DE69733997T2

DE69733997T2 - Verfahren und vorrichtung für diversity beim harten weiterreichen in einem cdma-system

Info

Publication number: DE69733997T2
Application number: DE69733997T
Authority: DE
Inventors: G. Edward TIEDEMANN
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: EP0900512A2; HK1018874A1; ZA974384B; DE69733997D1; JP2000511377A; CN1158889C; JP2007195206A; AU3209197A; JP4191249B2; CA2256409A1; EP0900512B1; TW361021B; CN1225788A; CA2256409C; ATE302535T1; JP4643600B2; WO1997044983A2; BR9712090A; IL127171A; WO1997044983A3

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf zellulare Kommunikations- oder Nachrichtensysteme in denen eine Vielzahl von Basisstationen verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein neues und verbessertes Verfahren zur Übergabe zwischen Basisstationen von unterschiedlichen zellularen Systemen.
II. Beschreibung von verwandter Technik
Die Verwendung der CDMA-Modulationstechniken ist eine von mehreren Techniken, die verwendet werden zur Erleichterung von Kommunikationen oder Nachrichtenübertragungen bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden ist. Obwohl andere Techniken, wie beispielsweise CDMA und FDMA bekannt sind, besitzt CDMA beträchtliche Vorteile gegenüber diesen anderen Modulationstechniken. Die Verwendung der CDMA-Techniken in einem Mehrtachzugriffsnachrichtensystem ist in dem US-Patent 4,901,307 mit dem Titel "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" beschrieben. Dieses Patent ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
In dem eben genannten Patent ist eine Mehrfachzugriffstechnik offenbart, bei der eine große Anzahl von Mobiltelefonsystembenutzern, deren jeder einen Transceiver (auch als "remote unit" bekannt) verwendet, um über Satellitenrepeater oder terrestrische Basisstationen (auch als Basisstation oder Zellenplätze bekannt) zu kommunizieren, und zwar unter Verwendung von CDMA-Spreizspektrumkommunikationssignalen. Bei der Verwendung von CDMA-Kommunikationen, kann das Frequenzspektrum mehrfache Male wieder verwendet werden. Die Verwendung der CDMA-Techniken hat eine wesentlich höhere spektrale Effizienz zur Folge, als sie unter Verwendung anderer Mehr fachzugriffstechniken erreicht werden kann, auf welche Weise eine Erhöhung der Benutzerkapazität in dem System vorhanden ist.
Die konventionellen FM-Zelltelefonsysteme, die innerhalb der Vereinigten Staaten üblicherweise verwendet werden, werden normalerweise als "Advanced Mobile Phone Service" (AMPS) bezeichnet und sie sind detailliert in dem "Electronic Industry Association"-Standard oder der Norm EIA/TIA-553 "Mobile Station – Land Station Compatibility Specification". In einem derartigen konventionellen FM Zelltelefonsystem wird das verfügbare Frequenzband in Kanäle aufgeteilt, und zwar typischerweise von 30 Kilo Hertz (kHz) Bandbreite. Das Systembetriebsgebiet (system service area) wird geographisch unterteilt und zwar in Basisstationsversorgungsbereiche bzw. Basisstationsabdeckgebiete (base station coverage areas), die in ihrer Größe variieren können. Die verfügbaren Frequenzkanäle werden in Sätze aufgeteilt. Die Frequenzsätze sind den Abdeckgebieten in der Weise zugeordnet, dass die Möglichkeit der Co-Kanalinterferenz minimiert wird. Es sei beispielsweise ein System betrachtet, bei dem sieben Frequenzsätze vorhanden sind, und die Abdeckgebiete sind gleich große Hexagone. Der in einem Abdeckgebiet verwendete Frequenzsatz wird nicht in den sechs am nächsten benachbarten Abdeckgebieten verwendet.
In konventionellen Zellsystemen wird ein "Handoff" oder Übergabeschema verwendet um zu gestatten, dass eine Kommunikationsverbindung oder Nachrichtenverbindung dann fortgesetzt wird, wenn eine Ferneinheit (remote unit) die Grenze zwischen Abdeckgebieten von zwei unterschiedlichen Basisstationen kreuzt. In dem AMPS-System wird die Übergabe oder der Handoff von einer Basisstation zu einer anderen dann eingeleitet, wenn der Empfänger in der aktiven Basisstation, die den Anruf handhabt, bemerkt, dass die Empfangssignalstärke von der Ferneinheit unter einen vorbestimmten Schwellenwert abgefallen ist. Eine geringe Signalstärkenanzeige impliziert, dass die Ferneinheit nahe der Abdeckgebietgrenze der Basisstation sein muss. Wenn der Signalpegel unter den vorbestimmten Schwellenwert abfällt, so fragt die aktive Basisstation die Systemsteuervorrichtung (system controller) zu bestimmen, ob eine benachbarte Basisstation das Ferneinheitssignal mit besserer Signalstärke als die derzeitige Basisstation empfängt.
Der Systemcontroller (Systemsteuervorrichtung) schickt ansprechend auf die Anfrage der aktiven Basisstation Nachrichten an benachbarte Basisstationen mit einer Übergabe- oder Handoff-Anfrage (handoff request). Jede der benachbart zu der aktiven Basisstation befindlichen Basisstationen verwendet einen speziellen Abtastempfänger (scanning receiver), der nach dem Signal von der Ferneinheit auf dem Kanal auf dem er arbeitet, Ausschau hält. Sollte eine der benachbarten Basisstationen einen adäquaten Signalpegel zum Systemcontroller berichten, so wird ein Handoff oder eine Übergabe zu dieser benachbarten Basisstation versucht, die nunmehr als die Zielbasisstation (target base station) bezeichnet wird. Die Übergabe wird sodann durch Auswahl eines freien Kanals aus dem in der Zielbasisstation verwendeten Kanalsatz initiiert. Eine Kontroll- oder Steuernachricht (control message) wird zu der Ferneinheit gesandt und befiehlt dieser von dem laufenden oder derzeitigen Kanal auf den neuen Kanal umzuschalten, der durch die Zielbasisstation gestützt oder getragen wird. Gleichzeitig schaltet der Systemcontroller die Anrufverbindung von der aktiven Basisstation zu der Zielbasisstation um. Dieser Prozess wird als "Hard-Handoff" oder harte Übergabe bezeichnet. Der Ausdruck "hard" wird dazu benutzt, um die "unterbreche-bevor-mache"-(breakebefore-make)-Charakteristik dieser Übergabe oder dieses Handoffs zu charakterisieren.
In dem konventionellen System wird eine Anrufverbindung fallengelassen (d.h. nicht fortgesetzt), wenn die Übergabe zu der Zielbasisstation nicht erfolgreich ist. Es gibt viele Gründe, warum ein harter Übergabeausfall auftreten kann. Die Übergabe kann nicht erfolgreich sein, wenn kein leerer oder leerlaufender Kanal in der Zielbasisstation verfügbar ist. Der Handoff oder die Übergabe kann auch dann nicht erfolgreich sein, wenn eine der benachbarten Basisstationen berichtet, dass sie ein Signal von einer Ferneinheit empfängt, wobei in der Tat die Basisstation ein Signal von einer unterschiedlichen Ferneinheit empfängt, die den gleichen Kanal zur Nachrichtenübertragung mit ei ner fern gelegenen Basisstation verwendet. Dieser Berichtsfehler hat zur Folge, dass die Anrufverbindung zu einer falschen Basisstation übertragen wird, typischerweise eine in der die Signalstärke von der tatsächlichen Ferneinheit nicht ausreichend ist, um die Nachrichtenübertragungen oder Kommunikationen aufrecht zu erhalten. Ferner gilt Folgendes: sollte die Ferneinheit nicht in der Lage sein den Befehl zum Schalten der Kanäle zu empfangen, so fällt die Übergabe aus. Erfahrung mit dem tatsächlichen Betrieb zeigt, dass die Übergabeausfälle häufig auftreten, was die Zuverlässigkeit des Systems in signifikanter Weise absenkt.
Ein weiteres übliches Problem bei dem konventionellen AMPS-Telefonsystem tritt dann auf, wenn die Ferneinheit für eine ausgedehnte Zeitperiode nahe der Grenze zwischen zwei Abdeckgebieten verbleibt. In dieser Situation hat der Signalpegel die Tendenz bezüglich jeder Basisstation zu fluktuieren, wenn die Ferneinheit ihre Position ändert, oder wenn andere reflektierende oder dämpfende Objekte innerhalb des Abdeckgebietes die Position ändern. Die Signalpegelfluktuationen können eine "Ping-Pong"-Situation hervorrufen, bei der wiederholte Anforderungen zur Übergabe des Anrufs hin und zurück zwischen zwei Basisstationen erfolgen. Derartige zusätzliche, nicht notwendige Übergaben erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass der Anruf unbeabsichtigt nicht fortgesetzt wird. Zudem können wiederholte Übergaben, selbst wenn sie erfolgreich sind, die Signalqualität nachteilig beeinflussen.
In dem US-Patent 5,101,501 mit dem Titel "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ausgegeben am 31. März 1992, welches auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen ist, wird ein Verfahren und ein System offenbart, und zwar zum Vorsehen einer Kommunikation oder Nachrichtenübertragung mit der Ferneinheit durch mehr als eine Basisstation während des Handoffs oder der Übergabe eines CDMA-Anrufs. Durch die Verwendung dieser Art einer Übergabe wird die Nachrichtenverbindung innerhalb des Zellensystems nicht unterbrochen durch die Übergabe von der aktiven Basisstation zur Zielbasisstation. Diese Art einer Übergabe oder eines Handoffs kann als "weiche" Übergabe oder Soft-Handoff angesehen werden, insofern als gleichlaufende Kommunikationen oder Nachrichtenübertragungen mit der Zielbasisstation aufgebaut werden, die eine zweite aktive Basisstation wird, bevor die Nachrichtenübertragung mit der ersten aktiven Basisstation beendet ist.
WO 95/12297 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung der durchschnittlichen in einer Herabverbindung gesendeten Leistung von Basisstationen während der weichen Handoffs.
Eine verbesserte weiche Übergabetechnik ist in dem US Patent 5,267,261 mit dem Titel "MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM", ausgegeben am 30. November 1993, beschrieben, wobei im Folgenden auf dieses Patent als das '261-Patent Bezug genommen wird, welches ebenfalls auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. In dem System gemäß dem '261-Patent wird der weiche Übergabeprozess basierend auf Messungen an der Ferneinheit gesteuert, und zwar der Stärke von "Pilot"-Signalen, die durch jede Basisstation innerhalb des Systems übertragen werden. Diese Pilotstärkemessungen unterstützen den weichen Übergabeprozess durch Erleichterung der Identifikation von in Betracht kommenden Basisstationsübergabekandidaten.
Insbesondere überwacht in dem System gemäß dem '261-Patent die Ferneinheit die Signalstärke der Pilotsignale von benachbarten Basisstationen. Das Abdeckgebiet der benachbarten Basisstationen braucht nicht tatsächlich an das Abdeckgebiet der Basisstation anzugrenzen oder anzustoßen mit dem die aktive Nachrichtenverbindung oder Kommunikation aufgebaut ist. Wenn die gemessene Signalstärke des Pilotsignals von einer der benachbarten Basisstationen eine gegebene Schwelle übersteigt, so schickt die Ferneinheit eine Signalstärkenachricht an einen Systemcontroller über die aktive Basisstation. Der Systemcontroller befiehlt einer Zielbasisstation eine Kommunikation oder Nachrichtenverbindung mit der Ferneinheit aufzubauen und befiehlt der Ferneinheit über die aktive Basisstation den Aufbau einer gleichzeitigen Verbin dung durch die Zielbasisstation, während die Nachrichtenverbindung oder Kommunikation mit der aktiven Basisstation aufrechterhalten bleibt. Dieser Prozess kann für zusätzliche Basisstationen fortgesetzt werden.
Wenn die Ferneinheit detektiert, dass die Signalstärke eines Pilots entsprechend einer der Basisstationen, durch welche die Ferneinheit in Kommunikation oder Nachrichtenverbindung steht, unter einen vorbestimmten Pegel abgefallen ist, so berichtet die Ferneinheit die gemessene Signalstärke der entsprechenden Basisstation zu dem Systemcontroller über die aktiven Basisstationen. Der Systemcontroller schickt eine Befehlsnachricht an die identifizierte Basisstation und zu der Ferneinheit, um die Nachrichtenverbindung durch die identifizierte Basisstation zu beenden, während die Nachrichtenverbindungen durch die andere aktive Basisstation oder Basisstationen beibehalten werden.
Obwohl die obigen Techniken gut für die Anrufübertragungen zwischen Basisstationen in dem gleichen Zellsystem, die durch den gleichen Systemcontroller gesteuert werden, geeignet sind, stellt sich eine schwierigere Situation dar bei der Bewegung der Ferneinheit in ein Abdeckgebiet, welches durch eine Basisstation von einem anderen Zellsystem bedient wird. Ein komplizierender Faktor bei derartigen "Intersystem"-Übergaben oder -Handoffs ist der, dass jedes System durch einen unterschiedlichen Systemcontroller gesteuert wird, und typischerweise keine direkte Verbindung zwischen den Basisstationen des ersten Systems und dem Systemcontroller des zweiten Systems und umgekehrt besteht. Die zwei Systeme sind daher von der Durchführung einer gleichzeitigen Ferneinheitskommunikation durch mehr als eine Basisstation während des Übergabeprozesses ausgeschlossen. Selbst wenn eine Intersystemverbindung zwischen zwei Systemen verfügbar sein würde, um die weiche Intersystemübergabe zu erleichtern, machen oftmals unähnliche Charakteristika oder Eigenschaften der zwei Systeme den weichen Übergabeprozess weiter kompliziert.
Wenn keine Ressourcen verfügbar sind, um die weichen Intersystemübergaben durchzuführen, so wird die Ausführung einer "harten" Übergabe einer An rufverbindung von einem System zu einem anderen kritisch, wenn ein nicht unterbrochener Service aufrechterhalten werden soll. Die Intersystemübergabe muss zu einer Zeit und einem Ort ausgeführt werden, wo eine Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Übertragung der Anrufverbindung zwischen den Systemen besteht. Daraus folgt, dass eine Übergabe nur dann versucht werden sollte, wenn beispielsweise Folgendes vorliegt:

(i) ein leerer oder ein leer laufender Kanals sollte an der Zielbasisstation verfügbar sein,
(ii) die Ferneinheit ist innerhalb des Bereichs der Zielbasisstation und der aktiven Basisstation, und
(iii) die Ferneinheit ist in einer Position in der der Empfang des Befehls die Kanäle umzuschalten, sichergestellt ist.

Idealerweise sollte jede derartige harte Intersystemübergabe in einer Art und Weise durchgeführt werden, die das Potential für den Ping-Pong-Effekt bei den Übergabeanforderungen zwischen den Basisstationen der unterschiedlichen Systeme minimiert.
Diese und andere Nachteile in existierenden Intersystemübergabetechniken verringern die Qualität der Zellkommunikationen und es ist zu erwarten, dass die Leistungsfähigkeit weiter verschlechtert wird, wenn im Wettstreit stehende Zellularsysteme weiter anwachsen. Daraus ergibt sich eine Notwendigkeit eine Intersystemübergabetechnik vorzusehen, die in der Lage ist, zuverlässig die Übergabe eines Anrufs zwischen den Basisstationen unterschiedlicher Systeme durchzuführen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt einer bei der gleichen Frequenz erfolgenden Übergabe von CDMA zur CDMA besteht darin, dass eine Verbindung zwischen der Ferneinheit und einer Basisstation aufrechterhalten werden muss, und zwar in der Anwesenheit einer signifikanten Signalenergiegröße von einer Basisstation durch wel che die Nachrichtenverbindung oder Kommunikation nicht durch den weichen Übergabeprozess aufgebaut werden kann. Die nicht brauchbare Signalenergie vermindert das Signal-zu-Rauschverhältnis des Signals, wie es durch die Ferneinheit erfahren wird. Wenn das Signal bezüglich der aktiven Basisstation abnimmt (fades) so wird das Signal-zu-Rauschverhältnis weiter vermindert. Daher besteht eine Möglichkeit zur Verbesserung der Performance, die Wahrscheinlichkeit einer tiefen Abnahme oder eines tiefen Fadings bezüglich der aktiven Basisstation zu minimieren. Die vorliegende Erfindung sieht durch zweifaches Übertragen des Vorwärtsverbindungssignals von zwei unterschiedlichen Antennen, getrennt durch einen Abstand, ausreichend zum Vorsehen von Unabhängigkeit beim Fading bezüglich der Ferneinheit-Vorwärtsverbindungs-Raumdiversität (forward link spatial diversity) vor.
Somit werden gemäß ersten und zweiten Aspekten Verfahren vorgesehen zum Vorsehen von Kommunikationen zwischen einer Ferneinheit und einer ersten Basisstation in einem Kommunikations- oder Nachrichtennetzwerk, in dem ein Netzwerkbenutzer in Verbindung steht unter Verwendung der erwähnten Ferneinheit mit einem weiteren Nutzer und zwar über mindestens eine Basisstation, wobei das Kommunikationsnetzwerk die erwähnte erste Basisstation mit einem ersten Abdeckgebiet und eine zweite Basisstation mit einem zweiten Abdeckgebiet umfasst, und wobei das Verfahren zum Vorsehen von Nachrichtenverbindungen gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 7 gestaltet ist, wenn die Ferneinheit gleichzeitig in den ersten und zweiten Abdeckgebieten sich befindet, und wobei die Nachrichtenverbindung nicht zwischen der erwähnten zweiten Basisstation und der Ferneinheit aufgebaut ist.
Gemäß dritten und vierten Aspekten sind Kommunikationsnetzwerke gemäß den Ansprüchen 18 bzw. 19 vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlich aus der detaillierten Beschreibung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen vorgenommen wird; in der Zeichnung zeigt:
1 eine beispielhafte Veranschaulichung eines zellularen WLL, PCS oder drahtlosen PBX-Systems;
2 ein zellulares Kommunikationsnetzwerk und zwar Folgendes aufweisend: ein erstes und ein zweites zellulares System oder Zellensystem und zwar gesteuert durch erste (MSC-I) bzw. zweite (MSC-II) Mobilschaltzentren;
3 ein Zellenkommunikationssystem, gemeinsam angeordnet mit einer Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung zwischen zwei direktionellen Mikrowellenantennen;
4A eine stark idealisierte Darstellung des harten Übergabebereichs (hard handoff region) eines FM Systems;
4B eine stark idealisierte Darstellung des harten und weichen Übergabebereichs eines CDMA-Systems;
4C eine stark idealisierte Darstellung des Übergabebereichs entsprechend einer CDMA-zu-CDMA-Unterschiedsfrequenzübergabe;
5 einen Satz von inneren (interior) Übergangs- (transition) und zweiten Systembasisstationen und zwar verwendet zur Illustration der Funktion der Ferneinheitsmessung mit gerichteter Harte-Übergabe-Tabelle;
6 ein Antennenmuster für eine dreisektorige Basisstation;
7 die Verwendung der Detektionsregel (detection rule) in einer CDMA-zu-CDMA-Übergabe mit gleicher Frequenz (Gleichfrequenzübergabe = same frequency handoff);
8 die Verwendung der Detektionsregel in einer CDMA-zu-CDMA-Unterschiedsfrequenzübergabe (Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz = different frequency handoff);
9 zwei gemeinsam angeordnete (collocated) Basisstationen in einer Konfiguration zum Vorsehen einer CDMA-zu-CDMA-Unterschiedsfrequenzübergabe (Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz = different frequency handoff);
10 die Übergabe von einem CDMA-System auf ein System welches Service unter Verwendung einer unterschiedlichen Technologie vorsieht;
11 eine alternative Konfiguration, die eine CDMA-zu-CDMA-Unterschiedsfrequenzübergabe vorsieht, und zwar unter Verwendung einer einzigen mehrere Sektoren aufweisenden Basisstation (multi-sectored base station = Multisektorbasisstation);
12 ein Blockdiagramm einer Basisstation des Standes der Technik, und zwar mit Empfangsdiversität (receive diversity);
13 ein Blockdiagramm einer Grenzbasisstation mit Sendediversität zur Erzeugung von Pfad- oder Bahndiversität (path diversity);
14 die Verwendung von gemeinsam angeordneten Basisstationen zur Durchführung der harten Übergabe;
15 die Verwendung von dicht angeordneten Basisstationen bei denen ein signifikanter Teil der Abdeckfläche überlappt und zwar zum Durchführen der harten Übergabe;
16 die Verwendung eines "Cone of Silence" (= Konus der Stille) in einem CDMA-System, geschnitten durch eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung; und
17 die Verwendung eines "Cone of Silence" in einem CDMA-System, geschnitten durch eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung in der die "Cone of Silence"-Abdeckfläche oder das Abdeckgebiet und die Mikrowellenverbindungsabdeckfläche oder das Abdeckgebiet im Wesentlichen die gleichen sind.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Eine beispielhafte Darstellung eines Zellentelefonsystems, eines drahtlosen privaten Nebenstellensystems (PBX = private branch exchange), einer draht losen örtlichen Schleife (WLL = wireless local loop), eines persönlichen Kommunikationssystems (PCS = personal communication system) oder anderer analoger drahtloser Nachrichtensysteme ist in 1 vorgesehen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Basisstationen der 1 in einem Satelliten vorgesehen sein. Das in 1 gezeigte System kann verschiedene Mehrfachzugriffsmodulationstechniken verwenden, um Verbindungen oder Kommunikationen zwischen einer großen Anzahl von Ferneinheiten und einer Vielzahl von Basisstationen vorzusehen. Eine Anzahl von Mehrfachzugriffsmodulationssystemtechniken ist im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise die Folgenden: TDMA, FDMA, CDMA und Amplitudenmodulation (AM) Schemata wie beispielsweise ein amplitudenkompandiertes (amplitude companded) Einzelseitenbandsystem. Das Spreizspektrummodulationsverfahren gemäß TDMA hat jedoch signifikante Vorteile gegenüber den erwähnten Modulationstechniken für Mehrfachzugriffskommunikationssysteme. Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem Mehrfachzugriffskommunikationssystem ist in dem folgenden US-Patent beschrieben: 4,901,307, ausgegeben am 13. Februar 1990 mit dem Titel "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS". Dieses Patent ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen. Viele der dort beschriebenen Ideen können bei unterschiedlichsten Kommunikationstechniken verwendet werden, obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf ein CDMA-System beschrieben sind.
