Basisstationen BTS1 und BTS2 quasi-synchron sind, d.h. daß ihre Taktgeber (Zeitbasis) nicht das gleiche Datum haben, aber eine identische Dauer einer Sekunde. Die pseudosynchrone Handover-Methode wird beispielsweise in dem Aufsatz "The pseudo-synchronisation, a costless feature to obtain the gains of a synchronised cellular network", der vom Comite MRC im November 1991 veröffentlicht wurde, sowie in der Druckschrift EP-A-0 398 773 beschrieben.
So ist die tatsächliche Zeitverschiebung RTD zwischen den Zeitbasen der beiden sogenannten plesiosynchronen Stationen BTS konstant, und man braucht sie nur einmal zu messen.
Diese Ermittlung erfolgt während einer Lernphase durch ein Mobilfunkgerät, das eine asynchrone Handover Methode zwischen den beiden betroffenen Stationen BTS durchführt, und zwar genauso, wie es anhand der Figuren 2 und 4 erläutert wurde. Unmittelbar nach dem asynchronen Handover kennt nämlich das Mobilfunkgerät MS die Werte von TA1, TA2 und die beobachtete Zeitverzögerung (OTD) zwischen den beiden Basisstationen, die sich von der tatsächlichen Zeitverschiebung RTD unterscheidet. Der Wert der beobachteten Zeitverschiebung OTD ist dem Mobilfunkgerät bekannt, da dieses permanent Signale sowohl von der Zelle C1, in der es sich befindet, als auch von den Nachbarzellen empfängt, wie z.B. C2. So kann es aus der Formel RTD = OTD + TA1 - TA2 den Wert von RTD mit Hilfe einer asynchronen Handover-Methode bestimmen.
Die tatsächliche Zeitverschiebung, die so bestimmt wurde, wird an die betreffenden Stationen BTS übertragen und ist dort nun definitiv bekannt. Die anderen Mobilfunkgeräte können dann pseudosynchrone Handover-Methoden unter Berücksichtigung dieser tatsächlichen Zeitverschiebung durchführen, indem sie unmittelbar den neuen Zeitvorlauf TA2 ableiten, den sie in der Basisstation BTS2 ausgehend von dem alten Zeitvorlauf TA1 entsprechend der Basisstation BTS1 und der beobachteten Zeitverschiebung OTD zwischen BTS1 und BTS2 benutzen müssen.
Es ist auch möglich, eine pseudosynchrone Handover- Methode zwischen Stationen BTS durchzuführen, die nicht plesiosynchron sind. In diesem Fall wird der Wert von RTD regelmäßig bei jedem neuen Handover zwischen der Station BTS1 und der Station BTS2 durch Aussendung des Werts OTD + TA1 vom Mobilfunkgerät an die Station BTS2 am Ende jedes Handovers in der Nachricht HANDOVER COMPLETE korrigiert.
In der Praxis ist das Prinzip der pseudosynchronen Handover-Methode ähnlich dem der synchronen Handover-Methode, da insbesondere die synchrone Handover-Methode ein Sonderfall der pseudosynchronen Handover-Methode mit einer tatsächlichen Zeitverschiebung RTD gleich Null ist. Die pseudosynchrone Handover-Methode hat also die gleichen Nachteile wie die synchrone Handover-Methode hinsichtlich der Unterbrechung der Gesprächszeit aufgrund der Aussendung der Zugangsnachrichten HA.
Schließlich ist eine letzter Handover-Methode bekannt, die vorsynchronisierte Handover-Methode heißt und beispielsweise in der Druckschrift WO 92/22966 beschrieben ist, wobei ein vorbestimmter Zeitvorlauf von dem Kontrollorgan BSC an das Mobilfunkgerät MS in der Zellenwechselnachricht HANDOVER CMD übertragen wird. Auch in diesem Fall unterbricht die Aussendung der Nachrichten HA das Gespräch in unerwünschter Weise.
Das durch die Unterbrechung des Gesprächs aufgrund der Aussendung der Zugangsnachrichten HA gestellte Problem ist für Handover-Methoden spezifisch und entfällt, wenn das Mobilfunkgerät zum ersten Man bei einer Zelle registriert wird, nachdem es eingeschaltet wurde, da in diesem Fall ein Gespräch noch nicht in dem Augenblick läuft, in dem das Mobilfunkgerät die Nachrichten RA aussendet.
Ziel der Erfindung ist es, ein Handover-Verfahren anzugeben, mit dem die Unterbrechungen der Sprachverbindung aufgrund der Aussendung der Zugangsnachrichten HA in der synchronen, pseudosynchronen oder vorsynchronisierten Handover-Methode vermieden werden.
