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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Mobilkommunikationssystem
und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen eines
Handoff.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Im
Allgemeinen unterteilt ein Mobilkommunikationssystem zur effektiven
Verwaltung von Frequenzressourcen ein Funknetz in kleine Zellenbereiche,
und eine Mobilstation wird mit einem Dienst von einer Basisstation
in einer Zelle, zu der sie gehört,
versorgt. Wenn sich eine Mobilstation von einer Zelle in Gebrauch
zu einer anderen Zelle bewegt, wird ein Handoff ausgeführt, damit
die Mobilstation durchgängigen
Dienst sicherstellen kann.
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Wie
oben ausgeführt
worden ist, führt
ein Mobilkommunikationssystem einen Handoff durch, um einen Anruf
aufrecht zu erhalten, wenn sich eine Mobilstation von einer Zelle
zu einer anderen Zelle bewegt. Handoffs werden allgemein in weiche
Handoffs und harte Handoffs unterteilt. In Bezug auf den weichen
Handoff wird ein Dienst gleichzeitig durch einen Kanal bereitgestellt,
der von einer benachbarten Handoff-Ziel-Basisstation zugewiesen wird, und einen
Kanal, der durch eine Dienst-Basisstation zugewiesen wird, und danach wird
der Kanal von der Dienst-Basisstation getrennt, wenn die Kanalqualität der Dienst-Basisstation
schlechter oder geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert wird.
In Bezug auf den harten Handoff gilt: Wenn die Kanalqualität der Dienst-Basisstation
während
eines Anrufes schlechter oder geringer wird als ein Schwellenwert, wird
der Kanal zu der Dienst-Basisstation getrennt, und danach wird ein
neuer Kanal von einer benachbarten Basisstation zugewiesen.
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1 veranschaulicht
eine Gesamtsystemstruktur eines Mobilkommunikationssystems. Unter
Bezugnahme auf 1 kommunizieren eine Vielzahl
von Mobilstationen (MS) 111-11n, die zu einer
Zelle gehören, mit
einer entsprechenden Basisstation (BS). Eine Vielzahl von Basisstationen 121-12n werden
durch einen entsprechenden Basisstations-Kontroller (BSC) 131 gesteuert.
Eine Vielzahl von Basisstations-Kontrollern 131-13n werden
durch einen Mobilstations-Kontroller (MSC) 141 gesteuert.
Wenn eine Mobilstation 111 versucht, einen Drahtteilnehmer 161 in
einem öffentlichen
Selbstwählferndienstnetz
(PSTN, SWFD) 151 über
ein Funknetz (BS, BSC, MSC) anzurufen, richtet das Mobilvermittlungsnetz 141 einen
Kommunikationskanal ein, indem es die Mobilstation 111 über das öffentliche
Selbstwählferndienstnetz
(PSTN, SWFD) 151 mit dem Drahtteilnehmer 161 verbindet.
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2 veranschaulicht
die Veränderung
der Signalleistung, die von einer Dienst-Basisstation BS1 und einer benachbarten
Basisstation BS2 empfangen wird, wenn sich eine Mobilstation von
einer Position „a" zu einer Position „b" in einem Überlandbereich
bewegt, in dem sich der Dienst-Bereich CELL1 der Dienst-Basisstation
BS1 mit einem Dienst-Bereich CELL2 der benachbarten Basisstation
BS2 überschneidet.
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Der
weiche Handoff wird unter der Kontrolle eines Basisstations-Kontrollers
(nicht gezeigt) durchgeführt,
wenn sich die Mobilstation in dem Überlandbereich befindet, in
dem sich der Dienst-Bereich CELL1 der BS1 und der Dienst-Bereich
CELL2 der BS2 gegenseitig überlappen.
Das heißt,
die Mobilstation, die gegenwärtig
mit einem Dienst von der BS1 versorgt wird, detektiert die Leistung
eines Signals von der BS2, und wenn entschieden wird, dass der detektierte
Wert größer ist
als ein vorbestimmter Schwellenwert T_ADD, sendet sie den detektierten
Wert an einen Basisstations-Kontroller. Der Basisstations-Kontroller
entscheidet danach, ob die BS2 gegenwärtig zur Verfügung steht,
um einen Kanal zwischen der BS2 und der Mobilstation zuzuweisen. Wenn
ein Kanal für
die BS2 zugewiesen wird, stellen die BS1 und die BS2 gleichzeitig
einen Dienst an die Mobilstation über jeweilige zugewiesene Kanäle bereit.