In dem oben angegebenen US-Patent 4,901,307 ist eine Mehrfachzugriffstechnik offenbart, wo eine große Anzahl von Mobiltelefonsystembenutzern deren jeder einen Transceiver hat, über Satellitenrepeater oder auf der Erde vorhandene Basisstationen in Kommunikation stehen und zwar unter Verwendung von CDMA-Spreizspektrumkommunikationssignalen. Bei der Verwendung von CDMA-Kommunikationen oder -Nachrichtenübertragungen kann das gleiche Frequenzspektrum mehrfache Male verwendet werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Kommunikations- oder Nachrichtensignalen zu übertragen. Die Verwendung von CDMA hat eine viel höhere spektrale Effizienz zur Folge, als dies mit anderen Mehrfachzugriffstechniken möglich ist, auf welche Weise eine Vergrößerung der Systembenutzerkapazität erreicht wird.
In dem typischen CDMA-System überträgt jede Basisstation ein einzigartiges Pilotsignal. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Pilotsignal ein nicht moduliertes Direktfrequenzspreizspektrumsignal, welches kontinuierlich durch jede Basisstation übertragen wird und zwar unter Verwendung eines gemeinsamen Pseudozufallsrauschspreizcodes (common pseudorandom noise (PN) spreading code). Jede Basisstation oder jeder Basisstationssektor überträgt die gemeinsame Pilotsequenz zeitlich versetzt gegenüber den anderen Basisstationen. Die Ferneinheiten können basierend auf der Codephasenverschiebung oder Codephasenversetzung des Pilotsignals eine Basisstation identifizieren, das es von der Basisstation empfängt. Das Pilotsignal sieht auch eine Phasenreferenz oder einen Phasenbezug vor, und zwar für die kohärente Demodulation und die Basis der Signalstärkemessungen verwendet in der Übergabe- oder Handoff-Bestimmung.
Wiederum auf 1 bezugnehmend, sei Folgendes ausgeführt: der Systemcontroller und Schalter 10, auch als ein mobiles Schaltcenter (MSC = mobile switching center) bezeichnet, umfasst typischerweise eine Interface- und Verarbeitungsschaltung um Systemsteuerung (system control) für die Basisstationen vorzusehen. Der Controller 10 steuert auch das "Routing", also das Leiten der Telefonanrufe von einem öffentlichen Telefonsystem (public switched telephone network = PSTN) zu der entsprechenden Basisstation für die Übertragung zu der entsprechenden entfernten Einheit, im Folgenden Ferneinheit. Die Steuervorrichtung 10 steuert auch das "Routing" von Anrufen von den Ferneinheiten und zwar über mindestens eine Basisstation zu dem PSTN. Die Steuervorrichtung 10 kann Anrufe zwischen Ferneinheiten über die entsprechenden Basisstationen leiten.
Ein typisches drahtloses Nachrichtensystem enthält einige Basisstationen mit Mehrfachsektoren. Eine mehrere Sektoren aufweisende Basisstation weist mehrfache unabhängige Sende- und Empfangsantennen auf, und auch einige unabhängige Verarbeitungs- oder "Processing"-Schaltungen. Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise auf jedem Sektor einer sektorisierten Basisstation und auf einfach sektorisierte unabhängige Basisstationen anwendbar. Der Ausdruck Basisstation bezieht sich entweder auf einen Sektor einer Basisstation oder auf eine, einen einzigen Sektor besitzende Basisstation.
Die Steuervorrichtung oder der Controller 10 kann mit den Basisstationen über verschiedene Mittel gekoppelt sein, wie beispielsweise zugewiesene Telefonleitungen, optische Faserverbindungen oder Mikrowellennachrichtenverbindungen. 1 veranschaulicht beispielhafte Basisstationen 12, 14, 16 und eine beispielhafte Ferneinheit 18. Die Ferneinheit 18 kann ein in einem Fahrzeug basiertes Telefon sein, eine in der Hand zu haltende tragbare Einheit, eine PCS-Einheit oder eine, eine feste Lage besitzende drahtlose örtliche Schleifeneinheit (wireless local loop unit) oder irgendeine andere Sprache oder Daten übertragende Vorrichtung. Die Pfeile 20A–20B veranschaulichen die mögliche Kommunikations- oder Nachrichtenverbindung zwischen Basisstation 12 und Ferneinheit 18. Die Pfeile 22A–22B veranschaulichen die mögliche Nachrichtenverbindung zwischen der Basisstation 14 und der Ferneinheit 18. In ähnlicher Weise veranschaulichen die Pfeile 24A–24B die mögliche Nachrichtenverbindung zwischen der Basisstation 16 und der Ferneinheit 18.
Die Basisstationsorte sind derart ausgelegt, dass Service für innerhalb ihrer Abdeckgebiete angeordnete Ferneinheiten vorgesehen wird. Wenn eine Ferneinheit leerläuft, d.h. kein Anruf im Gange ist, so überwacht die Ferneinheit beständig die Pilotsignalübertragungen von jeder nahegelegenen Basisstation. Wie in 1 gezeigt, werden Pilotsignale zu der Ferneinheit 18 über Basisstation 12, 14, 16 übertragen, und zwar auf Kommunikations- oder Nachrichtenverbindungen 20B bzw. 22B bzw. 24B. Allgemein gesagt, bezieht sich der Ausdruck "Vorwärtsverbindung" (forward link) auf die Verbindung von der Basisstation zu der Ferneinheit. Im Allgemeinen bezieht sich der Ausdruck "Rückwärtsverbindung" (reverse link) auf die Verbindung von der Ferneinheit zur Basisstation.
In dem in 1 veranschaulichten Beispiel kann die Ferneinheit 18 als im Versorgungs- bzw. Abdeckbereich der Basisstation 16 sich befindend angesehen werden. Insofern hat eine derartige Ferneinheit 18 die Tendenz, das Pilotsignal von der Basisstation 16 mit einem höheren Pegel zu empfangen, als irgendein anderes Pilotsignal, das überwacht wird. Wenn die Ferneinheit 18 eine Verkehrskanalverbindung (traffic channel communication) (d.h. einen Telefonanruf) initiiert, so wird eine Steuernachricht (control message) zur Basisstation 16 übertragen. Beim Empfang der Anrufanforderungsnachricht (call request message), signalisiert die Basisstation 16 dem Controller 10 und überträgt die angerufene Telefonnummer. Sodann verbindet der Controller 10 den Anruf durch die PSTN zu dem beabsichtigen Empfänger.
Sollte ein Anruf von dem PSTN initiiert werden, so überträgt der Controller 10 die Anrufinformation zu einem Satz von Basisstationen, angeordnet in der Nähe des Ortes an der sich die Ferneinheit am kürzlichsten mit ihrer Anwesenheit registriert hat. Die Basisstationen ihrerseits senden eine "Paging"-Nachricht (paging message; Funkrufnachricht). Wenn die beabsichtigte Ferneinheit ihre "Page"-Nachricht empfängt, spricht sie mit einer Steuer- oder Kontrollnachricht (control message) an, die zu der am nächsten gelegenen Basisstation übertragen wird. Die Steuer- oder Kontrollnachricht macht den Controller 10 darauf aufmerksam, dass diese spezielle Basisstation in Verbindung mit der Ferneinheit steht. Der Controller 10 leitet anfangs den Anruf durch diese Basisstation zu der Ferneinheit.
Sollte sich die Ferneinheit 18 aus dem Abdeckbereich der anfänglichen Basisstation, beispielsweise der Basisstation 16 herausbewegen, so wird die Kommunikation- oder Nachrichtenübertragung zu einer anderen Basisstation transferiert. Der Prozess des Transferierens der Kommunikation zu einer anderen Basisstation wird als ein "Handoff" oder eine Übergabe bezeichnet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel initiiert die Ferneinheit den Handoff-Prozess und assistiert dabei.
Eine "ferneinheitsassistierte oder unterstützte" (remote unit-assisted) Übergabe oder Handoff kann durch die Ferneinheit selbst initiiert werden, und zwar gemäß dem "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", TIA/EIA/IS-95, im Allgemeinen einfach als IS-95 bezeichnet. Die Ferneinheit ist mit einem Suchempfänger (search receiver) ausgestattet, der dazu verwendet wird, um die Pilotsignalübertragung von benachbarten Basisstationen abzutasten, und zwar zusätzlich zu der Durchführung anderer Funktionen. Wenn ein Pilotsignal von einer der benachbarten Basisstationen, beispielsweise der Basisstation 12, als stärker als eine gegebene Schwelle gefunden oder festgestellt wird, so sendet die Ferneinheit 18 eine Nachricht an die laufende Basisstation, die Basisstation 16. Die Information wird über die Basisstation 16 zum Controller 10 übertragen. Infolge des Empfangs dieser Information kann der Controller 10 eine Verbindung zwischen der Basiseinheit 18 und der Basisstation 12 initiieren. Der Controller 10 verlangt oder fordert, dass die Basisstation 12 dem Anruf Ressourcen zuweist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Basisstation 12 ein Kanalelement zu, zur Verarbeitung des Anrufs und berichtet diese Zuweisung (assignment) zurück zu der Steuervorrichtung oder dem Controller 10. Der Controller 10 informiert die Ferneinheit 18 durch die Basisstation 16 um nach einem Signal von der Basisstation 12 zu suchen, und informiert die Basisstation 12 über die Ferneinheitsverkehrskanalparameter. Die Ferneinheit 18 kommuniziert oder steht in Nachrichtenverbindung durch die beiden Basisstationen 12 und 16. Während dieses Prozesses setzt die Ferneinheit die Identifikation und die Messung der Signalstärke der Pilotsignale, die sie empfängt, fort. Auf diese Weise wird der ferneinheitassistierte Handoff oder die Übergabe erreicht.
Der zuvor beschriebene Prozess kann auch als eine "weiche" Übergabe (Handoff) angesehen werden, insofern als die Ferneinheit gleichzeitig durch mehr als eine Basisstation kommuniziert. Während einer weichen Übergabe kann das MSC kombinieren oder zwischen den Signalen wählen, die von jeder Basisstation empfangen werden, mit denen die Ferneinheit in Nachrich tenverbindung steht. Das MSC überträgt Signale von dem PSTN zu jeder Basisstation weiter, mit der die Ferneinheit in Nachrichtenverbindung oder in Kommunikation steht. Die Ferneinheit kombiniert die Signale, die sie von jeder Basisstation empfängt, um ein Aggregatergebnis bzw. ein zusammengefasstes Ergebnis zu erzeugen.
Betrachtet man den Prozess der weichen Übergabe so ist klar, dass das MSC die zentralisierte Steuerung des Prozesses vorsieht. Die ferneinheitsassistierten Übergaben haben die Tendenz komplexer zu sein, wenn die Ferneinheit innerhalb eines Abdeckgebietes von zwei oder mehr Basisstationen angeordnet ist, die nicht innerhalb des gleichen Zellensystems sich befinden, d.h. die nicht durch das gleiche MSC gesteuert werden.
2 zeigt ein zelluläres Nachrichtennetzwerk 30 welches Folgendes aufweist: erste und zweite zellulare Systeme unter der Steuerung von ersten und zweiten mobilen Schaltzentren (mobile switching centers) MSC-I bzw. MSC-II. Die MSC-I und MSC-II sind jeweils mit den Basisstationen der ersten und zweiten zellularen Systeme gekoppelt, und zwar durch verschiedene Mittel, wie beispielsweise gewidmete oder zugewiesene Telefonleitungen, optische Faserverbindungen oder Mikrowellenverbindungen. In 2 sind fünf derartige exemplarische Basisstationen B_1A–B_1E dargestellt die jeweils innerhalb der Abdeckgebiete C_1A–C_1E des ersten Systems arbeiten, und fünf Basisstationen B_2A–B_2E, die jeweils innerhalb der Abdeckgebiete C_2A–C_2E des zweiten zellularen Systems arbeiten.
Aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung sind die Abdeckgebiete oder Abdeckflächen (coverage areas) C_1A–C_1E und C_2A–C_2E der 2 und die Abdeckgebiete gemäß 3, die darauffolgend eingeführt werden, stark idealisiert als kreisförmig oder hexagonal dargestellt. In der tatsächlichen Kommunikationsumgebung können die Basisstationsabdeckgebiete sich in ihrer Größe und Form verändern. Die Basisstationsabdeckgebiete können die Tendenz zur Überlappung mit Abdeckgebietsgrenzen haben, welche Abdeckbereichsformen definieren, die unterschiedlich von der idealen kreisförmigen oder he xagonalen Form sind. Ferner können die Basisstationen auch sektorförmig ausgestaltet sein, beispielsweise können sie, wie im Stand der Technik bekannt, in drei Sektoren aufgeteilt sein.
Das was auf die Abdeckgebiete C_1C–C_1E und C_2C–C_2E folgt, kann als "border or transition coverage areas", d.h. Grenz- oder Übergangsabdeckgebiete bezeichnet werden, da diese Abdeckgebiete nahe der Grenze zwischen den ersten und zweiten zellularen Systemen liegen. Der Rest der Abdeckgebiete innerhalb jedes Systems wird als interne oder innere Abdeckgebiete bezeichnet.
Eine schnelle Überprüfung der 2 zeigt, dass MSC-II keinen direkten Zugriff zur Nachrichtenübertragung mit den Basisstationen B_1A–B_1E besitzt und MSC-I hat keinen direkten Zugriff zur Nachrichtenübertragung mit den Basisstationen B_2A–B_2E. Wie in 2 gezeigt, können MSC-I und MSC-II miteinander in Kommunikation oder Nachrichtenverbindung stehen. Beispielsweise definiert EIA/TIA/IS-41 mit dem Titel "Cellular Radio Telecommunication Intersystem Operations" und die darauffolgende Revision einen Standard für die Kommunikation zwischen Schaltern unterschiedlicher Betriebsgebiete, wie dies durch die Intersystemdatenverbindung 34 in 2 gezeigt ist. Um den weichen Handoff oder die weiche Übergabe zwischen einer der Basisstationen B_1C–B_1E und einer der Basisstationen B_2C–B_2E vorzusehen, muss ein großes Volumen an Anrufsignal und Leistungssteuerinformation zwischen MSC-I und MSC-II laufen. Die langgezogen Natur der Schalter-zu-Schalter-Verbindung und das große Volumen von Anrufsignal und Leistungssteuerinformation kann eine unerwünschte Verzögerung hervorrufen, und Ressourcen unnötiger Weise aufbrauchen. Eine andere Schwierigkeit besteht beim Vorsehen der weichen Übergabe darin, dass die Architektur des Systems gesteuert durch MSC-I und des Systems gesteuert durch MSC-II stark unterschiedlich sein kann. Auch das Verfahren zur Leistungssteuerung, verwendet durch die zwei Systeme, könnte recht unterschiedlich sein. Daher bezieht sich die Erfindung auf das Vorsehen eines Mechanismus von harter Übergabe (hard han doff) zwischen zwei Systemen, um Komplikationen und Kosten der weiche Intersystemübergabe zu vermeiden.
Der Mechanismus für die harte Übergabe kann in verschiedenen Situationen verwendet werden. Beispielsweise in der Folgenden: das durch MSC-II gesteuerte System kann nicht CDMA zur Übertragung oder Kommunizierung von Signalen verwenden, sondern stattdessen kann es FM, TDMA oder ein anderes Verfahren verwenden. In einem solchen Fall ist eine harte Übergabe erforderlich, selbst wenn ein Mechanismus zur weichen Intersystemübergabe in dem System, gesteuert durch MSC-I vorgesehen ist, da die weiche Übergabe nur möglich ist, wenn beide Systeme unter Verwendung von CDMA arbeiten. Demgemäß könnte diese Erfindung verwendet werden, um Ferneinheiten zwischen zwei Systemen zu übergeben, und zwar unter Verwendung von unterschiedlichen Luftinterfaces (air interfaces). Das zweite System kann eine Modifikation benötigen, um ein Pilotsignal oder eine andere CDMA-Kennzeichnung (CDMA beacon) zu verwenden, um bei der Initiierung des harten Übergabeprozesses zu helfen. Ein System, welches eine Pilotkennzeichnung (pilot beacon) verwendet, ist im Einzelnen in dem folgenden US-Patent beschrieben: Nr. 5,594,718 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR MOBILE UNIT ASSISTED CDMA TO ALTERNATIVE SYSTEM HARD HANDOFF". Ein alternatives System ist im Detail im US Patent Nr. 6,108,364 beschrieben, und zwar mit dem Titel "SAME FREQUENCY, TIME-DIVISION-DUPLEX REPEATER". Beide Patente sind dem Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen. Ein System, welches eine Pilotkennzeichnungseinheit (pilot beacon) verwenden kann, ist im Einzelnen in dem US-Patent Nr. 5,697,055 beschrieben und zwar mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR HANDOFF BETWEEN DIFFERENT CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEMS". Dieses Patent ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Eine weitere Situation, bei der eine harte Übergabe brauchbar ist, ist der Fall wo eine Ferneinheit ihre Frequenz auf der sie arbeitet ändern muss. Beispielsweise können innerhalb des PCS-Bandes Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen (point to point microwave links) in Koexistenz mit dem CDMA-Kommunikationssystem arbeiten. In 3 ist eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 gezeigt, und zwar zwischen der direktionellen oder Richtungsmikrowellenantenne 130 und der Richtungsmikrowellenantenne 135. Basisstationen 40, 100 und 110 können die Verwendung des Frequenzbandes, verwendet durch die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 vermeiden, und vermeiden dadurch die Interferenz zwischen den zwei Systemen. Da die Richtungsmikrowellenantenne 130 und die Richtungsmikrowellenantenne 135 stark richtungsgebunden oder direktionell sind, besitzt die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 ein sehr schmales Feld. Insofern können die anderen Basisstationen des Systems, wie beispielsweise die Basisstationen 115, 120 und die Sektoren 50 und 70 ohne Interferenz innerhalb der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 arbeiten. Auf diese Weise kann die Ferneinheit 125 auf einem CDMA-Kanal in dem gleichen Frequenzband arbeiten, wie die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140. Wenn die Ferneinheit 125 sich zur Basisstation 110 bewegt, die die Nachrichtenübertragung oder Kommunikation auf der Frequenz, die die Ferneinheit 125 derzeit benutzt, nicht unterstützt, so ist es nicht möglich, eine weiche Übergabe von der Basisstation 115 zur Basisstation 110 zu vollenden. Stattdessen kann die Basisstation 115 die Ferneinheit 125 veranlassen, eine harte Übergabe zu einem anderen Frequenzband auszuführen, welches durch die Basisstation 110 gestützt oder betrieben wird.
Eine andere Situation, in der eine harte Übergabe zweckmäßig sein kann, ist der Fall, wo die Ferneinheit die Frequenz ändern muss auf der sie arbeitet, um die Last gleichmäßiger zu verteilen. Beispielsweise kommunizieren innerhalb des PCS-Bandes die-CDMA Ferneinheiten unter Verwendung von Verkehrskanalsignalen in einer Vielzahl von Frequenzbändern, wie beispielsweise dem Frequenzband f₁ und dem Frequenzband f₂. Wenn das Frequenzband f₂ stärker mit aktiven Nachrichtensignalen belastet ist, als das Frequenzband f₁, so kann das vorteilhaft sein, einiges der Last der aktiven Kommunikations- oder Nachrichtensignale vom Frequenzband f₂ zum Frequenzband f₁ herüber zu laden. Um die Lastteilung zu bewirken, wird einer oder mehreren Ferneinheiten befohlen, die in einem Frequenzband f₂ arbeiten, anzufangen im Fre quenzband f₂ zu arbeiten, und zwar durch Ausführung einer harten Intrasystemübergabe.
Die zuverlässigste Art zur Durchführung der harten Übergabe kann diejenige sein, die Basisstation 115 zu veranlassen, eine harte Übergabe auszuführen und zwar auf eine alternative Frequenz innerhalb derselben. Somit befiehlt die Basisstation 115 zu irgendeinem Punkt wenn die Ferneinheit 125 ziemlich große und zuverlässige Signale von der Basisstation 115 empfängt, der Basisstation die Ferneinheit 125 auf einer unterschiedlichen Frequenz zu arbeiten, und zwar unterstützt durch die Basisstation 115. Die Basisstation 115 fängt an zu senden und versucht das von der Ferneinheit übertragene Signal auf der neuen Frequenz zu empfangen. Alternativ könnte eine harte Übergabe zwischen einer ersten Frequenz der Basisstation 115 und einer zweiten Frequenz der Basisstation 110 erfolgen. Keine der beiden Arten von harter Übergabe erfordern irgendeine Intersystemkommunikation oder Nachrichtenverbindung.