Dieses Ziel sowie weitere nachfolgend erläuterte werden durch ein Handover-Verfahren zwischen zwei Zellen eines zellenförmigen Mobilfunknetzes erreicht, in dem jede Zelle mit einer Basisstation versehen ist, wobei ein Mobilfunkgerät, das mit einer ersten dieser Basisstationen, alte Basisstation genannt, in Verkehr steht,
- einen Befehl zum Wechsel der Basisstation empfängt,
- eine Nachricht mit einer Information über den Aufbau der Verbindung oder für die zweite der Basisstationen, neue Basisstation genannt, nützliche Daten unter Berücksichtigung eines Zeitvorlaufs überträgt, der neuer Zeitvorlauf genannt wird, um den das Mobilfunkgerät die Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation verzögern muß, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehl zum Wechsel der Basisstation außerdem dem Mobilfunkgerät meldet, daß es keine Zugangsnachricht an die neue Basisstation aussenden soll, und daß der neue Zeitvorlauf von dem Mobilfunkgerät bestimmt wird, sofern er ihm nicht in dem Befehl zum Wechsel der Basisstation übermittelt worden ist.
Durch die Erfindung wird die Unterbrechungsdauer der Sprechverbindung um die Dauer verringert, die für die Aussendung der Zugangsnachrichten HA erforderlich ist. In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die alte und die neue Basisstation synchron und befinden sich nicht beide an derselben Stelle. In diesem Fall wird der neue Zeitvorlauf von dem Mobilfunkgerät ausgehend vom letzten Wert des Zeitvorlaufs (alter Zeitvorlauf genannt), um den das Mobilfunkgerät die Aussendung seiner Nachrichten an die alte Basisstation verzögert hatte, sowie ausgehend von der von dem Mobilfunkgerät beobachteten Zeitverschiebung zwischen der alten und der neuen Basisstation bestimmt.
Die neue Basisstation bestimmt dann selbst den neuen Zeitvorlauf, der von dem Mobilfunkgerät verwendet wird, ausgehend vom Wert des Unterschieds zwischen dem alten Zeitvorlauf und der beobachteten Zeitverschiebung, wobei dieser Wert an die neue Basisstation durch das Mobilfunkgerät in einer Nachricht übermittelt wird, die dieses an die Basisstation richtet, nachdem die Nachricht mit einer Information über den Aufbau der Verbindung oder Nutzdaten an die neue Basisstation übertragen wurde, um sie über das Ende des Handover-Verfahrens zu informieren.
Gemäß einer anderen Möglichkeit wird die neue Basisstation über den neuen von dem Mobilfunkgerät verwendeten Zeitvorlauf über einen Meßbericht informiert, der regelmäßig von dem Mobilfunkgerät an die neue Basisstation gesendet wird. In Erwartung des ersten oder eines der ersten Meßberichte nach dem Befehl über den Wechsel der Basisstation übermittelt die neue Basisstation an das Mobilfunkgerät eine Nachricht, die ihm angibt, daß es den laufenden Wert des neuen Zeitvorlaufs beibehalten soll, um die Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation zu verzögern.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die ursprüngliche und die neue Basisstation synchron und befinden sich an derselben Stelle. Der neue Zeitvorlauf gleicht dem letzten Wert des alten Zeitvorlaufs, mit dem das Mobilfunkgerät die Aussendung seiner Nachrichten an die alte Basisstation verzögert hatte.
Die neue Basisstation wird dann über den neuen Zeitvorlauf durch das Kontrollorgan der sie kontrollierenden Basisstation informiert. Außerdem kann sie auch über diesen Zeitvorlauf genauso informiert werden oder ihn bestimmen wie im Fall zweier Basisstationen, die sich nicht an derselben Stelle befinden.
In einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die alte und die neue Basisstation plesiosynchron sind. In diesem Fall wird der neue Zeitvorlauf aus dem letzten Wert des alten Zeitvorlaufs, mit dem das Mobilfunkgerät die Aussendung seiner Nachrichten an die alte Basisstation verzögert hatte, sowie aus der von dem Mobilfunkgerät beobachteten Zeitverzögerung und der tatsächlichen, der alten und der neuen Basisstation bekannten Zeitverschiebung zwischen der alten und der neuen Basisstation abgeleitet.
Die neue Basisstation kann dann selbst den neuen Zeitvorlauf bestimmen. In diesem Fall verwendet sie außerdem zu diesem Zweck die tatsächliche zeitliche Verschiebung, die sie selbst kennt.
Gemäß einer anderen Möglichkeit kann die Basisstation über den neuen Zeitvorlauf genauso informiert werden wie in dem Fall, daß die Basisstationen synchron sind und sich nicht an derselben Stelle befinden.
Schließlich sind in einer letzten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die ursprüngliche und die neue Basisstation asynchron und das Handover-Verfahren ist vorsynchronisiert, wobei die Nachricht mit dem Befehl des Wechsels der Basisstation außerdem den neuen Zeitvorlauf enthält. In diesem Fall kann der neue Zeitvorlauf der neuen Basisstation über den Befehl zum Wechsel der Basisstation übermittelt werden.