Wenn sich die Mobilstation zwischenzeitlich kontinuierlich auf die
BS2 zu bewegt (das heißt
von dem Punkt A zu dem Punkt B), erreicht die Mobilstation schließlich eine Position,
an der die von der BS1 empfangene Signalleistung unter einen zuvor
bestimmten Abwurfschwellenwert T_drop für Handoff abfällt. Bei
Erreichen eines Signals von der BS1 an dem Abwurfschwellenwert wirft die
Mobilstation die BS1, die gegenwärtig
in Betrieb ist, ab und wird nur von der BS2 mit einem Dienst versorgt. In
diesem Punkt wirft die Mobilstation die BS1 nicht unmittelbar, nachdem
die empfangene Signalleistung unter den Schwellenwert T_drop abfällt, ab,
sondern erst nach einer Verzögerung
einer Schutzzeit T_Tdrop. Das heißt, wenn die Signalleistung
unter den Schwellenwert T_drop abgefallen ist, wirft die Mobilstation
die BS1 nach Ablauf der Schutzzeit T_Tdrop ab, um zu verhindern,
dass ein Handoff fehlerhaft aufgrund eines augenblicklichen Abfalls
der Signalleistung durchgeführt
wird. In diesem Fall kann die Mobilstation jedoch fehlerhaft eine
entfernte Basisstation anstelle einer benachbarten Basisstation
als eine Handoff-Ziel-Basisstation
auswählen.
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Diese
Situation wird unter Bezugnahme auf die 3 ausführlich beschrieben
werden. Wenn sich eine Mobilstation MS5 von einer Zelle, die von
der Basisstation BS1 bedient wird, zu einer Zelle bewegt, die von der
Basisstation BS2 bedient wird, bestimmt die Mobilstation MS5 in
Abhängigkeit
von der Pilotleistung eine Handoff-Ziel-Basisstation. Vorzugsweise muss die
Mobilstation MS5 die in einem Handoff-Bereich am nahesten gelegene
Basisstation BS2 als die Handorff-Ziel-Basisstation bestimmen. Wenn
jedoch die Signalleistung von der BS2 aufgrund schlechter Umgebung,
wie zum Beispiel von Gebäuden,
kleiner wird, wird ein Signal von der BS3, die weiter entfernt von
der MS5 ist als die BS2, eine größere Leistung
senden. In diesem Fall führt die
MS5 einen Handoff mit der entfernten Basisstation BS3 anstelle der
benachbarten Basisstation BS2 durch. Das heißt, wenn die Signalleistung
von der entfernten Basisstation BS3 aufgrund der Umgebung augenblicklich
größer wird
als T_add, nimmt die MS5 die BS3 in der Aktivierungseinstellung
an und führt
einen Handoff-Hinzufügen-Vorgang
aus. Die Signalleistung von der BS3 wird jedoch bald kleiner werden
als die Signalleistung von der BS2, so dass ein Handoff-Vorgang
erneut durchgeführt
wird. Weiterhin kann ein plötzlicher Abfall
der Signalleistung einen Anruf vollständig unterbrechen.
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Der
herkömmliche
Handofff weist die folgenden Probleme auf:
- (1)
Das Mobilkommunikationssystem wird aufgrund der oben beschriebenen
unnötigen
Handoffs eine erhöhte
Last verzeichnen.
- (2) Wenn die BS3 zu der Aktivierungseinstellung hinzugefügt wird,
wird der MS5 ein Kommunikationskanal zugewiesen, wodurch Kanalressourcen
vergeudet werden.
- (3) Handoff wird ausschließlich
in Abhängigkeit
von der Pilotsignalleistung von den Basisstationen durchgeführt, was
Handoff-Fehler entsprechend der Topographie verursacht.
- (4) Die Bewegungsrichtung der Mobilstation wird für den Handoff
nicht berücksichtigt.
Wenn die benachbarte Basisstation daher eine geringe Signalleistung
hat, hält
die Mobilstation weiterhin einen Verkehrskanal zu der vorhandenen
Dienst-Basisstation aufrecht und weist der benachbarten Basisstation
keinen Verkehrskanal zu, wodurch eine Anrufunterbrechung verursacht
wird.