Es sei nunmehr wieder auf die 2 Bezug genommen und bemerkt, dass das erste mobile Schaltcenter (MSC-I) das Leiten oder das Routing der Telefonanrufe von dem PSTN zu der entsprechenden Basisstation B_1A–B_1E _Zur Sendung zu der designierten Ferneinheit steuert. Die MSC-I steuert ebenfalls das Leiten oder Routing der Anrufe von den Ferneinheiten innerhalb des Abdeckbereichs über mindestens eine Basisstation zu dem PSTN. Die MSC-II arbeitet in einer ähnlichen Art und Weise um den Betrieb der Basisstationen B_2A–B_2E zu beherrschen, um die Anrufe zwischen dem PSTN und den Basisstationen B_2A–B_2E Zu leiten oder zu routen. Die Steuernachrichten oder Botschaften und dergleichen können zwischen dem MSC-I und dem MSC-II über eine Intersytemdatenverbindung 34 übertragen werden, und zwar unter Verwendung des Industriestandards wie beispielsweise IS-41 oder einen darauffolgenden überarbeiteten Standard.
Wenn eine Ferneinheit innerhalb eines Abdeckbereichs einer internen Basisstation lokalisiert ist, so ist die Ferneinheit programmiert, um die Pilotsignal übertragungen von einem Satz von benachbarten Basisstationen zu überwachen. Im Folgenden sei ein Fall betrachtet, bei dem die Ferneinheit innerhalb des Abdeckbereichs C_1D angeordnet ist, aber sich dem Abdeckbereich C_2D nähert. In diesem Falle könnte die Ferneinheit beginnen, brauchbare Signalpegel von der Basisstation B_2D zu empfangen, die sodann an die Basisstation B_1D berichtet würden, und zu irgendwelchen anderen Basisstationen) mit denen die Ferneinheit derzeit in Verbindung steht. Die Zeit zu der die brauchbaren Signalpegel durch eine Ferneinheit empfangen werden, kann bestimmt werden durch Messen von einem oder mehreren quantifizierbaren Parametern (beispielsweise Signalstärke, Signal-zu-Rausch-Verhältnis, Rahmenfehlerrate, Rahmenlöschrate, Bitfehlerrate und/oder relative Zeitverzögerung) des Empfangssignals. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel basiert die Messung auf der Pilotsignalstärke empfangen durch die Ferneinheit. Nach einer derartigen Detektion von brauchbaren Empfangssignalpegeln an der Ferneinheit und dem Bericht davon an die Basisstation B_1D unter Verwendung einer Signalstärke oder Qualitätsnachricht, könnte eine mit der gleichen Frequenz erfolgende ferneinheitunterstützte harte Übergabe von der Basisstation B_1D zu der Basisstation B_2D wie folgt fortschreiten:

(i) die Basisstation B_1D überträgt den von der Ferneinheit berichteten Signalpegel, empfangen von der Basisstation B_2D zu dem MSC-I, das in Kenntnis ist, dass die Basisstation B_2D durch das MSC-II gesteuert wird;
(ii) das MSC-I fordert Kanalressourcen und Intersystemverbindungsmöglichkeiten (intersystem trunk facilities) zwischen den zwei Systemen an der Basisstation B_2D von dem MSC-II über die Intersystemdatenverbindung 34 an;
(iii) das MSC-II spricht auf die Anforderung an und zwar durch Lieferung von Information an das MSC-I über die Intersystemdatenverbindung 34, die den Kanal identifiziert auf dem die Nachrichtenübertragung oder auch andere Information vorgesehen wird. Zudem reserviert die Steuervorrichtung (controller) innerhalb der Basisstation B_2D den designier ten Kanal für die Nachrichtenübertragung mit der Ferneinheit und die Anschlussressourcen (trunk resources);
(iv) das MSC-I liefert die neue Kanalinformation an die Ferneinheit über die Basisstation B_1D und spezifiziert eine Zeit zu der die Ferneinheit die Nachrichtenübertragung mit der Basisstation B_2D anfangen soll;
(v) die Nachrichtenübertragung wird über harte Übergabe zwischen der Ferneinheit und der Basisstation B_2D zu der spezifizierten Zeit etabliert; und
(vi) das MSC-II bestätigt den MSC-I den erfolgreichen Übergang von der Ferneinheit in das System.

Eine Schwierigkeit bei dieser Lösungsmöglichkeit besteht darin, dass das MSC-I nicht weiß, ob das Signal von der Ferneinheit durch Basisstation B_2D mit hinreichendem Pegel empfangen wird, um die Nachrichtenübertragung zu der Zeit zu unterstützen. Das MSC-I befiehlt der Ferneinheit eine Verbindung zwischen der Basisstation B_2D vorzusehen. In gleicher Weise gilt Folgendes: die Basisstation B_2D kann möglicherweise noch nicht einen brauchbaren Signalpegel von der Ferneinheit empfangen. Als ein Resultat kann Folgendes auftreten: eine Anrufverbindung kann während des Verfahrens oder des Prozesses der Übertragung der Steuerung zum MSC-II fallengelassen werden. Wenn die Anrufverbindung fallengelassen wird, so wird eine Fehlernachricht anstelle einer Bestätigung (acknowledgment) von dem MSC-II zu dem MSC-I geschickt.
Eine weitere Schwierigkeit beim Vorsehen der harten Übergabe besteht in der Natur der Abdeckbereichsgrenzen des CDMA-Systems. In einem FM System, wie beispielsweise einem AMPS, sind die sich überlappenden Bereichszonen ziemlich breit. Der Überlappungsbereich (overlap regions) zu der Abdeckfläche (coverage area) ist diejenige Fläche, innerhalb der eine Nachrichtenübertragung zwischen der Ferneinheit und der einen oder anderen von zwei unter schiedlichen Basisstationen alleine unterstützt werden kann. In dem FM-System müssen die Überlappungszonen der Abdeckfläche breit sein, da harte Übergaben nur erfolgreich erfolgen, wenn die Ferneinheit in einem Überlappungsbereich der Abdeckfläche ist. Beispielsweise ist die 4A eine hochidealisierte Repräsentation eines FM-Systems. Die Basisstation 150 und die Basisstation 165 sind in der Lage, eine Vorwärts- und Rückwärtsverbindungs-FM-Kommunikation vorzusehen, und zwar zur Ferneinheit 155. (Die Vorwärtsverbindung bezieht sich auf die Verbindung von der Basisstation zur Ferneinheit. Die Rückwärtsverbindung bezieht sich auf die Verbindung von der Ferneinheit zur Basisstation). Innerhalb der Zone (Region) 160 ist die Signalstärke von sowohl der Basisstation 150 als auch der Basisstation 165 auf einem hinreichenden Pegel um die Kommunikation oder Nachrichtenübertragung der Ferneinheit 155 zu unterstützen oder vorzusehen. Es sei bemerkt, dass infolge der Natur des FM-Systems die Basisstationen 150 und 165 nicht gleichzeitig mit der Ferneinheit 155 in Verbindung stehen können. Wenn eine harte Übergabe (hard handoff) von der Basisstation 150 zur Basisstation 165 in der Zone (Region) 160 erfolgt, so wird eine neue Frequenz für die Nachrichtenverbindung zwischen der Basisstation 165 und der Ferneinheit 155 verwendet, als die Frequenz, die zwischen der Basisstation 150 und der Ferneinheit 155 verwendet wurde. Die Basisstation 165 sendet niemals auf irgendeiner Frequenz, verwendet durch die Basisstation 150 und somit sieht die Basisstation 165 nominell keine Interferenz zur Kommunikation oder Nachrichtenübertragung zwischen Basisstation 150 und irgendeiner Ferneinheit vor, mit der sie in Verbindung steht. Die Grenze (boundary) 182 zeigt die Stelle oder den Ort an jenseits von der bzw. dem eine Nachrichtenübertragung von der Basisstation 165 zur Ferneinheit 155 nicht möglich ist. In gleicher Weise zeigt die Grenze 188 die Stelle oder den Ort an, jenseits von der bzw. jenseits von welchem eine Verbindung von der Basisstation 150 zur Ferneinheit 155 nicht möglich ist. Offensichtlich sind die 4A und auch die 4B und 4C nicht maßstabsgemäß gezeichnet und in Wirklichkeit sind die Überlappungszonen der Abdeckfläche relativ schmal, verglichen mit der gesamten Abdeckfläche jeder Basisstation.
Bei der weichen CDMA Übergabe ist das Vorhandensein einer Überlappungszone einer Abdeckfläche, in der die Nachrichtenübertragung vollständig durch nur eine der zwei Basisstationen unterstützt wird, nicht kritisch. In der Zone (Region) wo die weiche Übergabe erfolgt reicht es aus, dass eine zuverlässige Nachrichtenübertragung aufrechterhalten werden kann, wenn die Nachrichtenübertragung gleichzeitig mit zwei oder mehr Basisstationen vorgesehen ist. In dem CDMA-System arbeiten typischerweise die aktive und die Nachbarbasisstationen auf der gleichen Frequenz. Wenn sich somit die Ferneinheit einer Abdeckfläche einer Nachbarbasisstation annähert, so fallen die Signalpegel von der aktiven Basisstation ab und die Interferenzpegel von der benachbarten Basisstation steigen an. Wegen der ansteigenden Interferenz von den benachbarten Basisstationen wird, wenn die weiche Übergabe nicht etabliert ist, die Verbindung zwischen der aktiven Basisstation und der Ferneinheit unterbrochen. Die Verbindung wird insbesondere dann unterbrochen, wenn das Signal abnimmt (fades) und zwar bezüglich der aktiven Basisstation und nicht bezüglich der benachbarten Basisstation.
4B ist eine stark idealisierte Darstellung eines CDMA-Systems. Eine CDMA-Basisstation 200 und eine CDMA-Basisstation 205 sind in der Lage, Vorwärts- und Rückwärtsverbindungs-CDMA-Kommunikation zur Ferneinheit 155 vorzusehen. Innerhalb der dunkelsten Zone (Region) 170 reicht die Signalstärke von sowohl der Basisstation 200 als auch der Basisstation 205 für einen hinreichenden Pegel aus, um die Nachrichtenübertragung mit der Ferneinheit 155 zu unterstützen, und zwar selbst dann, wenn die Nachrichtenübertragung mit nur einer Basisstation 200 oder Basisstation 205 etabliert ist. Jenseits der Grenze 184 ist die Kommunikation oder Nachrichtenübertragung durch nur eine Basisstation 205 nicht zuverlässig. In gleicher Weise ist die Nachrichtenübertragung durch nur eine Basisstation 200 jenseits der Grenze 186 nicht zuverlässig.
Die Zonen (Regionen) 175A, 170 und 175B repräsentieren die Gebiete oder Flächen innerhalb von denen es wahrscheinlich ist, dass eine Ferneinheit sich in weicher Übergabe zwischen Basisstation 200 und 205 befindet. Das Etab lieren einer Verbindung oder Nachrichtenübertragung durch beide Basisstationen 200 und 205 verbessert die Gesamtzuverlässigkeit des Systems, selbst wenn die Nachrichtenverbindung mit einer Ferneinheit innerhalb der Zone 175A zur Basisstation 205 nicht alleine zuverlässig ist um die Nachrichtenübertragung zu stützen. Jenseits der Grenze 180 sind die Signalpegel von der Basisstation 205 nicht ausreichend um die Nachrichtenübertragung mit der Ferneinheit 155 selbst bei weicher Übergabe zu unterstützen. Jenseits der Grenze 190 sind die Signalpegel von der Basisstation 200 nicht ausreichend, um die Nachrichtenübertragung mit der Ferneinheit 155 zu unterstützen, selbst bei einer weichen Übergabe.
Es sei bemerkt, dass die 4A und 4B unter Bezugnahme aufeinander gezeichnet sind. Die Bezugszeichen, die zur Bezeichnung der Grenzen 180, 182, 184, 186, 188 und 190 verwendet sind, steigen in ihrem Wert mit steigendem Abstand von der Basisstation 150 und der Basisstation 200 an. Insofern ist die weiche Übergabezone zwischen den Grenzen 180 und 190 die breiteste Zone. Die Überlappungszone (overlap region) der FM-Abdeckfläche (coverage area) zwischen den Grenzen 182 und 188 liegt innerhalb der weichen CDMA-Handoffzone (CDMA soft handoff region). Die harte CDMA-Übergabezone (CDMA "hard handoff" region) ist die schmälste Zone zwischen den Grenzen 184 und 186.
Es sei bemerkt, dass dann, wenn die Basisstation 200 zu einem ersten System gehört und die Basisstation 205 zu einem zweiten System gehört, die Basisstation 200 und die Basisstation 205 nicht in der Lage sein können, eine gleichzeitige Kommunikation oder Nachrichtenverbindung mit der Ferneinheit 155 vorzusehen. Wenn somit die Nachrichtenverbindung von der Basisstation 200 zur Basisstation 205 übertragen werden muss, so muss eine harte Übergabe von der Basisstation 200 zu der Basisstation 205 ausgeführt werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Ferneinheit in dem harten CDMA-Übergabebereich zwischen den Grenzen 184 und 186 in der Zone (Region) 170 für die harte Übergabe angeordnet sein muss, um eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit zu besitzen. Die Schwierigkeit liegt in der Tatsache begründet, dass die harte Übergabezone (Region) 170 sehr schmal sein kann, und dass die Zeit sehr kurz sein kann, die benötigt wird, damit die Ferneinheit 155 in die harte Übergabezone 170 sich hinein und aus dieser heraus bewegen kann. Zudem ist es schwierig zu unterscheiden, ob die Ferneinheit 155 innerhalb der harten Übergabezone 170 liegt. Sobald bestimmt ist, dass die Ferneinheit 155 in dem harten Übergabebereich oder der harten Übergabezone 170 liegt, muss eine Entscheidung dahingehend getroffen werden, ob, zu welcher Basisstation und wann die harte Übergabe auftreten soll. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit diesen Problemen.
Der erste Aspekt der Erfindung besteht in einem System und einem Verfahren zur Bestimmung der Zonen (Regionen) innerhalb der Abdeckfläche, wo eine harte Übergabe sowohl notwendig und wahrscheinlich erfolgreich zu erreichen ist, und zu welchen Basisstationen die harte Übergabe versucht werden sollte. Die hexagonal kachelartig ausgeführte Anordnung gemäß 3 ist außerordentlich idealisiert. Wenn Systeme tatsächlich eingesetzt werden, so besitzen die sich ergebenden Abdeckgebiete sehr viel unterschiedliche Gestaltungen. 5 zeigt eine realistischere Repräsentation eines Satzes von Basisstationen. Die Basisstationen T₁–T₃ und die Basisstationen I₁–I₃ sind Teil eines ersten Nachrichten- oder Kommunikationssystems, gesteuert durch Steuervorrichtung (controller) 212 für System 1 (kurz: System 1 Controller 212). Die Basisstationen I₁–I₃ sind innere Basisstationen (interior base stations), die nur an andere Basisstationen des gleichen Systems angrenzen. Die Basisstationen T₁–T₃ sind Übergangs- oder Grenzbasisstationen (transition or border base stations) mit Abdeckgebieten, die an die Abdeckgebiete von Basisstationen anstoßen, die zu einem unterschiedlichen Betriebssystem gehören. Die Basisstationen S₁–S₃ sind Teil eines zweiten oder sekundären Systems, gesteuert durch Steuervorrichtung oder Controller 214 zu System 2 (kurz: System 2 Controller 214). Die äußersten dicken, konzentrischen Kreise, welche die Basisstation S₃, die Basisstationen I₁–I₃ und die Basisstationen T₂–T₃ umgeben, zeigen die idealisierten Abdeckflächen oder -gebiete der Basisstationen an, in denen es möglich ist, Kommunikation oder Nachrichtenübertragung mit der entsprechenden Basisstation zu etablieren. Die äußersten di cken, welligen Linien, welche die Basisstationen S₁–S₂ und die Basisstation T₁ umkreisen, zeigen realistischere Abdeckgebiete für die entsprechenden Basisstationen. Beispielsweise repräsentiert die wellige Linie 228 das Abdeckgebiet der Basisstation S₁. Die Form des Abdeckgebietes oder der Abdeckflächen wird stark durch das Terrain in der sich die Basisstation befindet, beeinflusst, wie beispielsweise die Höhe auf der die Antennen angebracht sind, die Anzahl, Reflektivität und Höhe von großen Gebäuden in dem Abdeckgebiet und auch Bäume, Berge und andere Hindernisse innerhalb des Abdeckgebietes sind von Einfluss. Die realistischen Abdeckgebiete sind nicht für jede Basisstation zur Vereinfachung der Zeichnung gezeigt.
In einem tatsächlichen System könnten die Basisstationen sektorisiert sein, wie beispielsweise in drei Sektoren. 6 zeigt ein Antennenmuster für eine dreisektorige Basisstation. In 5 sind keine dreisektorigen Basisstationen zur Vereinfachung der Zeichnung gezeigt. Die Konzepte der vorliegenden Erfindung sind direkt bei sektorisierten Basisstationen anwendbar.
In 6 ist die Abdeckfläche 300A durch die die dünnste Breite besitzende Linie dargestellt. Die Abdeckfläche 300B wird durch eine Linie mit mittlerer Breite dargestellt. Die Abdeckfläche 300C wird durch die Linie mit der dicksten oder größten Breite dargestellt. Die Form der drei Abdeckflächen gemäß 6 ist die Form, die durch übliche direktionelle Dipolantennen (directional dipole antennas) erreicht wird. Die Kanten der Abdeckflächen können als die Stelle angesehen werden, an der eine Ferneinheit den minimalen Signalpegel empfängt, der notwendig ist, um eine Nachrichtenübertragung oder Kommunikation durch diesen Sektor zu unterstützen. Wenn sich eine Ferneinheit in den Sektor bewegt, so steigt die Signalstärke, empfangen von der Basisstation, wie sie von der Ferneinheit wahrgenommen wird, an. Eine Ferneinheit am Punkt 302 kann durch den Sektor 300A kommunizieren oder in Verbindung stehen. Eine Ferneinheit am Punkt 303 kann durch Sektor 300A und 300B in Verbindung stehen. Eine Ferneinheit am Punkt 304 steht über Sektor 300B in Verbindung. Wenn sich eine Ferneinheit über die Kante des Sektors hinaus bewegt, so kann die Verbindung durch diesen Sektor sich verschlechtern. Ei ne in der weichen Übergabe arbeitende Ferneinheit, und zwar zwischen der Basisstation gemäß 6 und einer nicht gezeigten benachbarten Basisstation, ist mit Wahrscheinlichkeit angeordnet nahe der Kante von einem der Sektoren.
Die Basisstation 60 der 3 repräsentiert eine idealisiertere drei Sektoren aufweisende Basisstation. Die Basisstation 60 besitzt drei Sektoren von denen jeder mehr als 120° der Basisstationsabdeckfläche abdeckt. Der Sektor 50 besitzt eine Abdeckfläche, die durch die durchgezogenen Linien 55 dargestellt ist, überlappt die Abdeckfläche des Sektors 70 mit einer durch die grob gestrichelten Linien 75 angedeuteten Abdeckfläche. Der Sektor 50 überlappt auch den Sektor 80 mit einer Abdeckfläche, wie dies durch die dünnen gestrichelten Linien 85 angedeutet ist. Beispielsweise ist der Ort 90 wie er durch das X angedeutet ist, in sowohl der Abdeckfläche des Sektors 50 als auch der Abdeckfläche des Sektors 70 angeordnet.
Im Allgemeinen ist eine Basisstation sektorisiert, um die gesamte Interferenzleistung zu Ferneinheiten angeordnet innerhalb der Abdeckfläche der Basisstation zu reduzieren, während die Anzahl der durch die Basisstation in Verbindung stehenden Ferneinheiten vergrößert wird oder vergrößert werden soll. Beispielsweise würde der Sektor 80 ein für eine Ferneinheit an Stelle 90 vorgesehenes Signal nicht übertragen und somit würde keine im Sektor 80 angeordnete Ferneinheiten signifikanter Weise der Interferenz unterliegen durch die Kommunikation oder Nachrichtenübertragung einer Ferneinheit an der Stelle oder am Ort 90, und zwar mit der Basisstation 60.
Für eine an der Stelle 90 positionierte Ferneinheit besitzt die gesamte Interferenz Beiträge von den Sektoren 50 und 70 und von den Basisstationen 115 und 120. Eine Ferneinheit am Ort oder an der Stelle 90 könnte sich in einer weichen Übergabe mit den Sektoren 50 und 70 befinden. Eine Ferneinheit an der Stelle 90 kann gleichzeitig mit einer oder beiden der Basisstationen 115 und 120 in weicher Übergabe stehen.
Die durch die Ferneinheit unterstützte weiche Übergabe arbeitet basierend auf der Pilotsignalstärke von mehreren Sätzen von Basisstationen und zwar gemessen durch die Ferneinheit. Der Aktive Satz (Active Set) ist der Satz von Basisstationen, durch die die aktive Kommunikation etabliert wird. Der Nachbarsatz (Neigbor Set) ist ein Satz von Basisstationen, welcher eine aktive Basisstation umgibt, und zwar die Basisstationen aufweisend, die eine hohe Wahrscheinlichkeit besitzen, eine Signalstärke von einem ausreichenden Pegel zu haben, um eine Verbindung oder Kommunikation zu etablieren. Der Kandidatensatz (Candidate Set) ist ein Satz von Basisstationen mit einer Pilotsignalstärke, der einen ausreichenden Signalpegel besitzt, um eine Kommunikation zu etablieren.