Gemäß einer anderen Möglichkeit kann die neue Basisstation über den neuen von dem Mobilfunkgerät verwendeten Zeitvorlauf durch einen Meßbericht informiert werden, der regelmäßig von dem Mobilfunkgerät an die neue Basisstation gesendet wird. In Erwartung des ersten oder eines der ersten Meßberichte nach dem Befehl zum Wechsel der Basisstation sendet die neue Basisstation an das Mobilfunkgerät eine Nachricht, die ihm mitteilt, daß es den alten Zeitvorlauf beibehalten soll, um die Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation zu verzögern.
Ein Kontrollorgan für Basisstationen, eine Basisstation und ein Mobilfunkgerät, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind, sind in den Ansprüchen 13 bis 18 definiert.
Andere Merkmale und Vorzüge der werden nun in nicht beschränkender Absicht anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Figur 1 zeigt schematisch ein Detail der Struktur eines GSM-Netzes.
Figur 2 ist ein Zeitdiagramm der Signale, die zwischen einer Basisstation und einem Mobilfunkgerät ausgetauscht werden.
Figur 3 zeigt ein synchrones Handover-Verfahren gemäß dem Stand der Technik.
Figur 4 zeigt ein asynchrones Handover-Verfahren gemäß dem Stand der Technik.
Figur 5 zeigt ein synchrones Handover-Verfahren gemäß der Erfindung.
Figur 6 zeigt schematisch eine Basisstation für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 7 zeigt ebenfalls schematisch ein Kontrollorgan für Basisstationen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 8 zeigt sehr schematisch eine Mobilfunkstation für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den Figuren 1 bis 5 tragen gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen.
Die Figuren 1 bis 4 wurden bereits anhand des Stands der Technik beschrieben.
Figur 5 zeigt ein synchrones Handover-Verfahren gemäß der Erfindung. Dieses Verfahren wird als internes Verfahren bezeichnet, da die Basisstationen der Zelle, in der das Mobilfunkgerät sich ursprünglich befand, und der Zelle, der es nach dem Handover zugeteilt werden soll, durch ein gemeinsames Kontrollorgan BSC kontrolliert werden.
In dem erfindungsgemäßen synchronen Handover-Verfahren gleichen die Etappen 1 bis 4 denen, die anhand von Figur 3 beschrieben wurden, so daß sie hier nicht nochmals erläutert werden.
Im Unterschied zum bekannten synchronen Handover- Verf ahren gibt es beim synchronen Handover-Verfahren gemäß der Erfindung keine Aussendung von Zugangsnachrichten HA. Die Etappe 5 der Figur 3 entfällt also, und nach Aussendung der Nachricht HANDOVER CMD an das Mobilfunkgerät MS wartet die Station BTS2 unmittelbar auf den Empfang der Nachricht SABM oder unmittelbar auf Nutzdaten, beispielsweise Sprachdaten.
Nun wird beschrieben, warum der Wegfall der Aussendung der Zugangsnachricht HA den korrekten Ablauf des Handover-Verfahrens in keiner Weise stört.
Beim synchronen Handover-Verfahren dienen die Nachrichten HA in der Praxis nicht zur Bestimmung des neuen Zeitvorlaufs TA2, der in dem Mobilfunkgerät in der neuen Zelle C2 verwendet werden soll, d.h. in der Zeile, die von der Basisstation BCS2 betrieben wird, da diese Station selbst unmittelbar diese Information aus dem letzten Wert des Zeitvorlaufs TA1 ableiten kann, der in der alten Zelle Cl verwendet wurde, d.h. der Zelle, die von der Basisstation BTS1 betrieben wird, denn die Basisstationen BTS1 und BTS2 dieser beiden Zellen gelten als synchron.
Für die Bestimmung von TA2 verwendet das Mobilfunkgerät also den letzten Wert von TA1, den es kennt, sowie den Wert der von ihm beobachteten Zeitverschiebung OTD bezüglich der Basisstationen BTS1 und BTS2. Da im synchronen Handover- Verfahren RTD den Wert Null hat, ergibt sich im Mobilfunkgerät der Wert für TA2 unmittelbar aus der Formel TA1 + OTD.
Andererseits kann die Verwendung der Nachrichten HA für die Einstellung des Verstärkungsgrads des Senders des Mobilfunkgeräts durch andere äquivalente Methoden der Verstärkungsgradregelung ersetzt werden, die der Fachmann kennt, wie beispielsweise die Verdoppelung des Eingangssignals in Höhe des Empfängers der Station BTS2 oder auch eine schnelle Verstärkungsregelmethode.