Wenn die Kommunikationen oder Nachrichtenübertragungen anfangs hergestellt oder etabliert sind, steht eine Ferneinheit nur durch eine erste Basisstation in Nachrichtenverbindung, und der Aktive Satz enthält nur die erste Basisstation. Die Ferneinheit überwacht die Pilotsignalstärke der Basisstationen des Aktiven Satzes, des Kandidatensatzes und des Nachbarsatzes. Wenn ein Pilotsignal einer Basisstation in dem Nachbarsatz einen vorbestimmten Schwellenpegel übersteigt, so wird die Basisstation dem Kandidatensatz hinzugefügt und aus dem Nachbarsatz bei der Ferneinheit entfernt. Die Ferneinheit steht durch eine Nachricht mit der ersten Basisstation in Verbindung und zwar identifiziert diese Nachricht die neue Basisstation. Der Systemcontroller entscheidet, ob die Kommunikation oder Nachrichtenverbindung zwischen der neuen Basisstation und der Ferneinheit vorgesehen werden soll. Sollte der Systemcontroller entscheiden dies zu tun, so schickt der Systemcontroller eine Nachricht zu der neuen Basisstation mit Identifikationsinformation über die Ferneinheit und einen Befehl zur Herstellung von Nachrichtenübertragungen damit. Eine Nachricht wird ebenfalls an die Ferneinheit durch die erste Basisstation übertragen. Die Nachricht identifiziert einen neuen Aktiven Satz, der die ersten und die neuen Basisstationen umfasst. Die Ferneinheit sucht nach dem von der neuen Basisstation übertragenen Informationssignal und Nachrichtenübertragung oder Kommunikation wird mit der neuen Basisstation vor gesehen, ohne die Kommunikation durch die erste Basisstation zu beenden. Dieses Verfahren kann sich mit zusätzlichen Basisstationen fortsetzen.
Wenn die Ferneinheit in Nachrichtenverbindung durch Mehrfachbasisstationen steht, so setzt sie die Überwachung der Signalstärke der Basisstationen des Aktiven Satzes, des Kandidatensatzes und des Nachbarsatzes fort. Sollte die Signalstärke entsprechend einer Basisstation des Aktiven Satzes unter eine vorbestimmte Schwelle für eine vorbestimmte Zeitperiode abfallen, so erzeugt die Ferneinheit eine Nachricht und überträgt diese zum Bericht dieses Ereignisses. Der Systemcontroller empfängt diese Nachricht durch mindestens eine der Basisstationen mit der die Ferneinheit in Kommunikation steht. Der Systemcontroller kann entscheiden, die Nachrichtenverbindungen oder Kommunikationen durch die Basisstation mit einer schwachen Pilotsignalstärke zu beenden.
Nach der Entscheidung die Kommunikationen durch eine Basisstation zu beenden, erzeugt der Systemcontroller eine, einen neuen Aktiven Satz von Basisstationen identifizierende Nachricht. Der neue Aktive Satz enthält nicht die Basisstation durch die die Nachrichtenübertragung zu beenden ist. Die Basisstationen, durch welche die Nachrichtenübertragung vorgesehen ist, senden eine Nachricht zu der Ferneinheit und der Systemcontroller überträgt auch Informationen zur Basisstation, um die Kommunikationen oder Nachrichtenübertragungen mit der Ferneinheit zu beenden. Die Nachrichtenübertragungen der Ferneinheit werden somit nur durch die im neuen Aktiven Satz identifizierten Basisstationen geleitet.
Wenn eine Ferneinheit sich in einer weichen Übergabe befindet, so empfängt der Systemcontroller decodierte Pakete von jeder der Basisstationen, die ein Mitglied des Aktiven Satzes sind. Aus dem Satz von Signalen muss der Systemcontroller ein einziges Signal zur Übertragung zu der PSTN erschaffen. Innerhalb jeder Basisstation können Signale, empfangen von einer gemeinsamen Ferneinheit, kombiniert werden, bevor sie decodiert werden, auf welche Weise der gesamte Vorteil der empfangenen Mehrfachsignale erhalten wird. Das decodierte Ergebnis von jeder Basisstation wird an den Systemcontroller geliefert. Sobald ein Signal decodiert ist, kann es nicht leicht und in vorteilhafter Weise mit anderen Signalen „kombiniert" werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel muss der Systemcontroller eine Auswahl treffen zwischen der Vielzahl von decodierten Signalen, entsprechend eins-zu-eins zu einer Basisstation mit der die Kommunikation vorgesehen wird. Das am meisten Vorteile bietende decodierte Signal wird aus dem Satz von Signalen von den Basisstationen ausgewählt, und die anderen Signale werden einfach weggelassen.
Zusätzlich zu der weichen Übergabe (soft handoff) kann das System auch einen „weicheren" („softer") Handoff oder Übergabe verwenden. Der Ausdruck weichere Übergabe bezieht sich allgemein auf eine Übergabe zwischen Sektoren einer gemeinsamen Basisstation. Da die Sektoren einer gemeinsamen Basisstation viel intimer in Verbindung stehen, kann die Übergabe zwischen Sektoren einer gemeinsamen Basisstation erfolgen durch die Kombination nicht decodierter Daten, anstelle durch die Auswahl von decodierten Daten. Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar unabhängig davon, ob oder ob nicht ein weicherer Handoff in dem einen oder anderen System verwendet wird. Das Verfahren der weicheren Übergabe (softer handoff) ist in dem US-Patent 5,625,876 beschrieben und zwar mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION". Dieses Patent ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Auswahlprozess durch den Systemcontroller innerhalb eines Wählbanksubsystems (SELECTOR BANK SUBSYSTEM = SBS) ausgeführt. Das SBS weist einen Satz von Selektoren (Wählmitteln) auf. Jeder Selektor verarbeitet die aktive Kommunikation (Nachrichtenverbindung) für eine Ferneinheit. Bei der Beendigung einer Anrufverbindung kann der Selektor einer anderen aktiven Ferneinheit zugewiesen werden. Der Selektor sieht alle Arten von Steuerfunktionen vor, und zwar sowohl für die Ferneinheit als auch für die Basisstationen. Der Selektor sendet und empfängt Nachrichten von den Basisstationen. Ein Beispiel einer derartigen Nachricht ist die Nachricht, die durch eine Basisstation jedes Mal dann geschickt wird, wenn die „Hin- und Rückverzögerung" (round trip delay) zwischen der Basisstation und der Ferneinheit sich durch eine Schwellengröße ändert. Der Selektor kann auch der Basisstation befehlen, eine Nachricht zur Ferneinheit zu schicken. Ein Beispiel einer derartigen Nachricht ist eine Nachricht, die zu der Basisstation geschickt wird und dieser befiehlt, der Ferneinheit zu befehlen, eine Pilotstärkenmessungsnachricht (Pilot Strength Measurement Message = PSMM) zu liefern. Die Verwendung beider dieser Signale wird weiter unten vollständig erläutert. In dem allgemeinsten Ausführungsbeispiel muss es nicht ein Selektor sein, der den Übergabeprozess steuert, und irgendeine Art von einer Nachrichtensteuereinheit (communication control unit) kann die Funktionen ausführen, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu dem Selektor delegiert sind. Wenn eine Ferneinheit eine Kommunikation mit der Basisstation vorgesehen hat, so kann die Basisstation die Vor- und Zurückverzögerung (round trip delay = RTD) messen, die mit der Ferneinheit assoziiert ist. Die Basisstation richtet ihre Sendung zeitlich mit der Ferneinheit, basierend auf Universalzeit aus. Das Signal wird von der Basisstation zu der Ferneinheit über die drahtlose Luftverbindung übertragen. Das übertragene Signal braucht eine gewisse Zeit um von der Basisstation zur Ferneinheit zu gelangen. Die Ferneinheit verwendet das Signal, das es von der Basisstation empfängt dazu, die Übertragung die es zurück zur Basisstation sendet, auszurichten. Durch Vergleichen der Zeitausrichtung des Signals das die Basisstation von der Ferneinheit empfängt, mit der Ausrichtung des Signals das die Basisstation zur Ferneinheit schickt, kann die Basisstation die „Round-Trip"-Verzögerung (RTD) bestimmen. Die Round-Trip-Verzögerung kann dazu verwendet werden, um den Abstand zwischen der Basisstation und der Ferneinheit abzuschätzen. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel berichtet die Basisstation die Round-Trip-Verzögerung zu dem Selektor immer dann, wenn die Round-Trip-Verzögerung sich um mehr als eine vorbestimmte Größe ändert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und den Basisstationen, die Mitglieder der Aktiven und Kandidatensätze sind verwendet, um die Lage der Ferneinheit zu identifizieren. Der Erhalt der Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und einer Basisstation, die ein Mitglied des Kandidatensatzes ist, ist etwas komplizierter als die Bestimmung der Round-Trip-Verzögerung eines Mitgliedes des Aktiven Satzes. Da eine Basisstation, die ein Mitglied des Kandidatensatzes ist, nicht ein Signal von der Ferneinheit demoduliert, kann die Round-Trip-Verzögerung nicht direkt durch die Kandidatenbasisstation gemessen werden.
Die Nachricht, die von der Ferneinheit zur Basisstation geschickt wird, und welche die Pilotsignalinformation der Mitglieder des Kandidatensatzes und des Aktiven Satzes umfasst, wird als eine Pilotstärkenmessungsnachricht (Pilot Strength Measurement Message = PSMM) bezeichnet. Eine PSMM wird durch die Ferneinheit entweder ansprechend auf eine Anforderung von einer Basisstation geschickt, oder weil die Signalstärke einer Basisstation des Nachbarsatzes eine Schwelle überschritten hat, oder die Signalstärke einer Basisstation in dem Kandidatensatz die Stärke einer der Basisstationen des Aktiven Satzes um eine vorbestimmte Größe überschritten hat, oder aber infolge des Ablaufs einer Handoff-Abschaltzeitsteuervorrichtung (handoff drop timer).
Vier Parameter steuern den weichen Übergabeprozess. Als erstes die Pilotdetektionsschwelle (pilot detection threshold) T_ADD, spezifiziert den Pegel, den die Pilotsignalstärke einer Basisstation, die ein Mitglied des Nachbarsatzes ist, überschreiten muss, um als ein Mitglied des Kandidatensatzes klassifiziert zu werden. Die Pilotabfallschwelle (pilot drop threshold) T_DROP, spezifiziert den Pegel unterhalb von dem die Pilotsignalstärke einer Basisstation, welche ein Mitglied des Aktiven oder Kandidatensatzes ist, abfallen muss, um eine Zeitsteuerung (timer) auszulösen. Die Dauer der ausgelösten Zeitsteuervorrichtung wird durch T_TDROP spezifiziert. Nachdem die durch T_TDROP spezifizierte Zeit vergangen ist, initiiert die Ferneinheit, wenn die Pilotsignalstärke immer noch unter dem T_DROP-Pegel ist, die Entfernung der entspre chenden Basisstation aus dem Satz zu dem sie derzeit gehört. Die Aktivsatzbezüglich-Kandidatensatz-Vergleichsschwelle T_COMP setzt die Größe fest, um die die Pilotsignalstärke eines Mitglieds des Kandidatensatzes die Pilotsignalstärke eines Mitglieds des Aktiven Satzes übersteigen muss, um einen PSMM auszulösen. Jeder dieser vier Parameter ist in der Ferneinheit gespeichert. Jeder dieser vier Parameter kann auf einen neuen Wert reprogrammiert werden, und zwar durch eine Nachricht, die von der Basisstation geschickt wird.
Die PSMM weist zwei Teile von Informationen auf, die bezüglich der Erfindung wichtig sind. Die PSMM weist eine Aufzeichnung für jedes Pilotsignal auf, und zwar entsprechend einer Basisstation, die ein Mitglied des Aktiven oder Kandidatensatzes ist. Als erstes weist die PSMM ein Maß der Signalstärke auf oder ist dieses. Als zweites weist die PSMM ein Maß der Pilotsignalphase auf. Die Ferneinheit misst die Pilotsignalphase für jedes Pilotsignal in dem Kandidatensatz. Die Pilotsignalphase wird an der Ferneinheit gemessen, und zwar durch Vergleichen der Phase der am frühesten ankommenden brauchbaren Mehrfachpfadkomponente des Kandidatenpilotsignals mit der am frühesten ankommenden brauchbaren Mehrfachpfadkomponente eines Mitglieds des Aktiven Satzes. Die Pilotsignalphase kann in relativen PN-Chips gemessen werden. Das Pilotsignal der Basisstation im aktiven Satz, welches das am frühesten ankommende Signal vorsieht, wird als das Referenzpilotsignal bezeichnet.
Der Systemcontroller kann die Pilotsignalphase in eine Schätzung der Round-Trip-Verzögerung unter Verwendung der folgenden Gleichung übersetzen: RTDcan1 = TRDref + 2·(PilotPhasecan1 – KanalOffsetcan1·PilotInc) Gleichung 1wobei Folgendes gilt:

RTD_can1: = die berechnete Schätzung der Round-Trip-Verzögerung der Basisstation mit einem Zutritt in den Kandidatensatz;
RTD_ref: = Round-Trip-Verzögerung (round trip delay = RTD) berichtet für das Bezugspilotsignal;
PilotPhase_can1: = Phase relativ zu der Universalzeit, angenommen oder vorgesehen durch die Ferneinheit und berichtet in der PSMM in Einheiten von PN-Chips;
ChannelOffset_can1: = Kanalversetzung (channel offset) der Kandidatenbasisstation mit einer einheitslosen Zahl; und
PilotInc: = systemweites Pilotsequenz-Versetzungsindexinkrement (system wide pilot sequence offset Index increment) in Einheiten der PN-Chips pro Kanal.

Die Round-Trip-Verzögerung berichtet für das Bezugspilotsignal, RTD_ref, wird durch die entsprechende Basisstation an den Selektor geliefert. Die Round-Trip-Verzögerung für das Bezugspilotsignal dient als eine Basis zum Schätzen der Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation, die ein Mitglied des Kandidatensatzes ist. Es sei daran erinnert, dass in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel jede Basisstation die gleiche Pilotsequenzversetzung in der Zeit überträgt, und zwar derart, dass die Ferneinheit eine Basisstation identifizieren kann, und zwar basierend auf der Codephasenversetzung des Pilotsignals. Das Pilotsequenzversetzungs-Indexinkrement, PilotInc, ist das Codephasenversetzungsinkrement, durch das die Basisstationspilotsignale versetzt sind. Die Kanalversetzung, ChannelOffset_can1, der Kandidatenbasisstation bezeichnet welche der Codephasen der Kandidatenbasisstation zugewiesen ist. Die relative Phase der Kandidatenbasisstation, Pilotphase_can1 ist die Codephasenversetzung der Kandidatenbasisstation, gemessen durch die Ferneinheit, verglichen mit dem Bezugspilotsignal in Einheiten von PN-Chips. Die PilotPhase_can1 wird an die Basisstation in der PSMM berichtet. ChannelOffset_can1 und PilotInc sind dem Selektor bekannt.
Wenn es keine Verzögerung in der Übertragung im System gäbe, würde die Phase der Kandidatenbasisstation das Produkt der Kanalversetzung Channe lOffset_can1 und des systemweiten Pilotsequenz-Versetzungsindexinkrements PilotInc sein. Da es Übertragungs- oder Sendeverzögerungen im System gibt, empfindet die Ferneinheit sowohl das Bezugspilotsignal als auch das Kandidatenbasisstationspilotsignal mit unterschiedlicher und sich verändernder Verzögerung. Die Subtraktion der durch das System eingeführten PN Versetzung (= Produkt der ChannelOffset_can1 und PilotInc) von der empfundenen PN Versetzung (= PilotPhase_can1) ergibt die relative Versetzung zwischen dem Referenzpilotsignal und dem Pilotsignal der Kandidatenbasisstation. Wenn die Differenz negativ ist, ist die RTD zwischen der Referenzbasisstation und der Ferneinheit größer als die RTD zwischen der Kandidatenbasisstation und der Ferneinheit. Die durch die Ferneinheit empfundene Differenz reflektiert nur die relative Vorwärtsverbindungsverzögerung. Die relative Vorwärtsverbindungsverzögerung wird verdoppelt, um die volle Round-Trip-Verzögerung zu berücksichtigen.
Es sei beispielsweise angenommen, dass das systemweite Pilotsequenz-Versetzungsindexinkrement 64 PN-Chips ist und dass die folgende Information als die Basis für eine Round-Trip-Verzögerungsmessung verwendet wird.
Da in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel jede Basisstation oder jeder Basisstationssektor die gleiche Pilotsequenzversetzung in der Zeit überträgt, kann man sich die Basisstationsidentifikation als die Kanal-PN-Versetzung vorstellen, die durch die Basisstation verwendet wird, um das Pilotsignal zu übertragen. Es sei ferner angenommen, dass die Basisstationen 12 und 14 (von denen angenommen werden kann, dass sich diese auf die Basisstation gemäß 1 beziehen) Mitglieder des Aktiven Satzes sind, und dass die RTD-Messungen, gemessen durch die Basisstationen 12 und 14 als 137 bzw. 244 PN-Chips berichtet werden.
Aufgezeichnet rechts von der Pilotphase und den Round-Trip-Verzögerungsdaten für die Basisstation 14 ist die berechnete relative Versetzung. Die gemessene Pilotphase der Basisstation 14 beträgt 948 PN-Chips. Die feste Versetzung der Basisstation 14 ist gleich der Basisstation ID (14) mal das Pilotsequenzversetzungsinkrement (64), welches gleich 896 PN-Chips ist. Die Differenz zwischen der gemessenen Pilotphase und der Pilotphasenversetzung der Basisstation ist die relative Versetzung zwischen der Basisstation und der Ferneinheit, die in diesem Falle 52 PN-Chips (= 948 – 896) beträgt. Es ist nicht notwendig, diese Zahlen zur Berechnung der Round-Trip-Verzögerung zwischen der Basisstation 14 und der Ferneinheit zu verwenden, da die Basisstation 14 eine Round-Trip-Verzögerungsmessung direkt vornimmt, weil die Basisstation 14 ein Mitglied des Aktiven Satzes ist.
Da jedoch die Basisstation 16 ein Mitglied des Kandidatensatzes ist, wird keine Round-Trip-Verzögerungsmessung direkt durch die Basisstation 16 durchgeführt und die obige Gleichung 1 muss dazu verwendet werden, um die Round-Trip-Verzögerung zu bestimmen. Für die Basisstation 16 sind die Parameter die folgenden:
RTD_ref = 137 PN-Chips;
PilotPhase_can1 = 1009 PN-Chips;
ChannelOffset_can1 = 16; und
PilotInc = 64 PN-Chips pro Kanal.
Das Einsetzen dieser Zahlen direkt in die Gleichung 1 ergibt eine Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation 16 von 107 PN-Chips. Wie oben bemerkt, wird zum Auffinden der absoluten Versetzung (offset) der Kandidatenbasisstation das Produkt des ChannelOffset_can1 und des PilotInc von der PilotPhase_can1 abgezogen, was in diesem Falle – 15 PN-Chips ergibt. Es ist von Interesse zu bemerken, dass die Round-Trip-Verzögerung zwischen der Basisstation 16 und der Ferneinheit kleiner ist als die Round-Trip-Verzögerung zwischen der Basisstation 12.
Ein erstes Verfahren zur Identifizierung der Lage oder des Ortes der Ferneinheit vertraut auf die Verwendung einer speziellen Ferneinheitsmessung, und zwar gerichtet auf den Harten-Übergabe-(hard handoff; MDHO)-Zustand. Um den Verarbeitungseinfluss zu minimieren, tritt das System in den MDHO-Zustand nur dann ein, wenn irgendein Mitglied des Aktiven Satzes als eine Übergangsbasisstation markiert ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel tritt das System in den MDHO-Zustand nur dann ein, wenn sämtliche Mitglieder des Aktiven Satzes Übergangsbasisstationen sind. In einem dritten Ausführungsbeispiel tritt das System in den MDHO-Zustand nur dann ein, wenn es eine einzige Basisstation in dem Aktiven Satz gibt und diese Basisstation eine Übergangsbasisstation ist. In einem vierten Ausführungsbeispiel sind ausreichende Verarbeitungsressourcen vorhanden, derart dass der MDHO-Zustand stets aktiv ist. Während des MDHO-Zustandes überwacht der Selektor die Round-Trip-Verzögerung der Mitglieder des Aktiven Satzes und berechnet die Round-Trip-Verzögerung für die Mitglieder des Kandidatensatzes. Nachdem die Bedingungen, die den MDHO-Zustand auslösen geändert sind, kann der MDHO-Zustand angeregt werden.
Der MDHO-Zustand basiert auf der Verwendung einer MDHO-Tabelle. In der MDHO-Tabelle repräsentiert jede Zeile (row) einen Abschnitt der Abdeckflächenregion, die eine Abdeckflächenüberlappungsregion ist. Wie oben definiert, ist eine Abdeckflächenüberlappungsregion eine Fläche, in der die Nachrichtenübertragung unterstützt werden könnte zwischen einer Ferneinheit und von einer von zwei unterschiedlichen Basisstationen allein. Die Zeile enthält eine Liste von Paaren von Basisstationsidentifikationszahlen und Round-Trip-Verzögerungsbereichen. Der Round-Trip-Verzögerungsbereich wird in einer minimalen und einer maximalen Round-Trip-Verzögerung ausgedrückt.