Außerdem ist die Verwendung der Nachrichten HA über die Überprüfung, daß das Mobilfunkgerät, das diese Nachrichten aussendet, das gleiche ist, das den Befehl zum Zellen wechsel HANDOVER CMD empfangen hat, in der Praxis nicht notwendig, da die Wahrscheinlichkeit, daß ein anderes Mobilfunkgerät den beim Handover-Verfahren dem betreffenden Mobilfunkgerät zugewiesenen Kanal verwendet, außerordentlich gering ist.
Das Problem besteht dann darin, der Station BTS2 Kenntnis über den tatsächlich durch das Mobilfunkgerät MS nach dem Handover verwendeten Zeitvorlauf TA2 zu vermitteln, da es einerseits keine Nachrichten HA mehr gibt, um diese Information zu messen, und da andererseits nach durchgeführ tem Handover-Verfahren und vor der Aussendung des ersten Meßberichts nach diesem Handover-Verfahren durch das Mobilfunkgerät nur dieses den Wert von TA2 kennt.
Zwei Lösungen können dann erfindungsgemäß in Betracht gezogen werden, je nachdem, ob die beiden Stationen BTS1 und BTS2 sich an der gleichen Stelle befinden oder nicht.
Zwei Stationen BTS können sich an derselben Stelle befinden, wenn man eine sogenannte sektorstrukturierte Zelle verwendet, die aus mehreren Elementarzellen, Sektoren genannt, bestehen und je radiale Stücke der Scheibe bilden, die von der Überdeckung der in Sektoren unterteilten Zelle definiert wird. Jede dieser Elementarzellen besitzt eine Station BTS und alle diese den Elementarzellen zugewiesenen Stationen BTS befinden sich im Zentrum der in Sektoren unterteilen Zelle und damit an derselben Stelle.
Zwei Stationen BTS können sich auch an derselben Stelle befinden, wenn man konzentrische Zellen verwendet, d.h. wenn man je nach den Frequenzen in unterschiedliche Entfernungen aussendet.
Wenn also die Basisstationen BTS1 und BTS2 sich an derselben Stelle befinden, verändert die Tatsache eines Wechseis der Elementarzelle für das Mobilfunkgerät nicht den betreffenden Zeitvorlauf, da die Station BTS1 diesen kennt. Es reicht also beispielsweise, wenn in der Nachricht CHAN ACT das Kontrollorgan BSC die Station BTS2 informiert, daß der neue Zeitvorlauf TA2 dem letzten Wert des alten Zeitvorlaufs TA1 gleicht.
Wenn die Basisstationen BTS1 und BTS2 sich nicht an derselben Stelle befinden (üblicher Fall des Handover-Verfahrens zwischen zwei Zellen, die nicht Sektoren einer gemeinsamen ursprünglichen in Sektoren unterteilten Zelle sind oder die nicht konzentrisch sind), dann kann die Basisstation BTS2 den neuen von dem Mobilfunkgerät MS verwendeten Zeitvorlauf TA2 aus der folgenden Formel ermitteln: TA2 = TA1 + OTD.
Da in der Nachricht HANDOVER COMPLETE das Mobilfunkgerät der Basisstation BTS2 den Wert TA1 + OTD übermittelt, kann letztere in Kenntnis von RTD (dieser Wert ist im synchronen Handover-Verfahren Null) daraus den neuen Zeitvorlauf TA2 ableiten, der im Mobilfunkgerät MS verwendet wird. Wenn die Station BTS2 ihrerseits den neuen Zeitvorlauf, der vom Mobilfunkgerät MS verwendet wird, nicht bestimmen kann, beispielsweise weil sie nicht über die Information über den Typ des durchgeführten Handover-Verfahrens verfügt, kann sie beispielsweise die erste oder eine der ersten Nachrichten SACCH in ansteigender Richtung vom Mobilfunkgerät MS abwarten, in der die Nachricht MEAS REP unter anderem den tatsächlich vom Mobilfunkgerät MS nach dem Handover-Verfahren verwendeten Zeitvorlauf TA2 enthält. Während die Station BTS2 auf den Empfang dieser ansteigenden Nachricht SACCH wartet, meldet die Station BTS2 dem Mobilfunkgerät MS in der absteigenden Nachricht SACCH, die sie auch im allgemeinen zweimal je Sekunde aussendet, daß das Mobilfunkgerät seinen laufenden Zeitvorlauf nicht verändern soll, d.h. denjenigen, den es ursprünglich nach dem Handover durch die Formel TA2 = TA1 + OTD bestimmt hat.
Diese von der Station BTS2 gelieferte Information in der Nachricht SACCH ersetzt die übliche Information über die Korrektur des Zeitvorlaufs, die in dieser Nachricht enthalten ist (siehe oben) und die es dem Mobilfunkgerät MS er laubt, zu erkennen, welche Korrektur es auf seinen Zeitvorlauf anwenden soll.
Die Etappen 5 bis 7 der erfindungsgemäßen synchronen Handover-Methode gleichen den Etappen 6 bis 8, die anhand der Figur 3 oben beschrieben wurden.
In einer vorsynchronisierten Handover-Methode gemäß der Erfindung enthält die Nachricht HANDOVER CMD, die an das Mobilfunkgerät übermittelt wird, um ihm den Befehl zum Wechsel der Zelle zu liefern, den Zeitvorlauf, den das Mobilfunkgerät in der neuen Zelle C2 verwenden soll, der es zugewiesen wird. So ergibt sich aus dem Wegfall der Nachricht HA in dem erfindungsgemäßen vorsynchronierten Handover-Verfahren keinerlei Problem für die Kenntnis des durch das Mobilfunkgerät verwendeten Zeitvorlaufs in der Station BTS2, da dieser Wert der Station durch das Kontrollorgan BSC übermittelt werden kann.
Wenn dieser Wert der Station BTS2 nicht durch das Kontrollorgan BSC mitgeteilt wird, kann die Station BTS2 warten, daß ihr dieser Wert durch die vom Mobilfunkgerät MS kommende Nachricht SACCH in der oben angegebenen Weise geliefert wird.
In einer pseudosynchronen Handover-Methode gemäß der Erfindung entfallen die Zugangsnachrichten HA ebenfalls. Das Mobilfunkgerät bestimmt den Wert von TA2 genauso wie beim synchronen Handover-Verfahren gemäß der Erfindung unter zusätzlicher Verwendung des Werts von RTD, der ihm beispielsweise in der Nachricht HANDOVER CMD vermittelt werden kann
Um den Zeitvorlauf TA2 zu kennen, den das Mobilfunkgerät MS verwendet, kann die Station BTS2, wie oben in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Handover-Methode beschrieben, entweder diesen Wert selbst durch die Formel TA2 = TA1 + OTD - RTD bestimmen (es sei daran erinnert, daß RTD konstant ist, wenn das Handover-Verfahren ein pseudosynchrones Verfahren zwischen plesiosynchronen Stationen BTS ist) oder auf die erste oder eine der ersten Nachrichten SACCH in aufsteigender Richtung vom Mobilfunkgerät warten, die diese Information enthält.
So erlaubt die Erfindung, in einer den Rest der Handover-Methode und für die späteren Nachrichtenübermittlungen der Mobilfunkgeräte nicht störenden Verfahren, die Nachrichten HA wegfallen zu lassen, die gemäß dem Stand der Technik vom Mobilfunkgerät während des laufenden Nachrichtenaustauschs ausgesendet werden. Dadurch gewinnt man etwa ms bei der Unterbrechung der Gesprächsverbindung, was einen erheblichen Vorteil darstellt.
Es ist wichtig zu bemerken, daß die Erfindung sich nur auf die Fälle von synchronen, pseudosynchronen oder vorsynchronisierten Handover-Methoden erstreckt, d.h. auf Methoden, in denen der Zeitvorlauf vorgegeben und dem Mobilfunkgerät im Befehl zum Zellenwechsel mitgeteilt wurde.
Die Erfindung ist besonders interessant, wenn man sich in einer Zone dichten Nachrichtenverkehrs befindet, in der zahlreiche Handover-Verfahren durchgeführt werden, da die Zellen nur geringe Abmessungen besitzen. In diesem Fall vermeidet man auf diese Weise häufige Unterbrechungen der laufenden Gesprächsverbindung.
Andererseits ist die Belastung jedes Kontrollorgans BSC in Zonen dichten Nachrichtenverkehrs erheblich, so daß dieses Organ immer mehr Zeit zur Steuerung der Handover Verfahren verwendet, so daß die Dauer dieses Verfahrens erheblich zunimmt. Daher ermöglicht aufgrund der Erfindung die Verringerung der zur Durchführung des Handover-Verfahrens erforderlichen Zeit eine Kompensation der Zunahme der Dauer dieser Verfahren aufgrund der vorgesehenen Verkehrszunahme.
Außerdem bedingt auf vorteilhafte Weise die Veränderung der Handover-Methode gemäß der Erfindung keine materielle Veränderung der verschiedenen Elemente des betreffenden Netzes (Kontrollorgan für die Basisstationen, Basisstation und Mobilfunkgerät). Man braucht nämlich nur den Inhalt des Befehls HANDOVER CMD zu verändern, der von dem Kontrollorgan BSC ausgesendet wird, um dem Mobilfunkgerät in dieser Nachricht mitzuteilen, daß die Aussendung der Nachrichten HA nicht erforderlich ist. So betreffen die Veränderungen aufgrund der Erfindung nur die Sof tware, wie aus den nachfolgenden Ausführungen hervorgeht.
Genauer betrachtet enthält eine Basisstation 60, die schematisch in Figur 6 gezeigt ist:
- Mittel 61 zur Bestimmung des neuen Zeitvorlaufs,
- Mittel 62 zur Verwaltung und Steuerung, die Steuernachrichten insbesondere für Mobilfunkstationen 65 erarbeiten und an diese übertragen sollen.