Um die MDHO-Tabelle zu verwenden, wird entweder ein Netzwerkplanungswerkzeug oder empirische Daten verwendet, um einen Satz von Regionen zu identifizieren, und die entsprechende geeignete Aktion für jede Region. Alternativ könnte ein auf Regeln basierendes oder ein Expertensystem zur Erzeugung der MDHO-Tabelle verwendet werden. Wie oben bemerkt, zeigt 5 einen Satz von inneren (interior) Übergangs-(transition) und zweiten Systembasisstationen und wird verwendet zur Veranschaulichung der Funktion der Ferneinheitsmessung mit gerichteter Harte-Übergabe-Tabelle. Die abgeschwächten Linien um die Basisstation herum zeigen Round-Trip-Verzögerungsmessungsschwellen an. Beispielsweise repräsentiert die abgeschwächte Linie 22, welche die Basisstation S₂ umgibt, die Lage und den Ort, bei dem ein direkter Pfad von der Basisstation S₂ zu einer Ferneinheit, angeordnet auf der abgeschwächten Linie 222, einer Round-Trip-Verzögerung von 200 PN-Chips zeigt. Die die Basisstation S₂ umgebende Linie 220 repräsentiert die Stelle oder den Ort, bei dem ein direkter Pfad von der Basisstation S₂ zu einer Ferneinheit angeordnet auf der abgeschwächten Linie 220 einer Round-Trip-Verzögerung von 220 PN Chips zeigt. Daher gilt: irgendeine Ferneinheit, angeordnet zwischen der abgeschwächten Linie 220 und der abgeschwächten Linie 222 würde eine Round-Trip-Verzögerung zwischen 200 und 220 PN-Chips zeigen.
In gleicher Weise repräsentiert die abgeschwächte Linie 226, die die Basisstation T₁ umgibt den Ort, an dem ein direkter Pfad von der Basisstation T₁ zu einer Ferneinheit, angeordnet auf der abgeschwächten Linie 226 eine Round-Trip-Verzögerung von 160 PN-Chips zeigt. Die abgeschwächte Linie 224, die die Basisstation T₁ umgibt, repräsentiert den Ort an dem ein direkter Pfad von der Basisstation T₁ bei einer Ferneinheit angeordnet auf der abgeschwächten Linie 224 eine Round-Trip-Verzögerung von 180 PN-Chips zeigt. Daher würde irgendeine Ferneinheit, angeordnet zwischen der abgeschwächten Linie 224 und der abgeschwächten Linie 226 eine Round-Trip-Verzögerung zwischen 160 und 180 PN-Chips zeigen.
Auch repräsentiert die abgeschwächte Linie 232, die die Basisstation S₁ umgibt den Ort, an dem ein direkter Pfad von der Basisstation S₁ zu einer Ferneinheit angeordnet auf der abgeschwächten Linie 232 eine Round-Trip-Verzögerung von 170 PN-Chips zeigt. Die abgeschwächte Linie 230, die die Basisstation S₁ umgibt, repräsentiert den Ort, an dem ein direkter Pfad von der Basisstation S₁ zu einer Ferneinheit angeordnet auf der abgeschwächten Linie 230 eine Round-Trip-Verzögerung von 180 PN-Chips zeigt. Daher würde irgendeine Ferneinheit, angeordnet zwischen der abgeschwächten Linie 230 und der abgeschwächten Linie 232 eine Round-Trip-Verzögerung zwischen 170 und 180 PN-Chips bezüglich der Basisstation S₁ zeigen.
Wie oben bemerkt, werden Mehrfachpfadsignale, die keinen direkten Pfad zwischen der Ferneinheit und der Basisstation nehmen, durch die reflektierenden Elemente innerhalb der Umgebung erzeugt. Wenn das Signal nicht einen direkten Pfad nimmt, wird die Round-Trip-Verzögerung vergrößert. Das am frühesten ankommende Signal ist das Signal, das den kürzesten Pfad zwischen der Ferneinheit und der Basisstation genommen hat. Es ist dieses am frühestens ankommende Signal, das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung gemessen wird, um die Round-Trip-Verzögerung abzuschätzen.
Es sei bemerkt, dass spezielle Regionen durch die Round-Trip-Verzögerungen zwischen den verschiedenen Basisstationen identifiziert werden können. Beispielsweise können die Abdeckregionen 240 und 242 durch die Tatsache identifiziert werden, dass die Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation T₁ zwischen 160 und 180 PN-Chips liegt, und dass die Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation S₂ zwischen 200 und 220 PN-Chips liegt. Die Abdeckfläche 242 wird ferner definiert durch die Tatsache, dass ein Pilotsignal von der Basisstation S₁ überhaupt aufgenommen werden kann, unabhängig davon, was die Round-Trip-Verzögerung ist. Es sei Folgendes angenommen: die richtige Aktion für eine Ferneinheit, angeordnet innerhalb der Region 240 und derzeit in Kommunikation mit der Basisstation T₁ besteht darin, eine bei gleicher Frequenz erfolgende harte Übergabe zu der CDMA-Basisstation S₂ auszuführen. Es sei ferner angenommen, dass in der Region 242 die Gesamtinterferenz so hoch ist, dass die einzige Alternative darin besteht, eine harte Übergabe zu dem durch die Basisstation S₁ unterstützenden AMPS-System durchzuführen.
Tabelle I veranschaulicht einen Teil einer exemplarischen MDHO-Tabelle. Die erste Spalte gibt an, welche Abdeckflächenüberlappungsregionen der Zeile in der MDHO-Tabelle entsprechen. Beispielsweise entspricht die Abdeckfläche 242 der Abdeckregion N in der Tabelle I und die Abdeckfläche 240 entspricht der Abdeckfläche N + 1 in der Tabelle I. Es sei bemerkt, dass eine Ferneinheit angeordnet in der Abdeckfläche 242 die für die Abdeckfläche 240 gegebenen Parameter erfüllt. In dem illustrativen Ausführungsbeispiel wird die MDHO-Tabelle in numerischer Ordnung durchschritten und die erste Region, die gegebenen Parametern entspricht, wird ausgewählt, so dass die einzige Möglichkeit einen gegebenen Satz von Parametern mit der Region N + 1 zu vergleichen vorliegt, wenn die Region N bereits als möglicher Ort eliminiert wurde. Die zweite Spalte enthält eine erste Basisstation ID. Die dritte Spalte enthält einen Bereich von Round-Trip-Verzögerungen, die der durch die Zeile bestimmten Abdeckregion entsprechen. Die vierten und fünften Spalten zeigen eine zweite Basisstation ID und ein Round-Trip-Verzögerungspaar, wie dies auch für die sechsten und siebten Spalten gilt. Wenn notwendig, können mehr Spalten, die die Basisstation ID und die Round-Trip-Verzögerungspaare bezeichnen, hinzugefügt werden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die MDHO-Tabelle in dem Selektorbanksubsystemcontroller (SBSC) gespeichert. Der SBSC speichert bereits die Pilotdatenbasis, welche die Nachbarlisten und die Pilotversetzung und andere derartige Daten vorsehen, welche für den Standardbetrieb erforderlich sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel fordert der Selektor an, dass die SBSC auf die MDHO-Tabelle jedes Mal zugreift, wenn eine neue PSMM empfangen wird, und immer dann wenn sich die RTD-Messung für irgendeine der aktiven Basisstationen um eine signifikante Größe ändert.
Tabelle 1

Coverage Region = Abdeckregion
RTDRange = RTD Bereich
Action = Aktion
Target BSId = Ziel bzw. Target BSId
HO to AMPS = HO zu AMPS
HO to CDMA = HO zu CDMA
HO to Dif. Freq CDMA = HO zu unterschiedlicher Frequenz CDMA

Die mit „action" bezeichnete Spalte beschreibt die Aktion, die ergriffen werden sollte, wenn der Ort der Ferneinheit in einer der Abdeckregionen eingetragen ist. Es gibt mehrere beispielhafte Arten von Aktionen, die vorgenommen werden, wobei die folgenden Beispiele angegeben werden:
Intersystem Basisstation CDMA-zu-AMPS harte Übergabe (hard handoff);
Intrasystem Basisstation CDMA-zu-AMPS harte Übergabe;
Intrasystem Basisstation CMDA-zu-CDMA harte Übergabe;
Intersystem CDMA-zu-unterschiedlichen Frequenz CDMA harte Übergabe; und
Intersystem CDMA-zu-gleichem Frequenz CDMA harte Übergabe.
Wenn Round-Trip-Verzögerungsinformation erforderlich ist um den Ort der Ferneinheit zu identifizieren, so könnten die T_ADD und die T_DROP Schwellen modifiziert werden, wenn eine Ferneinheit in dem MDHO-Zustand sich befindet. Durch Verminderung von sowohl der T_DROP und der T_ADD Schwellen qualifizieren niedrigere Pilotsignalstärken die entsprechenden Basisstationen für die Mitgliedschaft in den Kandidaten und Aktiven Sätzen, und die niedrigeren Pilotsignalstärken bleiben länger in den Kandidaten und Aktiven Sätzen bevor sie abgelegt werden oder wegfallen. Die erhöhte Anzahl von Basisstationen, gelistet in dem Kandidatensatz und dem Aktiven Satz erhöht die Anzahl der Round-Trip-Verzögerungsdatenpunkte, die verwendet werden können, um die Ferneinheit zu lokalisieren. Die Verminderung von T_ADD und T_DROP systemweit (für das ganze System) kann einen negativen Effekt insofern besitzen, dass jede Ferneinheit in der Übergabe (handoff) die Ressourcen von zwei Basisstationen verwendet. Es ist erwünscht, die Anzahl der Ferneinheiten in Übergabe zu minimieren, um so Ressourcen an jeder Basisstation zu sparen und die Kapazität zu maximieren. Daher werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel T_ADD und T_DROP nur in ihrem Wert in den Übergangsbasisstationen vermindert. Auch kann die Länge der Zeit, bestimmt durch T_TDROP vergrößert werden, um die Zeitgröße zu erhöhen, die eine Basisstation in dem Aktiven Satz verbleibt, nach dem Abfallen unter T_DROP.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel gilt Folgendes: wenn das zweite System nicht bereits ein CDMA-Pilotsignal von den Grenzbasisstationen auf der Frequenz verwendet im ersten System sendet, so wird das zweite System modifiziert, um ein Pilotsignal oder eine andere CDMA-Markierung (beacon) zu übertragen, um bei der Initiierung des harten Übergabeprozesses zu helfen, wie dies in den oben genannten US-Patenten 5,594,718 und 6,108,364 beschrieben ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel gilt Folgendes: selbst wenn das System nicht bereits ein CDMA-Pilotsignal von der Grenzbasisstation überträgt, erzeugen die Grenzbasisstationen in dem zweiten System keine Pilotsignale und es gibt keine Eingaben in die Basisstation-ID-Spalte der MDHO-Tabelle, entsprechend den Basisstationen S₁–S₃. Pilotmarkierungseinheiten (pilot beacon units) können auch an inneren Basisstationen verwendet werden, um die Zonen oder Regionen zu identifizieren, die durch Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen bewirkt sind.
In einigen Situationen kann es auch möglich sein, die Verwendung der Kandidatenbasisstationen zu eliminieren und zwar als ein Mittel zur Identifizierung des Ortes der Ferneinheit, auf welche Weise nur die aktive Basisstationsinformation verbleibt, um die Ferneinheitsstelle oder den Ort der Ferneinheit zu bestimmen. Beispielsweise kann es möglich sein, durch geschickte Netzwerk planung zu erreichen, dass die Abdeckflächenüberlappungsregionen in effektiver Weise identifiziert werden können durch Verwendung von nur der Round-Trip-Verzögerung der Mitglieder des Aktiven Satzes.
Wie oben erwähnt, sind keine sektorisierten Basisstationen in 5 gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen. In Wirklichkeit hilft das Vorhandensein der Sektorisierung bei dem Ortungsprozess durch Verschmälerung der Regionen in denen die Ferneinheit angeordnet oder lokalisiert sein kann. Beachte beispielsweise die Geometrie der Basisstation 60 der 3. Bevor Round-Trip-Verzögerungen auch nur betrachtet werden, wird die Abdeckfläche der Basisstation 60 in sechs unterschiedliche Regionen unterteilt: die Fläche die nur durch Sektor 50 abgedeckt ist, die Fläche die durch Sektor 50 und Sektor 70 abgedeckt ist, die Fläche die nur durch Sektor 70 abgedeckt ist, die Fläche die durch Sektor 70 und Sektor 80 abgedeckt ist, die Fläche die nur durch Sektor 80 abgedeckt ist und die Fläche die durch Sektor 80 und Sektor 50 abgedeckt ist. Wenn Netzwerkplanung verwendet wird, um die drei sektorisierten Basisstationen entlang der Grenze zwischen den zwei Systemen zu orientieren, so kann es möglich sein, die Verwendung von Pilot-"beacons" in den Grenzbasisstationen des zweiten Systems zu eliminieren und die Verwendung der Kandidatenbasisstations-Round-Trip-Verzögerungsbestimmung.
Jede Basisstation im System ist anfänglich derart geeicht, dass die Summe des nicht belasteten Empfängerpfadrauschens, gemessen in Dezibel, und die Sollpilotleistung, gemessen in Dezibel, gleich irgendeiner Konstanten ist. Die Eichungskonstante ist über das gesamte System der Basisstation hinweg konsistent. Wenn das System belastet wird (d.h. die Ferneinheiten fangen Kommunikation oder Nachrichtenübertragung mit den Basisstationen an), so bewegt sich die Rückwärtsverbindungs-Übergabegrenze in effektiver Weise dichter zu der Basisstation. Um daher den gleichen Effekt auf der Vorwärtsverbindung zu imitieren, hält ein Kompensationsnetzwerk die konstante Beziehung zwischen der an der Basisstation empfangenen Rückwärtsverbindungsleistung und der Pilotleistung aufrecht, die von der Basisstation gesendet wird, und zwar durch Verringerung der Pilotleistung, wenn die Belastung ansteigt. Der Prozess des Ausgleichens oder Balancierens der Vorwärtsverbindungs-Übergabegrenze mit der Rückwärtsverbindungs-Übergabegrenze wird als Basisstationsatmen (base station breathing) bezeichnet, und ist im Einzelnen in dem US-Patent 5,548,812 beschrieben, und zwar unter dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR BALANCING THE FORWARD LINK HANDOFF BOUNDARY TO THE REVERS LINK HANDOFF BOUNDARY IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM", ausgegeben am 20. August 1996 und übertragen auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung.
Der Prozess des Atmens kann in nachteiliger Weise die Arbeitsweise des MDHO-Zustandes beeinflussen. Wiederum auf 4B Bezug nehmend, sei das Folgende ausgeführt: wenn die durch die Basisstation 200 gesendete oder übertragene Leistung abnimmt, und zwar verglichen mit der Leistung, gesendet oder übertragen durch die Basisstation 205, so bewegen sich die Abdeckflächenüberlappungsgrenzen näher zu der Basisstation 200 hin und weiter weg von der Basisstation 205. Der Signalpegel beeinflusst nicht die Round-Trip-Verzögerung zwischen der Ferneinheit und irgendeiner Stelle oder einem Ort und der Basisstation. Daher identifiziert die MDHO-Tabelle weiterhin die gleichen Orte als geeignet für eine Übergabe, wenn die tatsächlichen Grenzen sich geändert haben können.
Es gibt mehrere Wege die Frage des Atmens zu behandeln. Eine Möglichkeit ist eine hinreichende Verschmälerung der definierten Abdeckflächenüberlappungsregionen, wie sie in der MDHO-Tabelle gespeichert sind, derart, dass die Abdeckflächenüberlappungsregionen unabhängig vom vorliegenden Zustand des Atmens gültig bleiben.
Eine zweite Möglichkeit mit der Frage des Basisstationsatmens umzugehen, besteht darin, das Atmen an den Grenzbasisstationen abzuschalten oder zu begrenzen. Der Atmungsmechanismus arbeitet an dem Vorwärtsverbindungssignal dahingehend, dass die Vorwärtsverbindungsperformance gezwungen wird, die natürliche Reaktion der Rückwärtsverbindung auf den Pegel der Belastung zu reduzieren. Daher entfernt die Eliminierung des Atmens nicht das Risiko, dass sich die Grenzen ändern bei Belastung auf der Rückwärtsverbindung und somit bleibt die Belastung ein Faktor selbst dann, wenn ein System das Atmen nicht verwendet.
Eine dritte Möglichkeit mit der Frage des Basisstationsatmens zurecht zu kommen besteht darin, dass Netzwerkplanung betrieben wird. Wenn die Grenzbasisstationen des zweiten Systems keine Verkehrskanalsignale (d.h. aktive ferneinheitsspezifische Signale) mit den durch die Grenzbasisstation des ersten System verwendeten Frequenzen senden, wird der Effekt des Atmens minimiert. Wenn die Grenzbasisstation ein Pilotsignal von einer Pilot-Beacon-Einheit überträgt, so wird der Atmungseffekt auch minimiert, da keine Verkehrskanalsignale erzeugt werden, wenn eine Pilot-Beacon-Einheit verwendet wird. Die durch eine Pilot-Beacon-Einheit ausgegebene Leistung bleibt über die Zeit hinweg konstant.
Eine vierte Möglichkeit mit der Frage des Basisstationsatmens zurecht zu kommen, besteht in der Verwendung eines regelbasierten Systems (rule based system). Wenn die Grenzbasisstationen atmen, so wird ein Atmungsparameter von jeder Basisstation zum Systemcontroller gesandt. Der Systemcontroller aktualisiert die MDHO-Tabelle basierend auf dem laufenden Wert des Atmens. Typischerweise würde der Systemcontroller die Round-Trip-Verzögerungswerte in der MDHO-Tabelle vergrößern, um die Effekte des Atmens zu reflektieren oder zu berücksichtigen.
Die Atmungseffekte können in den meisten Situationen keine Frage sein. Da diese Grenzflächen oder Grenzgebiete traditioneller Weise eine Quelle von technischen und wirtschaftlichen Fragen sind, bemüht sich die Netzwerkplanung typischerweise die Grenzen zwischen zwei Systemen in Flächen oder Gebieten mit niedrigem Verkehr zu platzieren. Geringere Verkehrsmengen oder Verkehrsgrößen entsprechen kleineren Effekten des Atmens.
In einigen Fällen kann es erwünscht sein, das Speichern und den Zugriff zu der MDHO-Tabelle zu vermeiden. In einem solchen Fall können andere Ver fahren zum Bewirken der Übergabe (handoff) verwendet werden. Beispielsweise werden in einem alternativen Ausführungsbeispiel zwei Mittel dazu verwendet, um eine Übergabe auszulösen. Das erste Verfahren wird als die Detektionsregel (detection rule) bezeichnet. Bestimmte Basisstationen (oder Basisstationssektoren) werden als Bezugsbasisstationen R designiert oder festgelegt. Wenn eine Ferneinheit sich innerhalb der Abdeckfläche einer Bezugsbasisstation befindet, und die Detektion eines auslösenden Pilotsignals P_B berichtet, so löst der Selektor eine Übergabe mit einer Zielbasisstation (target base station) aus, und zwar bestimmt durch den Datensatz (R, P_B). Die Detektionsregel wird typischerweise, aber nicht stets, zusammen mit einer Pilot-Beacon-Einheit verwendet.
Das zweite Verfahren wird die „Hand-Down-Regel" genannt (hand-down rule). Bestimmte Basisstationen werden als Grenzbasisstationen markiert. Der Selektor löst eine Übergabe dann aus, wenn der Aktive Satz der Ferneinheit (remote unit Active Set) nur eine Basisstation enthält und diese Basisstation eine Grenzbasisstation ist, und die Bezugspilotsignal-Round-Trip-Verzögerung eine Schwelle übersteigt. Alternativ löst der Selektor eine Übergabe dann aus, wenn der die Remote Unit oder Ferneinheit enthaltende Satz nur Basisstationen enthält, die Grenzbasisstationen sind und wobei die Bezugspilotsignal-Round-Trip-Verzögerung eine Schwelle übersteigt. Typischerweise ändert sich die Schwelle zwischen Basisstationen und ist unabhängig von dem Rest des Aktiven Satzes. Die „Hand-Down-Regel" wird bestimmt durch den laufenden bzw. derzeitigen Bezugspilot. Die Hand-Down-Regel kann die erste in einem Regelsatz sein, und zwar für einen messungsgeleiteten Handoff bzw. eine verfahrensgeleitete Übergabe. Es sei Folgendes bemerkt: es ist nicht notwendig, dass eine Basisstation, designiert als eine Grenzbasisstation, eine Abdeckfläche besitzt, die an eine Abdeckfläche einer Basisstation eines anderen Systems angrenzt. Die „Hand-Down-Regel" kann sowohl für die Intersystemübergabe als auch für die Intrasystemübergabe verwendet werden.
Sowohl die Detektionsregel als auch die Hand-Down-Regel können von den körperlichen oder physikalischen Charakteristika des Systems abhängen. Die Verwendung dieser beiden Regeln kann die Konstruktion des Netzwerkes belasten, wie beispielsweise die Anordnung der Basisstationen, die Orientierung der Sektoren innerhalb einer mehrere Sektoren aufweisenden Basisstation und die körperliche oder physikalische Anordnung der Antennen.