Diese Mittel 62 zur Verwaltung und Steuerung sind erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sie für ein Mobilfunkge rät Nachrichten erarbeiten und an diese übertragen können, um diesem sowohl mitzuteilen, daß die Basisstation 60 von der Mobilfunkstation keinen Meßbericht erhalten hat, der den von dem Gerät verwendeten neuen Zeitvorlauf enthält, und daß es den bestimmten neuen Zeitvorlauf beibehalten soll.
Die Mittel 61 zur allfälligen Bestimmung des neuen Zeitvorlaufs verwenden hierzu erfindungsgemäß eine der nachstehend angegebenen Methoden:
Für eine vorsynchronisierte Handover-Methode erlauben die Mittel 62 auch, in den Befehl zum Wechsel der Basisstation, den sie an ein Mobilfunkgerät übermitteln, den Wert des neuen Zeitvorlaufs zu integrieren, den sie vom Kontrollorgan der Basisstationen empfangen haben.
Ein Kontrollorgan 70 für eine Basisstation, wie es schematisch in Figur 7 gezeigt ist, enthält insbesondere Mittel 71 zur Verwaltung und Steuerung mehrerer Basisstationen 75.
Diese Mittel 71 erarbeiten und übermitteln Steuernachrichten insbesondere an die Basisstationen 75 und insbesondere bei einem Handover Befehle zum Wechsel der Basis station.
Die Mittel 71 sind so ausgebildet, daß erfindungsgemäß diese Befehle dann den Mobilfunkgeräten, die mit den betroffenen Basisstationen gerade verkehren, die Weisung erteilen, keine Zugangsnachrichten während des Handover Verfahrens auszusenden.
Die Mittel 71 erarbeiten und übermitteln auch Nachrichten, die den Basisstationen den neuen zu verwendenden Zeitvorlauf im Fall eines vorsynchronierten Handover-Verfahrens angeben.
Die Mittel 71 zur Verwaltung und zur Steuerung erarbeiten und übermitteln außerdem Nachrichten, die den Basisstationen 75 mitteilen, daß sie nicht bei einem Handover-Verfahren den neuen Zeitvorlauf bestimmen sollen und den vom Mobilfunkgerät in einem der ersten ausgesendeten Meßberichte angegebenen Wert des Zeitvorlaufs berücksichtigen sollen.
Die Mittel zur Verwaltung und Steuerung können auch Nachrichten erarbeiten und übermitteln, mit denen den Basisstationen 75 der zu verwendende neue Wert des Zeitvorlaufs angegeben wird.
Schließlich enthält ein Mobilfunkgerät 80, das sehr schematisch in Figur 8 gezeigt ist, insbesondere Mittel 81, um den neuen Zeitvorlauf bei einem Handover-Verfahren gemäß einer der oben angegebenen Methoden zu bestimmen. Die Basisstation, das Kontrollorgan und das Mobilfunkgerät wurden oben nur hinsichtlich der Elemente beschrieben, die bei der vorliegenden Erfindung eine Rolle spielen. Natürlich enthalten sie zahlreiche weitere Elemente, die hierbei keine Rolle spielen und daher nicht beschrieben wurden.
Wenn die Aussendung der Nachrichten HA für die Station BTS ggf. erforderlich ist, damit sie eine Verstärkungsregelung durchführen kann, verändert das Kontrollorgan BSC nicht die Nachricht HANDOVER CMD, so daß alles so ab läuft, wie in dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.
Die Erfindung ermöglicht also in den synchronen, pseudosynchronen und vorsynchronisierten Handover-Methoden den Wegfall der Unterbrechung der Sprachübermittlung, ohne daß dadurch die Prozedur gestört würde oder erhebliche Veränderungen der Einrichtungen erforderlich währen.
Die Zeit des Wartens auf die erste oder eine der ersten Nachrichten SACCH in aufsteigender Richtung von dem Mobilfunkgerät, um den tatsächlich durch dieses Gerät ver wendeten Zeitvorlauf zu kennen, ist in der Praxis vernachlässigbar, so daß die Qualität der Verbindung nicht in durch das menschliche Ohr während dieser Wartezeit erfaßbaren Weise verändert wird.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann man eine beliebige Methode verwenden, damit die neue Station BTS den tatsächlich von dem Mobilfunkgerät verwendeten Zeitvorlauf erfährt.
Andererseits betreffen die beschriebenen Verfahren interne Handover-Methoden, aber die Erfindung ist auch und genauso auf externe Handover-Methoden anwendbar.
Es sei bemerkt, daß es im allgemeinen, wenn möglich, bevorzugt wird, wenn die neue Station BTS selbst ohne Verzögerung den neuen durch das Mobilfunkgerät verwendeten Zeitvorlauf ermittelt. Wenn dies jedoch nicht möglich ist, insbesondere, weil die neue Basisstation nicht über die Art des durchgeführten Handover-Verfahrens informiert ist, muß die neue Station BTS eine aufsteigende Nachricht SACCH vom Mobilfunkgerät abwarten.
Schließlich könnte man jedes Mittel durch ein äquivalentes Mittel ersetzen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Handover-Verfahren zwischen zwei Zellen eines zellenförmig aufgebauten Mobilfunknetzes, wobei jede der Zellen eine Basisstation (BTS1, BTS2) enthält und ein Mobilfunkgerät (MS), das mit einer ersten dieser Basisstationen (BTS1), alte Basisstation genannt, in Verkehr steht,

- einen Befehl zum Wechsel der Basisstation (HANDOVER CMD) empfängt,

- eine Nachricht mit einer Information über den Aufbau der Verbindung (SABM) oder für die zweite der Basisstationen, neue Basisstation (BTS2) genannt, nützliche Daten unter Berücksichtigung eines Zeitvorlaufs überträgt, der neuer Zeitvorlauf genannt wird, um den das Mobilfunkgerät die Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation (BTS2) verzögern muß,

dadurch gekennzeichnet, daß der Befehl zum Wechsel der Basisstation (HANDOVER CMD) außerdem dem Mobilfunkgerät (MS) meldet, daß es keine Zugangsnachricht an die neue Basisstation (BTS2) aussenden soll, und daß der neue Zeitvorlauf von dem Mobilfunkgerät (MS) bestimmt wird, sofern er ihm nicht in dem Befehl zum Wechsel der Basisstation (HANDOVER CMD) übermittelt worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die alte und die neue Basisstation (BTS1, BTS2) synchron sind und sich nicht beide an derselben Stelle befinden, der neue Zeitvorlauf von dem Mobilfunkgerät (MS) ausgehend vom letzten Wert des Zeitvorlaufs (alter Zeitvorlauf genannt), um den das Mobilfunkgerät (MS) die Aussendung seiner Nachrichten an die alte Basisstation (BTS1) verzögert hatte, sowie ausgehend von der von dem Mobilfunkgerät (MS) beobachteten Zeitverschiebung zwischen der alten und der neuen Basisstation (BTS1, BTS2) bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiahnet, daß, wenn die alte und die neue Basisstation (BTS1, BTS2) syn chron sind und sich an derselben Stelle befinden, der neue Zeitvorlauf dem letzten Wert des alten Zeitvorlaufs gleicht, mit dem das Mobilfunkgerät die Aussendung seiner Nachrichten an die alte Basisstation (BTS1) verzögert hatte.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Basisstation (BTS2) über den neuen von dem Mobilfunkgerät (MS) verwendeten Zeitvorlauf über einen Meßbericht (MEAS REP) informiert wird, der regelmäßig von dem Mobilfunkgerät (MS) an die neue Basisstation (BTS2) gesendet wird, und daß in Erwartung des ersten oder eines der ersten Meßberichte nach dem Befehl über den Wechsel der Basisstation (HANDOVER CMD) die neue Basisstation (BTS2) an das Mobilfunkgerät (MS) eine Nachricht übermittelt, die ihm angibt, daß es den laufenden Wert des neuen Zeitvorlaufs beibehalten soll, um die Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation (BTS2) zu verzögern.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Basisstation (BTS2) ihrerseits den neuen von dem Mobilfunkgerät (MS) verwendeten Zeitvorlauf ausgehend vom Wert des Unterschieds zwischen dem alten Zeitvorlauf und der beobachteten Zeitverschiebung bestimmt, wobei dieser Wert der neuen Basisstation (BTS2) vom Mobilfunkgerät (MS) in einer Nachricht (HANDOVER COMPLETE) übermittelt wird, die dieses Gerät an die Basisstation sendet, nachdem die Nachricht mit einer Information über den Aufbau der Verbindung (SABM) oder mit Nutzdaten für die neue Basisstation (BTS2) übermittelt wurde, um der neuen Basisstation mitzuteilen, daß das Handover-Verfahren beendet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Basisstation (BTS2) den neuen Zeitvorlauf vom Kontrollorgan (BSC) erfährt, das diese Basisstation kontrolliert