Wenn eine Ferneinheit oder Basisstation versucht einen Anruf in einer Grenzbasisstation zu initiieren, so tauschen die Ferneinheit und die Basisstation eine Ursprungsnachricht (origination message) auf dem Zugriffskanal (access channel) aus. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gilt Folgendes: der Overhead Channel Manager oder Gesamtkanalmanager befindet sich in der Basisstation und steuert den Zugriffskanal (access channel). Der Gesamtkanalmanager prüft die Round-Trip-Verzögerungsschätzung, berechnet aus der Ursprungsnachricht (origination message). Wenn die Round-Trip-Verzögerung die Schwelle übersteigt, so benachrichtigt der Gesamtkanalmanager das mobile Schaltzentrum (mobile switching center), welches befehlen kann, dass die Basisstation der Ferneinheit eine Dienst-Redirektionsnachricht (service redirection message) schickt. Die Dienst-Redirektionsnachricht kann eine AMPS-fähige Ferneinheit zu einem AMPS-System oder zu einer anderen CDMA-Frequenz oder System leiten. Die Redirektionsnachricht hängt auch von der Art des Dienstes (type of service) ab, der durch die Ferneinheit angefordert wird. Wenn eine Datenverbindung anstelle einer Sprachverbindung angefordert ist, so kann das AMPS System nicht in der Lage sein, die Verbindung zu stützen oder zu unterhalten. Aus diesem Grunde muss die vorgenommene Aktion im Allgemeinen von den Fähigkeiten und dem Status der Ferneinheit abhängen. Typischerweise hat jede Ferneinheit in dem System eine Klassenbezeichnung (class designation), welche ihre Fähigkeiten festlegt. Der laufende Zustand der Ferneinheit kann durch die Basisstation abgefragt werden, und eine Entscheidung kann basierend auf der zurückgegebenen Information gemacht werden.
7 veranschaulicht die Verwendung der Detektionsregel in einer CDMA-zu-CDMA-Gleichfrequenzübergabe. Folgendes sei angenommen: eine Ferneinheit läuft vom System S₁ zum System S₂ in der C_1A/C₂ Region. Wenn die Ferneinheit sich C₂ annähert, beginnt sie das dadurch übertragene Pilotsignal wahrzunehmen. Unter Verwendung der Detektionsregel gilt Folgendes: wenn C_1A die Bezugsbasisstation ist, fordert der Selektor eine Übergabe zu einer AMPS-Basisstation an, die mit der Abdeckfläche C_1A am gleichen Ort angeordnet ist (collocated). Wie oben bemerkt, kann die harte Übergabe von einem FM AMPS-System zu einem anderen FM AMPS-System über eine viel größere körperliche Region hinweg erreicht werden, als dies für eine harte Übergabe von einem CDMA-System zu einem anderen CDMA-System gilt, welches auf der gleichen Frequenz arbeitet. Folgendes sei bemerkt: es muss eine Eins-zu-Eins-Auftragung (mapping) oder mindestens eine beträchtliche Überlappung zwischen den CDMA Basisstationsabdeckflächen und den AMPS Basisstationsabdeckflächen in den Grenzbasisstationen vorhanden sein. Wenn die Umschaltung zum FM AMPS Betrieb erfolgt ist, ist die Wahrscheinlichkeit einer harten Intersystemübergabe zwischen dem FM-System hoch.
8 veranschaulicht die Verwendung der Detektionsregel in einer CDMA-zu-CDMA-Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz. In 8 ist die Fläche entsprechend System S₂ schattiert, um anzuzeigen, dass das System S₂ mit Verkehrskanalsignalen mit der Frequenz f₂ kommuniziert, aber nicht mit Verkehrssignalen der Frequenz f₁. In 8 ist die Fläche entsprechend dem System S₁ nicht schattiert, um anzuzeigen, dass das System S, mit Verkehrskanalsignalen mit der Frequenz f₁ überträgt oder kommuniziert, aber nicht mit Verkehrskanalsignalen mit der Frequenz f₂ überträgt bzw. kommuniziert. Eine Pilot-Beacon-Einheit kann oder kann nicht in den Grenzbasisstationen des einen oder anderen Systems S₁ oder S₂ oder in beiden Systemen arbeiten. Wenn eine Pilot-Beacon-Einheit vorhanden ist, so kann die Detektionsregel verwendet werden. Wenn alternativ C_1A und C_1B die einzigen Basisstationen im Aktiven Satz werden, so kann die Hand-Down-Regel angewandt werden, sobald die Round-Trip-Verzögerungsmessung die Schwelle übersteigt. In je dem Fall könnte eine Übergabe erfolgen zu einer gemeinsam angeordneten (collocated) AMPS Basisstation innerhalb von C_1A oder C_1B.
Die Konfiguration der 8 hat einen großen Vorteil gegenüber der Konfiguration gemäß 7. 4C veranschaulicht den Vorteil der Übergabe unter Verwendung von zwei unterschiedlichen CDMA Frequenzen. 4C ist eine stark idealisierte Darstellung einer Übergaberegion, unter Verwendung von zwei unterschiedlichen CDMA-Frequenzen, gemäß dem gleichen Format wie die 4A und 4B. In 4C überträgt die Basisstation 205 keine Verkehrskanalsignale auf der gleichen Frequenz wie die Basisstation 200, wie dies durch die gestrichelten Sendepfeile dargestellt ist, die sich aus der Basisstation 205 und der Ferneinheit 155 erstrecken. Die Grenze 189 repräsentiert den Punkt bis zu dem eine zuverlässige Verbindung aufgebaut werden kann zwischen der Ferneinheit 155 und der Basisstation 200 und zwar bei der Frequenz f₁. Die Region 176 zwischen der Grenze 180 und der Grenze 189 repräsentiert die Fläche, wo die Ferneinheit 155 ein Pilotsignal von der Basisstation 205 detektieren kann, wenn die Basisstation 205 mit einer Pilot-Beacon-Einheit ausgestattet ist, während sie über die Basisstation 200 kommuniziert.
Ein Vergleich zwischen den 4B und 4C enthüllt den Vorteil der Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz. Wenn die Basisstation 205 kein Pilotsignal überträgt, gibt es keine Interferenz von der Basisstation 205 zu dem Signal zwischen der Basisstation 200 und der Ferneinheit 155. Wenn die Basisstation 205 ein Pilotsignal überträgt, so ist die Größe der Interferenz infolge des Pilotsignals von der Basisstation 205 zum Signal zwischen der Basisstation 200 und der Ferneinheit 155 signifikant kleiner als die Interferenz erzeugt dann, wenn die Basisstation 205 Verkehrskanalsignale überträgt. Daher ist die Grenze 189 viel dichter an der Basisstation 205 als die Grenze 186.
Die Grenze 181 repräsentiert den Punkt bis zu dem eine zuverlässige Verbindung aufgebaut werden kann zwischen der Ferneinheit 155 und der Basisstation 205 bei der Frequenz f₂. Die Region 178 zwischen der Grenze 181 und der Grenze 190 repräsentiert die Fläche, wo die Ferneinheit 155 ein Pilotsignal von der Basisstation 200 detektieren kann, wenn die Basisstation 200 mit einer Pilot-Beacon-Einheit ausgestattet ist, die auf einer Frequenz f₂ arbeitet, während die Nachrichtenübertragung durch die Basisstation 205 erfolgt. Wiederum sei darauf hingewiesen, dass die Grenze 181 viel näher zur Basisstation 200 liegt als zur Grenze 184. Die Region 174 zwischen der Grenze 181 und der Grenze 189 repräsentiert die Fläche, wo eine Übergabe der Nachrichtenübertragung von der Basisstation 200 mit einer Frequenz f₁ zur Basisstation 205 mit einer Frequenz f₂ oder umgekehrt erreicht werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die Region 174 viel größer ist als die Region 170 in 4B. Die größere Größe der Region 174 ist außerordentlich vorteilhaft für den harten Übergabeprozess. Die Tatsache, dass zwei unterschiedliche Frequenzen verwendet werden, beeinflusst den harten Übergabeprozess nicht sehr stark, da entweder im Falle der gleichen Frequenz oder der unterschiedlichen Frequenz die Übergabe oder der Transfer der Kommunikation oder Nachrichtenübertragung die harte "unterbreche Verbindung bevor die Verbindung hergestellt wird"-(break before make)-Übergabecharakteristik besitzt. Der einzige kleine Nachteil des Falls mit unterschiedlicher Frequenz besteht darin, dass die Ferneinheit eine gewisse Zeitgröße braucht, um den Betrieb von der ersten Frequenz auf die zweite Frequenz umzuschalten.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwenden sowohl die Basisstation als auch die Ferneinheit eine unterschiedliche Frequenz für das Senden als für den Empfang. In 4C und in anderen Figuren sowie dem die Übergabe beschreibenden Text zwischen zwei unterschiedlichen CDMA-Betriebsfrequenzen kann angenommen werden, dass sowohl die Sende- als auch die Empfangsfrequenzen unterschiedlich sind, nachdem die Übergabe vorgenommen wurde, als selbst dann, wenn der Text und die Zeichnungen sich aus Gründen der Einfachheit auf eine einzige Frequenz (wie beispielsweise die Frequenz f₁) beziehen, und die Verwendung eines Satzes von Sende- und Empfangsfrequenzen vorsehen.
Unter Bezugnahme wiederum auf 8 sei Folgendes ausgeführt: es ist nicht notwendig, dass jede Basisstation im System S₂ sich von einem Betrieb mit der Frequenz f₁ zurückhält. Es ist nur notwendig, dass die Grenzbasisstationen und möglicherweise die nächste Schicht von inneren Basisstationen im System S₂ sich vom Betrieb auf Frequenz f₁ zurückhalten. Die inneren Basisstationen im System S₂ können die Frequenz f₁ für CDMA oder FM oder TDMA oder Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen oder für irgendeine andere Funktion verwenden.
Die 9 zeigt ein noch weiteres alternatives Ausführungsbeispiel für eine Übergangsfläche (transition area) zwischen zwei Systemen. Die Konfiguration gemäß 9 erfordert die Kooperation zwischen den Serviceprovidern (den Netzbetreibern) der ersten und zweiten Systeme und findet die größte Anwendung dort, wo zwei Systeme dem gleichen Serviceprovider gehören. 9 zeigt zwei gemeinsam angeordnete (collocated) oder im Wesentlichen gemeinsam angeordnete Basisstationen B₁ und B₂, die einen CDMA-zu-CDMA-Handoff oder Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz vorsehen. Beide Basisstationen B₁ und B₂ sind bi-sektorisierte Basisstationen, die eine Abdeckung (coverage) für die Abdeckfläche 310 vorsehen. Die Basisstation B₁ des Systems S₁ liefert CDMA-Service mit einer Frequenz f₁, sowohl im Sektor α als auch im Sektor β, und die Basisstation B₂ des Systems S₂ liefert CDMA-Service in sowohl im Sektor α als auch im Sektor β mit einer Frequenz f₂.
Es sei bemerkt, dass die Abdeckfläche 310 durch eine Autobahn bzw. Highway 312 durchschnitten wird. Wenn eine Ferneinheit in die Abdeckfläche 310 vom System S₁ unter Verwendung der Frequenz f₁ läuft, wird ein weicher Standard-Intrasystem-Übergang verwendet, um die Anrufsteuerung zur Basisstation B₁, Sektor β zu übertragen. Wenn die Ferneinheit weiter die Autobahn 312 hinunterfährt, so wird ein weicher oder weicherer Übergang verwendet, um die Nachrichtenverbindung bzw. Kommunikation von der Basisstation B₁ Sektor β zur Basisstation B₂ Sektor α zu übertragen. Wenn der Sektor α der Basisstation B₁ der einzige Sektor im Aktiven Satz wird, so kommt die "Hand- Down"-Regel zur Anwendung und löst eine Übergabe zum System S₂ Sektor β der Basisstation B₂ auf Frequenz f₂ aus.
Die Übergabe für die vom System S₂ zum System S₁ fahrende Ferneinheit geschieht in ähnlicher Weise zwischen dem Sektor α der Basisstation B₂ und dem Sektor β der Basisstation B₁. Da der Sektor α der Basisstation B₁ mit dem Sektor β der Basisstation B₂ sich am gleichen Ort befindet, und der Sektor α der Basisstation B₂ sich mit dem Sektor β der Basisstation B₁ am gleichen Ort befindet, kann in jedem Falle ein harte Übergabe erfolgreich ausgeführt werden, ohne die Befürchtung, dass die Ferneinheit nicht in der Abdeckfläche der Zielbasisstation sich befindet.
Die Konfiguration der 9 besitzt mehrere Vorteile. Da die Fläche, in der die Übergabe vom System S₁ zum System S₂ ausgeführt wird, nicht die gleiche ist wie die Fläche in der Übergabe vom System S' zum System S' ausgeführt wird, wird die Wahrscheinlichkeit einer Ping-Pong-Situation minimiert. Beispielsweise gilt Folgendes: wenn die Fläche in der die Übergabe vom System S₁ zum System S₂ ausgeführt wird, im Wesentlichen die gleiche ist, wie die Fläche in der die Übergabe vom System S₂ zum System S₁ ausgeführt wird, so kann eine Ferneinheit, die in die Übergabefläche eintritt, und sodann die Bewegung stoppt oder sich innerhalb der Region bewegt, kontinuierlich eine Übergabe zu einem System vornehmen und sodann zurück zu dem anderen. Die Konfiguration der 9 führt eine sogenannte räumliche Hysterese (spatial hysteresis) ein. Sobald eine Ferneinheit den Übergang der Steuerung vom System S₁ zum System S₂ in der unteren Hälfte der Abdeckfläche 310 ausgeführt hat, wird die Ferneinheit nicht die Steuerung zurück zum System S₁ vornehmen, wenn sie nicht ihre Richtung ändert und vollständig wieder in die obere Hälfte der Abdeckfläche 310 derart eintritt, dass der Sektor α der Basisstation B₂ das einzige Mitglied des Aktiven Satzes der Ferneinheit ist.
Wie bei der Konfiguration der 8 ist es nicht notwendig, bei der Konfiguration gemäß 9, dass jede Basisstation im System S₁ von der Benutzung der Frequenz f₁ Abstand nimmt. Es ist nur notwendig, dass die Grenzbasissta tionen und möglicherweise die nächste Schicht von inneren Basisstationen im System S₂ davon Abstand nehmen, die Frequenz f₁ zu benutzen. Die inneren Basisstationen im System S₂ können die Frequenz f₁ verwenden, um CDMA oder FM oder TDMA oder Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen oder irgendeine andere Funktion auszuführen. Wie in 9 ist es nicht notwendig, dass die Basisstationen genau zwei Sektoren umfassen und eine größere Anzahl von Sektoren könnte verwendet werden.
10 zeigt eine Situation in der ein CDMA System an ein System angrenzt, welches Service unter Verwendung einer unterschiedlichen Technologie vorsieht. Diese Situation kann in ähnlicher Weise wie in der 8 gezeigt, gehandhabt werden. 10 zeigt die spezielle Topologie von Detroit Michigan, USA. Detroit stößt an einer Seite an Kanada an. Ein Fluss definiert die Grenze zwischen Detroit und Kanada. Wenige Brücken überqueren den Fluss um die zwei Länder zu verbinden.
Auf der USA-Seite des Flusses wird das CDMA-System S₁ angewandt. Auf der kanadischen Seite des Flusses wird das TDMA-System S₂ angewandt. Sowohl die USA als auch die kanadischen Seiten betreiben AMPS-Systeme zusätzlich zu den gewählten digitalen Technologien. Eine auf der Detroit-Seite des Systems fahrende Ferneinheit ist in kontinuierlicher CDMA-Abdeckung, möglicherweise in weichem und weicherem Handoff bzw. Übergabe. Wenn jedoch die Ferneinheit exklusiv in der Abdeckfläche des Sektors α der Abdeckfläche C_A oder im Sektor α die Abdeckfläche C_C zu finden ist, wird eine Übergabe zu der entsprechenden "co-lokalisierten" (in gleicher Weise angeordneten) AMPS-Basisstation ausgelöst, sobald die Round-Trip-Verzögerung eine vorbestimmte Schwelle übersteigt, und zwar unter Verwendung der Hand Down Regel. Die Ferneinheiten auf dem Wasser können nicht oder können in den CDMA Abdeckflächen verbleiben, und zwar abhängig von der gewählten RTD Schwelle. Die Netzwerkplanung muss sicherstellen, dass die Antennen richtig orientiert sind und dass die Basisstationen in der Art und Weise angeordnet sind, dass eine AMPS Basisstation in einzigartiger Weise bestimmt werden kann, und zwar basierend auf den Übergangssektoren und ferner muss die Planung derart erfolgen, dass der Anruf nicht wegfällt, wenn diese Sektoren die einzigen Sektoren in dem Aktiven Satz werden.
14 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wo die Träger, die die zwei Systeme betreiben, in der Lage sind, zwei Basisstationen gemeinsam anzuordnen. 14 ist eine graphische Darstellung. Die Abdeckfläche C_1A entspricht einer inneren Basisstation im System S₁, und zwar arbeitend auf der Frequenz f₁. Die Abdeckfläche C_1B entspricht einer Übergangsbasisstation im System S₁ und zwar arbeitend auf einer Frequenz f₁. Die Pilot Beacon P₁ ist eine Pilot-Beacon-Einheit, die auf der Frequenz f₁ arbeitet, und zwar gemeinsam angeordnet mit der Abdeckfläche C_2A. Die Abdeckfläche C_2A entspricht einer inneren Basisstation im System S₂, arbeitend mit der Frequenz f₂. Die Abdeckfläche C_2B entspricht einer Übergangsbasisstation im System S₂, und zwar arbeitend auf einer Frequenz f₂. Die Pilot-Beacon P₂ ist eine Pilot Beacon Einheit, die auf einer Frequenz f₂ arbeitet, und zwar angeordnet innerhalb der Abdeckfläche C_1A.
Auf Folgendes sei hingewiesen: in der Konfiguration der 14 muss eine harte Übergabe zwischen der Basisstation C_1B und der Basisstation C_2B ausgeführt werden, wenn eine Ferneinheit zwischen den Systemen S₁ und S₂ fährt. Da die inneren Basisstationen nicht Verkehrskanalsignale mit den Frequenzen übertragen, aus denen eine harte Übergabe gemacht wird, ist die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen der Basisstation C_1B auf der Frequenz f₁ und einer Ferneinheit angeordnet in den Abdeckflächen C_1B und C_2B hoch. In gleicher Weise ist die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen der Basisstation C_2B auf der Frequenz f₂ und einer Ferneinheit, angeordnet in den Abdeckflächen C_1B und C_2B ebenfalls hoch.
Ein Problem bei der Konfiguration gemäß 14 ist die gemeinsame Anordnung (collocation) der Abdeckflächen C_1B und C_2B. Die gemeinsame Anordnung der Basisstationen erfordert typischerweise eine gewisse Koordination zwischen den zwei Systembetreibern (system operators). Wenn zwei Systeme durch unterschiedliche Träger betrieben werden, so kann es passieren, dass die Träger eine körperliche Anlage nicht gemeinsam betreiben möchten. Auch kann die gemeinsame Anordnung Probleme hinsichtlich der Regulierungsbehörde hervorrufen. 15 ist ähnlich der 14 mit der Ausnahme, dass die Abdeckfläche C_1B und die Abdeckfläche C_2B nicht vollständig gemeinsam (collocated) sind. Die Prinzipien dieses Ausführungsbeispiels sind auf den Fall anwendbar, wo die Abdeckflächen der Basisstationen sich im Wesentlichen überlappen. Die räumliche Hystereseregion ist annähernd um die Größe geschrumpft, um die die zwei Abdeckflächen voneinander versetzt sind.
Entweder mit der 14 oder mit der 15 ist der Betrieb der gleiche und recht einfach. Die im System S₁ zum System S₂ hin fahrende oder laufende Ferneinheit steht anfänglich in Verbindung mit der Abdeckfläche C_1A unter Verwendung der Frequenz f₁. Wenn die Ferneinheit die zwei gemeinsam angeordneten Abdeckflächen annähert, wird eine weiche Übergabe mit der Frequenz f₁ verwendet, um die Nachrichtenübertragung zur Abdeckfläche C_1B zu übertragen. Wenn die Ferneinheit weiterhin zum System S₁ geht, fängt die Ferneinheit an das Pilotsignal von der Pilot-Beacon P₁ zu detektieren. Wenn der Aktive Satz nur die Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_1B enthält und/oder die Pilotsignalstärke des Pilotsignals P₁ eine bestimmte Schwelle übersteigt, wird eine harte Übergabe von der Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_1B zur Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_2B ausgeführt. Wenn die Ferneinheit ihre Bewegung zu dem System S₂ hin fortsetzt, wird der weiche Übergang verwendet für den Übergang der Nachrichtenübertragung zwischen der Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_2B und der Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_2A. Die reziproke oder umgekehrte Betriebsweise wird verwendet, um einen Handoff oder eine Übergabe vom System S₂ zum System S₁ zu vollenden.