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die alte und die neue Basisstation (BTS1, BTS2) plesiosynchron sind, der neue Zeitvorlauf aus dem letzten Wert des alten Zeitvorlaufs, mit dem das Mobilfunkgerät (MS) die Aussendung seiner Nachrichten an die alte Basisstation (BTS1) verzögert hatte, sowie aus der von dem Mobilfunkgerät (MS) beobachteten Zeitverzögerung und der tatsächlichen, der alten und der neuen Basisstation (BTS1, BTS2) bekannten Zeitverschiebung zwischen der ursprünglichen und der neuen Basisstation abgeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Basisstation (BTS2) den neuen vom Mobilfunkgerät (MS) verwendeten Zeitvorlauf aus einem Meßbericht (MEAS REP) erfährt, der regelmäßig von dem Mobilfunkgerät (MS) an die neue Basisstation (BTS2) gesendet wird, und daß in Erwartung des ersten oder eines der ersten Meßberichte nach dem Befehl über den Wechsel der Basisstation (HANDOVER CDM) die neue Basisstation (BTS2) an das Mobilfunkgerät (MS) eine Nachricht sendet, die ihm angibt, daß es den ursprünglichen Zeitvorlauf zur Verzögerung der Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation (BTS2) beibehalten soll.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Basisstation (BTS2) selbst den neuen von dem Mobilfunkgerät (MS) verwendeten Zeitvorlauf ausgehend von der tatsächlichen Zeitverschiebung und dem Wert des Unterschieds zwischen dem ursprünglichen Zeitvorlauf und der beobachteten Zeitverschiebung bestimmt, wobei dieser Wert an die neue Basisstation durch das Mobilfunkgerät in einer Nachricht (HANDOVER COMPLETE) übermittelt wird, die dieses Gerät an die Station übermittelt, nachdem die Nachricht mit einer Information über den Aufbau der Verbindung (SABM) oder mit Nutzdaten für die neue Basisstation (BTS2) übermittelt wurde, um der Station mitzuteilen, daß das Handover-Verfahren beendet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die alte und die neue Basisstation (BTS1, BTS2) asyn chron sind und das Handover-Verfahren vorsynchronisiert ist, die Nachricht mit dem Befehl des Wechseis der Basisstation (HANDOVER CMD) außerdem den neuen Zeitvorlauf enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der neue Zeitvorlauf der neuen Basisstation (BTS2) vermittels des Befehls zum Wechsel der Basisstation (HANDOVER CMD) übertragen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Basisstation (BTS2) über den neuen von dem Mobilfunkgerät (MS) verwendeten Zeitvorlauf durch einen Meßbericht (MEAS REP) informiert wird, der regelmäßig von dem Mobilfunkgerät (MS) an die neue Basisstation (BTS2) gesendet wird, und daß in Erwartung des ersten oder eines der ersten Meßberichte nach dem Befehl zum Wechsel der Basisstation die neue Basisstation an das Mobilfunkgerät (MS) eine Nachricht sendet, die ihm mitteilt, daß es den alten Zeitvorlauf beibehalten soll, um die Aussendung seiner Nachrichten an die neue Basisstation (BTS2) zu verzögern.

13. Basisstations-Kontrollorgan für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit Mitteln zur Verwaltung und Steuerung mehrerer Basisstationen, um insbesondere Befehle für den Wechsel der Basisstation bei eine Handover-Verfahren zu erarbeiten und zu übermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehle eine Weisung an die Mobilfunkgeräte enthalten, keine Zugangsnachrichten auszusenden.

14. Basisstations-Kontrollorgan nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehle zum Wechsel der Basisstationen, die von den Mitteln zur Verwaltung und Steuerung erarbeitet werden, im Fall eines vorsynahronisierten Handover- Verfahrens den Wert des neuen Zeitvorlaufs enthalten.

15. Basisstations-Kontrollorgan nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verwaltung und Steuerung außerdem Nachrichten erarbeiten und übermitteln, die den Basisstationen die Weisung erteilen, den neuen Zeitvorlauf bei einem Handover-Verfahren nicht zu bestimmen und hierfür den Wert zu berücksichtigen, der von dem Mobilfunkgerät in einem der ersten von ihm ausgesendeten Meßberichte angegeben wird.

16. Basisstations-Kontrollorgan nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verwaltung und Steuerung außerdem Nachrichten erarbeiten und übermitteln, mit denen den Basisstationen der Wert des neuen Zeitvorlaufs mitgeteilt wird.

17. Mobilfunkgerät für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Bestimmung des neuen Zeitvorlaufs sowie Mittel aufweist, um auf eine Weisung zu antworten, keine Zugangsnachricht an die neue Basisstation (BTS2) auszusenden, wenn diese Weisung in dem Befehl zum Wechsel der Basisstation (HANDOVER CMD) enthalten ist.

18. Basisstation für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit Mitteln zur Bestimmung des neuen von dem Mobilfunkgerät verwendeten Zeitvorlaufs sowie mit Mitteln zur Verwaltung und Steuerung, die bei einem Handover-Verfahren Nachrichten erarbeiten und an das Mobilfunkgerät aussenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichten eine Weisung an das Mobilfunkgerät enthalten, den von ihm bestimmten neuen Zeitvorlauf beizubehalten, solange die neue Basisstation von dem Mobilfunkgerät keinen Meßbericht empfangen hat, der eine Information über den neuen Zeitvorlauf enthält.