Die Konfigurationen der 14 und 15 sind ähnlich der Konfiguration der 9 insofern, als sie ein Maß an räumlicher Hysterese einführen. Beispielsweise gilt Folgendes: die Verbindung einer Ferneinheit, die vom System S₁ zum System S₂ läuft, ist durch die gestrichelte Linie 356 repräsentiert. Es sei Folgendes bemerkt: bis die Ferneinheit den Ort, angedeutet durch Pfeil 350 erreicht, verbleibt sie im Service durch das System S₁ mit der Frequenz f₁ durch die Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_1B. In ähnlicher Weise gilt Folgendes: die Verbindung einer Ferneinheit, die vom System S₂ zum System S₁ läuft wird durch die gestrichelte Linie 354 repräsentiert. Folgendes sei bemerkt: bis die Ferneinheit die Stelle oder den Ort erreicht, der durch den Pfeil 352 angezeigt ist, verbleibt sie im Service durch die Basisstation entsprechend der Abdeckfläche C_2B. Daher hängt zwischen dem Pfeil 350 und dem Pfeil 352, der die Nachrichtenverbindung zur Ferneinheit vorsehende Service davon ab, welches System die Nachrichtenverbindung vorsah, als die Ferneinheit in die Region eintrat. Die Ferneinheit kann sich in der Region zwischen den Pfeilen 352 und 350 bewegen, ohne dass eine Übergabe zwischen den zwei Systemen erfolgt.
Unter Bezugnahme wiederum auf die 4B sei bemerkt, dass eine andere Lösung für das harte Übergabedilemma darin besteht, die Größe der harten Übergaberegion 170 zu vergrößern. Einer der Gründe, dass die Region so schmal ist, liegt an den Effekten des Fadings. Da eine innerhalb der harten Übergaberegion 170 angeordnete Ferneinheit nur Nachrichtenübertragung mit entweder Basisstation 200 oder Basisstation 205 vorsehen kann, wird dann, wenn das Signal sich abschwächt (fades) und zwar bezüglich der aktiven Basisstation aber nicht sich abschwächt bezüglich der inaktiven Basisstation, die Interferenz von der inaktiven Basisstation signifikant. Ein Verfahren zur Vergrößerung der Größe der Region und der Zuverlässigkeit der Kommunikation oder Nachrichtenverbindung innerhalb der Region besteht darin, die Größe des Fadings zu minimieren, welches durch die Ferneinheit in dieser Fläche erfahren wird. Diversität ist eine Lösungsmöglichkeit um die schädlichen Effekte des Fadings zu verringern. Es gibt drei Haupttypen für die Diversität: Zeitdiversität, Frequenzdiversität und Raumdiversität. Zeit- und Frequenzdiversität sind inhärenter Weise in einem Spreizspektrum-CDMA-System vorhanden.
Raumdiversität (space diversity), die auch Pfad- oder Bahndiversität genannt wird, wird durch Mehrfachsignalpfade eines gemeinsamen Signals geschaf fen. Die Pfaddiversität kann in vorteilhafter Weise durch Spreizspektrumverarbeitung ausgenutzt werden, und zwar durch gesonderten Empfang und gesonderte Verarbeitung der ankommenden Signale mit unterschiedlichen Fortpflanzungsverzögerungen. Beispiele der Pfaddiversitätsausnutzung sind in den folgenden US-Patenten veranschaulicht: 5,101,501, ausgegeben am 31. März 1992 mit dem Titel "SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", und 5,109,390, ausgegeben am 28, April 1992 mit dem Titel "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", beide auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Die Existenz einer Mehrfachpfadumgebung kann Pfaddiversität einem Breitband CDMA-System erteilen. Wenn zwei oder mehr Signalpfade erzeugt werden, und zwar mit unterschiedlicher Differenz oder Differentialpfadverzögerung größer als eine Ein-Chip Dauer, so können zwei oder mehr Empfänger verwendet werden, um gesondert die Signale an einer einzigen Basisstation oder an einem Ferneinheitsempfänger zu empfangen. (Das erforderliche Ein-Chip-Pfadverzögerungsdifferential oder die erforderliche Ein-Chip-Pfadverzögerungsdifferenz ist eine Funktion der Mittel, durch welche die Zeitverfolgung (time tracking) in dem Empfänger erreicht wird). Nachdem die Signale gesondert empfangen sind, können sie vor dem Decodierprozess "Diversity"-kombiniert werden. Somit wird die kombinierte Gesamtenergie von der Vielzahl der Pfade bei dem Decodierprozess verwendet, auf welche Weise die Energie und die Genauigkeit des Decodierprozesses vergrößert wird. Mehrfachpfadsignale zeigen typischerweise Unabhängigkeit hinsichtlich Abschwächung (fading), d.h. unterschiedliche Mehrfachpfadsignale schwächen sich normalerweise nicht zusammen ab, d.h. sie haben die Erscheinung des "Fading" nicht zusammen.
Wiederum auf 4B Bezug genommen sei bemerkt, dass die Basisstation 200 die aktive Basisstation ist. Wenn es zwei unterschiedliche Signalkomponenten von der Basisstation 200 gibt, die durch die Ferneinheit 155 empfangen werden, so schwächen sich die zwei unterschiedlichen Signale unabhängig oder nahezu unabhängig ab. Daher erfährt das gesamte Signal von der Basisstation 200 nicht die tiefe Abschwächung, die dann auftritt, wenn nur ein unterschiedliches Signal empfangen wird. Als Ergebnis ergibt sich Folgendes: die Wahrscheinlichkeit, dass die Signale von der Basisstation 205 das Signal von der Basisstation 200 zur Ferneinheit 155 dominieren, ist kleiner.
Statt auf die natürlich und statistisch entwickelten Mehrfachpfadsignale zu vertrauen, kann der Mehrfachpfad künstlich eingeführt werden. Eine typische Basisstation besitzt zwei Empfangsantennen und eine Sendantenne. Oftmals ist die Sendeantenne die gleiche wie einer der Empfangsantennen. Eine derartige Basistationskonfiguration ist in 12 gezeigt.
In 12 liefert ein Sender 330 ein Sendesignal an Diplexer 332, der seinerseits ein Signal an die Antenne 334 liefert. Die Antenne 334 liefert ein erstes Empfangssignal an den Anschluss 1 des Empfänger 338 und die Antenne 336 liefert ein zweites Empfangssignal an den Anschluss 2 des Empfängers 338. Innerhalb des Empfängers 338 empfangen der Anschluss 1 und der Anschluss 2 Empfangssignale, die gesondert empfangen sind und sodann kombiniert werden bevor die Decodierung zur Erreichung eines maximalen Vorteils erfolgt. Die Antenne 334 und die Antenne 336 sind derart gestaltet, dass die von jeder Antenne empfangenen Signale sich unabhängig von den Signalen, empfangen von der anderen abschwächen. Da die Empfangssignale von den Antennen 334 und 336 an unterschiedliche Empfänger geliefert werden, und nicht kombiniert werden bis die Signale innerhalb des Empfängers 338 demoduliert sind, ist es nicht kritisch, dass die an der Antenne 334 empfangenen Signale gegenüber den an der Antenne 336 empfangenen Signalen versetzt sind, und zwar durch mindestens 1 PN Chip Richtung.
Um in das System der 12 Diversität einzuführen, kann ein zweiter Diplexer verwendet werden, um das Sendesignal mit der zuvor nur Empfang ausführenden Antenne zu koppeln, und zwar über eine Verzögerungsleitung. Eine derartige Konfiguration ist in 13 gezeigt.
Gemäß 13 liefert ein Sender 330 ein Sendesignal an den Diplexer 332 und der seinerseits ein Signal an die Antenne 334 liefert. Zudem liefert der Sender 330 ein Sendesignal (welches in dem grundsätzlichsten Ausführungsbeispiel die gleichen Signale enthält, wie das ursprüngliche oder originale Sendesignal) zur Verzögerungsleitung 340 und zum Diplexer 342 und zur Antenne 336. Wie in 12 sind Antenne 334 und Antenne 336 derart konfiguriert, dass die von jeder Antenne empfangenen Signale an der Ferneinheit unabhängig sich abschwächen. Da die beiden Signale durch eine einzige Antenne an der Ferneinheit empfangen werden, müssen zusätzlich zu der Unabhängigkeit beim Abschwächen die zwei Signale zeitlich hinreichend getrennt werden, so dass die Ferneinheit gesondert die Signale unterscheiden kann. Die Verzögerungsleitung addiert eine hinreichende Verzögerung derart, dass das durch die Antenne 336 abgestrahlte Signal an der Ferneinheit mit einer Verzögerung ankommt, die größer ist als ein Chip und zwar bezüglich des Signals von der Antenne 334, so dass die Ferneinheit die Signale unterscheiden kann, und diese gesondert empfängt und demoduliert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Diversitätsbasisstationskonfiguration der 13 nur in Grenzbasisstationen verwendet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Verzögerungsleitung 340 ein Verstärkungseinstellelement auf. Das Verstärkungseinstellelement kann dazu verwendet werden, um den Pegel des Signals, der durch die Antenne 336 übertragen wird, relativ zu dem Signal einzustellen, welches durch die Antenne 334 übertragen wird. Der Vorteil dieser Konfiguration besteht darin, dass das Signal von der Antenne 336 nicht in signifikanter Weise mit anderen Signalen im System interferiert. Jedoch wird der Signalpegel von der Antenne 336 relativ zum Signalpegel von der Antenne 334 dann signifikant, wenn das Signal von der Antenne 334 sich abschwächt. Somit ist dann, wenn das Signal von der Antenne 334 eine starke Abschwächung bezüglich der Ferneinheit erfährt, das Signal von der Antenne 336 hinreichend groß, um eine zuverlässige Nachrichtenübertragung oder Kommunikation für die Dauer der Abschwächung zu erreichen oder vorzusehen.
Vorteilhafterweise kann ein Signal von der Antenne 336 nur dann geliefert werden, wenn mindestens eine Ferneinheit in dem harten Übergabebereich angeordnet ist. Dieses Verfahren kann auch bei irgendeinem der folgenden alternativen Ausführungsbeispiele verwendet werden.
Ein weiteres unterschiedliches Ausführungsbeispiel kann einen separaten Signalpfad schaffen, der einen unterschiedlichen Satz von Signalen zur Sendung über die Antenne 336 trägt. In diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die Basisstation welche Ferneinheiten Diversität benötigen (d.h. welche Ferneinheiten innerhalb der harten Übergaberegion angeordnet sind). Der Satz von Signalen, der über die Antenne 336 gesendet wird, kann allein die Verkehrskanalsignale für die Ferneinheiten aufweisen, und zwar in dem harten Übergabebereich und fördert ein Pilotsignal. Alternativ könnten die Paging- und Sync-Kanalsendungen oder Transmissionen auch umfasst sein. Wie unmittelbar darüber ausgeführt ist, kann es vorteilhaft sein, das Pilotsignal oder andere Signale von der Antenne 336 nur dann zu liefern, wenn mindestens eine Ferneinheit in dem harten Übergabebereich angeordnet ist. Die Ferneinheiten, die Diversität benötigen, könnten identifiziert werden, beispielsweise durch Detektieren der Ferneinheiten, die mehr Sendeleistung benötigen, als eine gewisse Schwelle oder basierend auf der Round-Trip-Verzögerung. Die Verwendung von zwei Sendern reduziert die Nettogröße der Sendeleistung oder der übertragenen Leistung und reduziert auf die Weise die Interferenz im System einschließlich der Interferenz mit Ferneinheiten innerhalb der harten Übergaberegion 170, die in Kommunikation mit der Basisstation 205 steht. In 13 veranschaulicht die gestrichelte Linie 348 das zweite Ausführungsbeispiel, wo zwei gesonderte Signalpfade, die einen unterschiedlichen Satz von Signalen führen, verwendet werden. Es wird angenommen, dass irgendeine Verzögerung, die zwischen den zwei Signalen notwendig ist, innerhalb des Senders 330 eingeführt wird.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass der zweite Radiator nicht mit der Basisstation am gleichen Ort (collocated) angeordnet sein muss. Er könnte auch um einen großen Abstand gesondert angeordnet sein, und könnte nahe der harten Übergabegrenze angeordnet sein. Alternativ gilt Folgendes: anstelle der Verwendung der früheren Nur-Empfangsantenne zum Übertragen des Diversitätssignals, könnte das Signal von einer unterschiedlichen „Distinct"-Antenne übertragen werden. Die „Distinct"- oder unterschiedene Antenne könnte eine stark richtungsmäßige Punktantenne sein, die Energie auf die harte Übergaberegion fokussiert.
Eine besonders vorteilhafte Konfiguration kann erreicht werden durch Verwendung eines gesonderten Signalpfads in Verbindung mit einer unterschiedlichen oder „Distinct"-Antenne. In diesem Falle kann mehr Diversität dadurch erreicht werden, dass man dem Signal welches verwendet werden soll durch die unterschiedliche oder „Distinct"-Antenne eine unterschiedliche PN-Versetzung zuweist, als die PN-Versetzung, die nominell dem Sender oder Transmitter 330 zugeordnet wird. Auf diese Weise führt die Basisstation eine weichere Übergabe dann durch, wenn die Ferneinheit in die Abdeckfläche der unterschiedlichen Antennen eintritt. Die Verwendung einer unterschiedlichen (distinct) PN-Versetzung ist zweckmäßig bei der Identifizierung wann die Ferneinheit in der harten Übergaberegion angeordnet ist. Die Ausführungsbeispiele, die oben beschrieben wurden, können mit unterschiedlichen Topologien verwirklicht werden, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen.
Es sei bemerkt, dass es verschiedene Verfahren gibt, mittels derer Diversität in das System eingeführt werden kann. Beispielsweise können die Effekte des Fadings dadurch minimiert werden, dass man die Phase des Signals von der Diversitätsantenne schwankend (vacillation) vorsieht. Die Vacillation der Phase unterbricht die Ausrichtung von Amplitude und Phase der Mehrfachpfadsignale, die eine tiefe Abschwächung in einem Kanal erzeugen können. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist in dem US-Patent 5,437,055 mit dem Titel "„ANTENNA SYSTEM FOR MULTIPATH DIVERSITY IN AN INDOOR MICROCELLULAR COMMUNICATION SYSTEM", ausgegeben am 25. Juli 1996 beschrieben. Dieses Patent ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Die schädlichen Effekte des Fadings können weiter dadurch gesteuert oder kontrolliert werden, und zwar in einem gewissen Ausmaß in einem CDMA-System durch Steuerung der Sendeleistung. Eine Abschwächung (fade), welche die durch die Ferneinheit empfangene Leistung von der Basisstation vermindert, kann kompensiert werden durch Erhöhen der Sendeleistung durch die Basisstation. Die Leistungssteuerfunktion arbeitet entsprechend einer Zeitkonstanten. Abhängig von der Zeitkonstanten der Leistungsregelschleife und der Länge der Zeit einer Abschwächung (fade) kann das System die Abschwächung durch Erhöhen der Sendeleistung der Basisstation kompensieren. Der von der Basisstation zu einer Ferneinheit gesendete nominale Leistungspegel könnte erhöht werden, wenn die Ferneinheit sich in der Region befindet, in der eine harte Übergabe ausgeführt werden kann. Wiederum könnten die eine erhöhte Leistung benötigenden Ferneinheiten identifiziert werden, beispielsweise basierend auf der Round-Trip-Verzögerung oder durch Bericht eines eine Schwelle übersteigenden Pilotsignals. Dadurch, dass nur die zu den „bedürftigen" Ferneinheiten übertragene Leistung erhöht wird, wird die Nettomenge an Sendeleistung reduziert, auf welche Weise die gesamte Interferenz im System reduziert wird.
Wie oben in Verbindung mit 3 bemerkt, ist eine Situation in der eine harte Übergabe auszuführen ist eine Situation, in der eine Ferneinheit die Frequenz auf der sie arbeitet innerhalb eines einzigen Systems ändern muss. Beispielsweise kann eine solche Übergabe vorgenommen werden, um die Interferenz mit einer Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung zu vermeiden, die in Koexistenz mit dem CDMA-Kommunikationssystem arbeitet, oder aber um sämtliche Verkehrskanalsignale auf eine einzige Frequenz derart zu übertragen, dass eine CDMA-zu-CDMA-Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz an der Grenze des Systems auftreten kann. In 3 ist eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 150 gezeigt, und zwar zwischen einer Mikrowellenrichtantenne (directional microwave antenna) 130 und einer Mikrowellenrichtantenne 135. Da die Mikrowellenrichtantenne 130 und die Mikrowellenrichtantenne 135 stark ausgerichtet sind (highly directional) besitzt die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 ein sehr schmales Feld. Insofern können die anderen Basisstationen des Systems, wie beispielsweise die Basisstationen 115, 120 und die Sektoren 50, 70 und 80 ohne Interferenz mit der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 arbeiten.
In dem Beispiel des bevorzugten Ausführungsbeispiels werden die CDMA-Signale mit Mikrowellenfrequenzen gesendet, und daher besteht Interferenz der das System schneidenden Punkt-zu-Punkt-Verbindung nur, wenn es auch auf der Mikrowellenfrequenz arbeitet. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindung kann in dem allgemeinsten Ausführungsbeispiel auf Frequenzen arbeiten, die höher oder tiefer liegen als diejenigen, die im Allgemeinen als Mikrowellenfrequenzen bezeichnet werden.
Obwohl die zuvor beschriebenen Verfahren bei einer derartigen harten Übergabe anwendbar sein können, hat die typische intrasystemharte Übergabe einen Vorteil gegenüber der intersystemharten Übergabe insofern als die zwei Basisstationen, zwischen denen die Übergabe vollständig gemacht werden muss, durch den gleichen Controller gesteuert sind. 11 zeigt eine alternative Konfiguration zum Vorsehen einer CDMA-zu-CDMA-Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz unter Verwendung einer einzigen Mehrfachsektoren besitzenden Basisstation. Sowohl die Basisstation B_1A als auch die Basisstation B_1B besitzen zwei, als Sektoren α und β bezeichnete, direktionale Sektoren. In der Basisstation B_1A arbeiten die Sektoren α und β auf der Frequenz f₁. In der Basisstation B_1B arbeiten die Sektoren α und β auf der Frequenz f₂. Beide Basisstationen B_1A und B_1B besitzen einen omnidirektionellen (in alle Richtungen weisenden) Sektor γ, der mit einer Frequenz arbeitet, die unterschiedlich ist von derjenigen der direktionellen Sektoren in dieser Basisstation. Beispielsweise arbeitet in der Basisstation B_1A der Sektor γ auf der Frequenz f₂ und in der Basisstation B_1B arbeitet der Sektor γ auf der Frequenz f₁.
11 verwendet die „Hand-Down" Regel. Die onmidirektionellen Sektoren γ sind als Grenzsektoren markiert, mit einer Round-Trip-Verzögerungsschwelle von 0, was Folgendes bedeutet: wenn einer der γ Sektoren die einzige Basisstation in dem Aktiven Satz ist, so wird eine Übergabe unmittelbar ausgelöst, unabhängig davon, was die Round-Trip-Verzögerung ist. Es sei bemerkt, dass die γ Sektoren nicht tatsächlich Grenzsektoren zwischen zwei Systemen sind, aber aus der Perspektive der Ferneinheit ist die vorgenommene Aktion die gleiche. Wenn die Ferneinheit in die Basisstation B_1A von einer anstoßenden Abdeckfläche innerhalb des Systems S₁ mit der Frequenz f₁ läuft, so wird die weiche Übergabe verwendet, um die Kommunikation oder die Nachrichtenübertragung mit dem Sektor α der Basisstation B_1A aufzunehmen und eine weiche oder weichere Übergabe wird verwendet, um den Transfer der Verbindung zum Sektor β der Basisstation B_1A vorzunehmen. Die weiche Übergabe wird sodann verwendet, um die Übergabe der Verbindung zum Sektor γ der Basisstation B_1B vorzunehmen, die als eine Grenzbasisstation markiert ist. Sobald der Sektor γ der Basisstation B_1B das einzige Mitglied des Aktiven Satzes wird, wird eine harte Übergabe vom Sektor γ der Basisstation B_1B zum Sektor β der Basisstation B_1B vorgenommen.
Es sei darauf hingewiesen, dass diese Konfiguration auch eine räumliche Hysterese (spatial hysteresis) einführt insofern als dann, wenn der Betrieb (operation) auf die Frequenz f₂ übertragen ist, der Betrieb (operation) nicht zurück zur Frequenz f₁ transferiert wird, wenn nicht die Ferneinheit in die Abdeckfläche des Sektors γ der Basisstation B_1A in einem solchen Ausmaß eintritt, dass sie das einzige Mitglied des Aktiven Satzes wird. Es sei ferner auf Folgendes hingewiesen: die Wahl des Verwendens von drei unterschiedlichen Sektoren beruht auf der Tatsache, dass die meisten mehrere Sektoren aufweisenden Basisstationen (multi-sectored base stations) drei Sektoren aufweisen, und daher unterstützt das verfügbare Basisstationsgerät typischerweise drei Sektoren. Insofern macht eine Konstruktion unter Verwendung von drei Sektoren praktischen Sinn. Natürlich könnte auch eine größere oder eine kleinere Anzahl von Sektoren verwendet werden.
Es gibt zwei unterschiedliche Typen von Situationen in denen eine derartige Konfiguration verwendet werden kann. Die Konfiguration gemäß 11 kann an einer Stelle verwendet werden, wo der gesamte Verkehr Frequenzen ändern muss. In einem solchen Falle verwenden Basisstationen zur linken der Basisstation B_1A nicht die Frequenz f₂ und die Basisstationen zur Rechten der Basisstation B_1B verwenden nicht die Frequenz f₁. In einem derartigen Falle müssen alle Ferneinheiten, die von einer Seite eintreten und von der anderen Seite austreten, die Übergangsfrequenzen verwenden. In einer alternativen Situation verwenden die Basisstationen zur Rechten der Basisstation B_1B nur die Frequenz f₂, und zwar als Beispiel weil eine Mikrowellenverbindung die Verwendung der Frequenz f₁ in diesem Gebiet oder dieser Fläche verbietet. Die Basisstationen zur Linken der Basisstation B_1A können jedoch auf der einen Frequenz f₁ oder der anderen Frequenz f₂ arbeiten. In einem derartigen Fall können entweder alle, einige oder keine der Ferneinheiten, die von der Basisstation B_1B zu der Basisstation B_1A laufen, den Übergang von Frequenz f₂ zur Frequenz f₁ ausführen.
Eine zweite sehr schwierige Methode des Behandelns von Punkt-zu-Punkt Mikrowellenverbindungen oder anderen Flächen bzw. Gebieten wo ein Teil des Spektrums geklärt oder gelöscht sein muss, ist in 16 veranschaulicht. In 16 ist ein „Konus des Schweigens" (Cone of Silence) um eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 konstruiert, wie dies durch die Strahlen 364 und 366 gezeigt ist. Der Konus des Schweigens ist ein Pilotsignal, das als ein Bezugssignal für die Ferneinheiten wirkt, die es detektiert. Wenn eine Ferneinheit die Detektion eines Pilotsignals entsprechend dem Konus des Schweigens berichtet, so weiß der Systemcontroller dass das Pilotsignal eine Konus des Schweigens Anzeige ist, und nicht ein kräftiges oder verfügbares Kandidatenpilotsignal. Der Systemcontroller verwendet den Empfang des Pilotsignals entsprechend dem Konus des Schweigens als einen Stimulus, um eine harte Übergabe zu initiieren. Typischerweise wird die Übergabe in einer Intrasystem CDMA-zu-CDMA-Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz ausgeführt, obwohl andere Arten von Handoff bzw. Übergabe ausgeführt werden können.
Ein interessanter Aspekt des Konus des Schweigens besteht darin, dass das Konus-des-Schweigens Pilotsignal nicht mit irgendeiner Basisstation im Besonderen assoziiert ist. Typischerweise wird das Konus-des-Schweigens- Pilotsignal durch eine Pilot Beacon Einheit erzeugt, die mit den direktionellen Mikrowellenantennen 130, 135 co-angeordnet (collocated) ist. Es gibt zwei unterschiedliche Konus-des-Schweigens-Topologien, die verwendet werden können. Die erste Topologie ist in 16 gezeigt, wobei Strahlen 364, 366 tatsächlich schmale Sendebänder sind, die jede Seite der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung schützen. In der zweiten Topologie gemäß 17 definieren die Strahlen 360, 362 Kanten der Pilotsignalsendeabdeckfläche. In 17 überlappen sich tatsächlich die Pilotsignalabdeckfläche und die Abdeckfläche der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 in der gleichen Region. Typischerweise werden die Strahlen 364, 366 durch zwei gesonderte Antennen erzeugt, und zwar unterschiedlich von der Mikrowellenantenne. Die Strahlen 360 und 362 können durch die gleiche Antenne als ein Mikrowellensignal erzeugt werden, eine unterschiedliche aber identische Antenne oder eine Antenne, die eine etwas breitere Abdeckfläche als die Mikrowellenantenne definiert.
Die erste Topologie in 16 hat den Vorteil, dass die Konus-des-Schweigens-Pilotsignale nicht mit der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung in Interferenz geraten, selbst wenn die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung auf der gleichen Frequenz arbeitet wie das Konus-des-Schweigens-Pilotsignal. Die erste Topologie hat den Nachteil, dass dann, wenn die Ferneinheit durch die Pilotsignalstrahlen des Konus des Schweigens läuft ohne die Signale zu detektieren und ohne die Frequenz zu ändern, die Verbindung fallengelassen werden kann, oder die Verbindung fortgesetzt werden kann, und Interferenz erzeugen kann für die Punkt-zu-Punkt Mikrowellenverbindung. Auch wenn Leistung an die Ferneinheit angelegt wird, während sie sich innerhalb der Strahlen 364 und 366 befindet, ist die Ferneinheit nicht in der Lage die Pilotsignale zu detektieren, und kann Interferenz mit der Mikrowellenverbindung verursachen.
Die Mikrowellenverbindung kann bi-direktionell sein, und insofern kann der Betrieb der Verbindung zwei CDMA-Frequenzkanäle erfordern. In einem Ausführungsbeispiel sind zwei CDMA-Rückwärtsverbindungskanäle klargestellt, um die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung unterzubringen. Zwei unterschiedliche Vorwärtsverbindungspilotsignale des Konus des Schweigens werden in der Abdeckfläche des Konus des Schweigens zu jedem der zwei Rückwärtsverbindungskanäle gesendet, die für die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung klargestellt sind. Auf diese Weise können zwei Pilotsignale über der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungsabdeckfläche liegen, ohne mit der tatsächlichen Kommunikation zwischen den zwei Richtungsantennen infolge der Frequenzdiversität zu interferieren.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel kann das Pilotsignal in der Lage sein, mit der gleichen Frequenz mit der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung zu koexistieren, ohne eine signifikante Interferenzgröße für die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung zu bilden. Das CDMA-Pilotsignal ist ein breitbandiges, eine niedrige Leistung besitzendes Spreizspektrumsignal. Diese Art von Signal wird als einfaches Gaußsches Rauschen durch andere Arten von Kommunikationssystemen empfunden. Die inhärenten CDMA-Signaleigenschaften machen es in einzigartiger Weise geeignet zur Koexistenz mit anderen Kommunikationssystemen ohne eine signifikante Interferenz aufzuweisen.
Die Distanz oder der Abstand zwischen zwei Punkt-zu-Punkt Mikrowellenverbindungsantennen kann viel größer sein als der Abstand zwischen einer typischen Basisstation und der Kante der Abdeckfläche, die sie definiert. Daher kann die Verzögerung mit der die Ferneinheit das Pilotsignal des Konus des Schweigens aufnimmt, signifikant länger sein als die Verzögerung, die typischerweise mit einem Zellularsystem assoziiert ist. Insofern kann es notwendig sein, dass das Konus-des-Schweigens-Pilotsignal als eines eines Satzes von aufeinanderfolgenden Pilotsignalversetzungen (consecutive pilot signal offsets) erkannt wird. Beispielsweise kann die in das Konus-des-Schweigens Pilotsignal eingeführte Verzögerung größer sein als die normale Versetzung (normal offset) zwischen dem Pilotsignal, was bewirkt, dass die empfundene Pilotsignalversetzung auf die nächstfolgende Pilotsignalversetzung aufgetragen wird. Diese Art des Betriebs ist typischerweise kein Problem, da das typische System nur jede siebte oder achte PN-Versetzung nutzt. Der Satz von Versetzungen bei denen die Konus-des-Schweigens-Pilotsignale erwartet werden, kann zu dem Nachbarsatz hinzuaddiert werden, so dass die Ferneinheit nach diesen Signalen in der gleichen Weise sucht, wie es nach den anderen Nachbarlisteneinträgen sucht.
Bei Detektion des Konus des Schweigens Pilotsignals hängt die Aktion, die darauffolgend bei den Basisstationen vorgenommen wird, davon ab, mit welchen aktive Kommunikation etabliert ist. Da das gleiche Konus-des-Schweigens-Pilotsignal viele Basisstationsabdeckflächen durchqueren kann, liefert das Pilotsignal selbst sehr wenig Information hinsichtlich des Ortes der Ferneinheit oder der Aktion, die vorgenommen werden muss. Die Basisstation und die Frequenz auf die der Handoff bzw. die Übergabe gemacht werden sollte, basiert auf den Mitgliedern des Aktiven Satzes zur Zeit zu der das Pilotsignal wahrgenommen wird. Auch die Aktion, die vorgenommen werden soll, könnte durch die Mitglieder der Aktiven und Kandidatensätze bestimmt sein. Zusätzlich könnte die vorzunehmende Aktion auf der wahrgenommenen PN-Versetzung des Konus-des-Schweigens-Pilotsignals basiert sein. Es kann auch vorteilhaft sein, die vorzunehmende Aktion so lange zu verschieben, bis die Signalstärke des Konus des Schweigens Pilotsignals eine zweite höhere Schwelle überschreitet. Da das Konus-des-Schweigens-Pilotsignal so wenig Information liefert, kann die gleiche Pilotsignalversetzung (pilot signal offset) im ganzen System verwendet werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen zu schützen. In 16 können sämtliche Strahlen 364 und 366 mit der gleichen oder auf vier unterschiedlichen PN Versetzungen arbeiten.
Wenn die Distanz zwischen zwei Punkt-zu-Punkt Mikrowellenverbindungsantennen zu lang wird, kann es notwendig sein, einen Wiederholer oder Repeater zu verwenden, um die Abdeckung des Pilotsignals zu erweitern. Ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Vorsehen eines Repeaters ist in einem CDMA-System im Einzelnen im US Patent Nr. 6,108,3.. beschrieben, und zwar unter dem Titel „Same Frequency, Time-Division-Duplex Repeater". Die ses Patent hat einen Anmeldetag vom 31. August 1995 und ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Alternativ kann ein Serie von Antennen vorgesehen sein, die die gleichen oder unterschiedlichen Versetzungspilotsequenzen (offset pilot sequences) vorsehen, und zwar eingebaut entlang des Pfades der Mikrowellenlänge um die Konus-des-Schweigens-Fläche schmäler und präziser und zuverlässiger zu definieren.
Viele der Konzepte der vorliegenden Erfindung können kombiniert werden. Beispielsweise können die Detektions- und „Hand-Down"-Regeln in Verbindung mit den körperlichen Abdeckflächenkonfigurationen verwendet werden, die sowohl die räumliche Hystese für das Intrasystem als auch das Intersystem vorsehen. Die Regeln können auch kombiniert werden mit anderen Netzwerkplanungskonfigurationen, um maximale Vorteile zu erlangen, wie beispielsweise die Verwendung eines CDMA-zu-CDMA Handoffs bzw. einer CDMA-zu-CDMA Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz. Die Parameter, welche den weichen Übergabeprozess steuern, können verbessert werden, um die Anzahl der Mitglieder der Kandidaten und Aktiven Sätze zu erhöhen. Auch das Atmen der Basisstation kann ebenfalls erhöht werden. Das messungsgeleitete harte Übergabekonzept für die Ferneinheit (remote unit measurement directed hard handoff concept) kann mit körperlichen Abdeckflächenkonfigurationen kombiniert werden, die sowohl die räumliche Hystese für das Intrasystem als auch das Intersystem vorsehen. Auch kann die Kombination mit anderen Netzwerkplanungskonfigurationen erfolgen, um maximalen Vorteil zu erlangen, wie beispielsweise die Verwendung der CDMA-zu-CDMA-Übergabe mit unterschiedlicher Frequenz.
Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wurde vorgesehen, um jeden Fachmann in die Lage zu versetzen, die vorliegende Erfindung zu verwenden. Die verschiedenen Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele sind dem Fachmann ohne Weiteres klar, und die allgemeine Prinzipien die hier definiert sind, können bei anderen Ausführungsbeispielen ohne erfinderisch tätig zu werden, verwendet werden. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ihr breitester Bereich wird durch die Ansprüche definiert.

Claims

Ein Verfahren zum Vorsehen von Kommunikationen zwischen einer entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) und einer ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) in einem Kommunikationsnetzwerk, in dem ein Netzwerkbenutzer unter Verwendung der entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) mit anderen Benutzern über zumindest eine Basisstation kommuniziert, wobei das Kommunikationsnetzwerk die erste Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) mit einem ersten Versorgungsbereich und eine zweite Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) mit einem zweiten Versorgungs- bzw. Abdeckungsbereich enthält, wobei das Verfahren zum Vorsehen von Kommunikationen dient, wenn die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) gleichzeitig in den ersten und zweiten Versorgungsbereichen ist, und wobei keine Kommunikation zwischen der zweiten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) und der entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) aufgebaut ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Erzeugen eines ersten Aktivkommunikationssignals an der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205), das für die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) bestimmt ist; Senden (330) des ersten Aktivkommunikationssignals von der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) von einer ersten Antenne (334); Verzögern (340) des ersten Aktivkommunikationssignals um ein erstes verzögertes Aktivkommunikationssignal zu erzeugen; und Senden (330) des ersten verzögerten Aktivkommunikationssignals von der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) von einer zweiten Antenne (336), wobei die zweite Antenne (336) so konfiguriert ist, dass das erste Aktivkommunikationssignal und das erste verzögerte Aktivkommunikationssignal unterschiedlich faden bzw. einen Schwund erfahren, und zwar gemäß einer Wahrnehmung durch die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155), gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Identifizieren, dass die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet; und Senden (330) des ersten verzögerten Aktivkommunikationssignals von der zweiten Antenne (336), wenn die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Aktivkommunikationssignal mit einem erhöhten Pegel gesendet wird (330) im Vergleich zu einem Satz von anderen Aktivsignalen, die von der ersten Antenne (334) gesendet werden, wenn sich die entfernte Einheit bzw. Ferneinheit (18, 30, 125, 155) in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das erste Aktivkommunikationssignal ein Spreizspektrumsignal ist, das mit einer Serie von Pseudozufalls-Rauschchips gespreizt wird, wobei jeder Chip hiervon eine festgelegte Dauer besitzt; und das erste verzögerte Aktivkommunikationssignal um zumindest eine festgelegte Dauer verzögert (340) wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Antenne (336) sich in der Nähe oder innerhalb des zweiten Versorgungsbereichs befindet und nicht an der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste verzögerte Aktivkommunikationssignal von der zweiten Antenne (336) mit einem niedrigeren Leistungspegel als das erste Aktivkommunikationssignal gesendet (330) wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Senden (330) von der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) des ersten verzögerten Aktivkommunikationssignals von der zweiten Antenne (336) nur ausgeführt wird, wenn zumindest eine entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) in der Nähe des zweiten Versorgungsbereichs angeordnet ist.
Ein Verfahren zum Vorsehen von Kommunikationen zwischen einer entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) und einer ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) in einem Kommunikationsnetzwerk, in dem ein Netzwerkbenutzer mittels der entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) mit anderen Benutzern über zumindest eine Basisstation kommuniziert, wobei das Kommunikationsnetzwerk die erste Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) mit einem ersten Versorgungs- bzw. Abdeckungsbereich und eine zweite Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) mit einem zweiten Abdeckungsbereich beinhaltet, wobei das Verfahren zum Vorsehen von Kommunikationen dient, wenn die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich gleichzeitig in den ersten und zweiten Versorgungsbereichen befindet, und wobei Kommunikation nicht zwischen der zweiten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) und der entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) aufgebaut ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Erzeugen eines ersten Aktivkommunikationssignals mit der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205), das für die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) bestimmt ist; Senden (330) des ersten Aktivkommunikationssignals von der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) von einer ersten Antenne (334); Senden des ersten Aktivkommunikationssignals von der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) von einer zweiten Antenne (336); Zusammenkoppeln der ersten und zweiten Antennen (334, 336) um den ersten Versorgungsbereich zu bilden; Verändern der Phase der zweiten Antenne (336) relativ zu der Phase der ersten Antenne (334) über die Zeit hinweg, und zwar mit einer Rate, die ausreichend ist um einen Signalschwundverlust, wahrgenommen durch die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) zu reduzieren, gekennzeichnet durch Identifizieren, dass die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) in dem zweiten Versorgungsbereich angeordnet ist; und Senden (330) des ersten Aktivkommunikationssignals von der zweiten Antenne (336), wenn die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erste Aktivkommunikationssignal ein Spreizspektrumsignal ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Identifizieren das Messen an der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) einer Umlaufverzögerung (round trip delay) des ersten Aktivkommunikationssignals aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Identifizieren Folgendes aufweist: Messen an der entfernten Einheit (18, 30, 125, 155) eines Signalpegels des ersten Aktivkommunikationssignals; und Berichten durch die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) des Signalpegels zu der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Antenne (336) eine hochdirektionale Spot-Antenne ist, mit einem Versorgungsbereich, der sich in der Nähe oder innerhalb des zweiten Versorgungsbereichs befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, das Folgendes aufweist: Senden (330) eines Pilotsignals von der zweiten Antenne (336) nur dann, wenn zumindest eine entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich innerhalb des zweiten Versorgungsbereichs befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erste Aktivkommunikationssignal von der zweiten Antenne (336) mit einem niedrigeren Leistungspegel gesendet wird als das erste Aktivkommunikationssignal, das von der ersten Antenne (334) gesendet (330) wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das Folgendes aufweist: Senden (330) eines Pilotsignals von der zweiten Antenne (336).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei das erste Aktivkommunikationssignal von der ersten Antenne (334) mit einem erhöhten Pegel im Vergleich zu einem Satz von anderen Aktivkommunikationssignalen, die von der ersten Antenne (334) gesendet werden, gesendet wird, wenn sich die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin Folgendes aufweist: Senden eines Page- und Sync-Kanalsignals und eines Pilotsignals von der zweiten Antenne (336) von der ersten Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205).
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, das Folgendes aufweist: Senden (330) des Pilotsignals von der zweiten Antenne (336) mit einem unterschiedlichen PN-Offset bzw. -Versatz als ein erstes Pilotsignal, das von der ersten Antenne (334) gesendet (330) wird.
Ein Kommunikationsnetzwerk, das Folgendes aufweist: eine erste aktive bzw. Aktivbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205), die einen ersten Versorgungsbereich definiert, wobei die erste Aktivbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) Folgendes aufweist: eine erste Antenne (334) zum Senden eines ersten Aktivkommunikationssignals; eine zweite Antenne (336) zum Senden eines zweiten Aktivkommunikationssignals, und eine Verzögerungsleitung (340), die sich zwischen den ersten und zweiten Antennen (334, 336) befindet, so dass das zweite Aktivkommunikationssignal zeitlich bezüglich dem ersten Aktivkommunikationssignal versetzt ist; und eine zweite Zielbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205), die einen zweiten Versorgungsbereich definiert; und eine entfernte Einheit bzw. Ferneinheit (18, 30, 125, 155), die sich innerhalb des ersten und zweiten Versorgungsbereichs befindet und betriebsmäßig die ersten und zweiten Aktivkommunikationssignale empfängt, gekennzeichnet durch Mittel zum Identifizieren, dass die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet; und Mittel zum Senden (330) des zweiten Aktivkommunikationssignals von der zweiten Antenne (336), wenn die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Ein Kommunikationsnetzwerk, das Folgendes aufweist: eine erste Aktivbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205), die einen ersten Versorgungsbereich definiert, wobei die erste Aktivbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) Folgendes aufweist: eine erste Antenne (334) zum Senden eines ersten Aktivkommunikationssignals; eine zweite Antenne (336) zum Senden eines zweiten Aktivkommunikationssignals; und einen Phasenschwankungsmechanismus, der zwischen den ersten und zweiten Antennen (334, 336) zwischengeordnet ist, um so Signalschwundverlust, wahrgenommen von dem ersten Versorgungsbereich, zu reduzieren; eine zweite Zielbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205), die einen zweiten Versorgungsbereich definiert; und eine entfernte Einheit (18, 30, 125, 155), die sich innerhalb der ersten und zweiten Versorgungsbereiche angeordnet befindet und betriebsmäßig die ersten und zweiten Aktivkommunikationssignale empfängt, gekennzeichnet durch Mittel zum Identifizieren, dass die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet; und Mittel zum Senden (330) des zweiten Aktivkommunikationssignals von der zweiten Antenne (336), wenn die entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 18 oder 19, wobei die zweite Antenne (336) sich in der Nähe oder innerhalb des zweiten Versorgungsbereichs befindet und sich nicht innerhalb der ersten aktiven Basisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) angeordnet befindet.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die zweite Antenne (336) betriebsmäßig das zweite Aktivkommunikationssignal sendet, und zwar nur dann wenn zumindest eine entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in der Nähe oder innerhalb des zweiten Versorgungsbereichs befindet.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Mittel zum Senden (330) betriebsmäßig das zweite Aktivkommunikationssignal mit einem niedrigeren Leistungspegel als das erste Aktivkommunikationssignal senden.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die zweite Antenne (336) eine hochgradig direktionale Spot-Antenne ist mit einem Versorgungsbereich, der sich in der Nähe oder innerhalb des zweiten Versorgungsbereichs befindet.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Mittel zum Senden (330) betriebsmäßig die erste Aktivkommunikation mit einem erhöhten Pegel im Vergleich zu einem Satz von anderen Aktivsignalen senden, die von der ersten Antenne (334) gesendet werden, wenn sich die entfernte Einheit in dem zweiten Versorgungsbereich befindet.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die Mittel zum Senden (330) betriebsmäßig ein Pilotsignal von der zweiten Antenne (336) mit einem unterschiedlichen PN-Offset bzw. -Versatz als ein erstes Pilotsignal gesendet (330) von der ersten Antenne (334), senden.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die zweite Antenne (336) betriebsmäßig ist um ein Pilotsignal abzustrahlen.
Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 26, wobei die zweite Antenne (336) betriebsmäßig das Pilotsignal nur sendet, wenn zumindest eine entfernte Einheit (18, 30, 125, 155) sich in dem zweiten Versorgungsbereich angeordnet befindet.
Kommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei die erste Aktivbasisstation (12–16, 40, 60, 100–120, 150, 165, 200, 205) betriebsmäßig einen Page- und Sync-Kanal von der zweiten Antenne (336) sendet.