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WO
98/35525 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern
der Sendeleistung einer schnellen Kodevielfachzugriffsverbindung
(CDMA-Verbindung). Das Übertragen
von Daten in einem Grundkanal und einem Ergänzungskanal wird kontrolliert,
und entsprechende Daten werden an eine Fernstation gesendet. Eine
Vielzahl von Basisstationen werden ausgewählt, um Übertragung zu einer Teilnehmereinheit
auf dem Grundkanal auf Basis einer Pilotstärkemessungs-Nachricht von der
Teilnehmereinheit bereitzustellen, und danach wird wenigstens eine
der Vielzahl von Basisstationen unabhängig ausgewählt, um auf dem wenigstens
einen Ergänzungskanal
an die Teilnehmereinheit zu übertragen.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Durchführen eines
Handoff unter Berücksichtigung
der Bewegungsrichtung einer Mobilstation in einem Mobilkommunikationssystem.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Vorrichtung und eines Verfahrens, bei dem eine Mobilstation
ihre aktuelle Position und Bewegungsrichtung während einer Handoff-Anforderung
an eine Basisstation bereitstellt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Vorrichtung und einer Verfahrens zum Durchführen eines
Handoff in Abhängigkeit
von Informationen zu einer Position und einer Bewegungsrichtung,
die während
einer Handoff-Anforderung von einer Mobilstation bereitgestellt
werden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Durchführen eines
Handoff, welches bei Empfang einer Handoff-Annulierungsanforderung
von einer Mobilstation restriktiv eine Handoff-Annullierung durchführt.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen,
werden ein System oder Verfahren zum Durchführen eines Handoff in einem
Mobilkommunikationssystem mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche 1, 7,
10 und 16 bereitgestellt.
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Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
werden in den Unteransprüchen
offengelegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den anhängenden
Zeichnungen besser verständlich
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
ein Systemschema eines herkömmlichen
Mobilkommunikationssystems.
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2 ist
ein Schema zur Erläuterung
eines herkömmlichen
Handoff-Verfahrens in dem Mobilkommunikationssystem aus 1.
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3 ist
ein Schema zur Veranschaulichung einer Situation, in der eine Mobilstation
eine falsche Basisstation auswählt,
indem sie Handoff nur in Abhängigkeit
von der Pilotsignalleistung durchführt.
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4 ist
ein Schema zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bestimmen
einer Suchdauer für eine
benachbarte Basisstation zu einer Referenzzeit einer Mobilstation.
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5 ist
ein Blockschema und veranschaulicht eine Mobilstations-Suchvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
ein Schema und veranschaulicht ein Suchfenster, das eine zu suchende
PN-Phase enthält.
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7 ist
ein Fließschema
und veranschaulicht ein Verfahren zum Setzen einer Positions-Markierung und
einer Richtungs-Markierung in einer Mobilstation gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
ein Fließschema
und veranschaulicht ein Verfahren zur Verarbeitung einer von einer
Mobilstation empfangenen Handoff-Anforderung an einer Basisstation
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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9 ist
ein Fließschema
und veranschaulicht ein Verfahren zur Verarbeitung einer von einer
Mobilstation empfangenen Handoff-Annullierungsnachricht gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die anhängenden
Zeichnungen beschrieben werden. In der nun folgenden Beschreibung
werden hinreichend bekannte Funktionen oder Ausführungen nicht detailliert beschrieben
werden, um die Beschreibung der Erfindung nicht unnötig zu erschweren.
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In
dieser Beschreibung verwendete Ausdrücke werden wie folgt definiert.
Eine „Positions-Markierung" deutet an, ob ein
relativer Abstand zwischen einer Mobilstation und einer benachbarten
Basisstation relativ länger
oder kürzer
ist als ein Abstand zwischen der Mobilstation und einer Dienst-Basisstation.
In dem Ausführungsbeispiel
wird die Positions-Markierung auf „1" gesetzt, wenn der relative Abstand
zwischen der Mobilstation und der benachbarten Basisstation kürzer ist
als der Abstand zwischen der Mobilstation und der Dienst-Basisstation.
Weiterhin deutet eine „Richtungs-Markierung" eine Richtung an,
in der sich die Basisstation, die Mobilstation bewegen. In dem Ausführungsbeispiel
wird die Richtungs-Markierung auf „1" gesetzt, wenn sich die Mobilstation
zu der benachbarten Basisstation bewegt, und sie wird auf „0" gesetzt, wenn sich die
Mobilstation zu der Dienst-Basisstation bewegt. Schließlich stellt „Verschiebung" einen Wert dar,
den man durch Subtrahieren eines aktuellen Detektionsindex von einem
vorherigen Detektionsindex erhält.
Hierbei bezieht sich der „Detektionsindex" auf einen Suchfensterindex,
der einem Signal entspricht, das von den Signalen, die nach dem
Suchen aller PN-Phasen über
ein Suchfenster detektiert wurden, die größte Energie aufweist.
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In
dem gegenwärtig
beschriebenen Ausführungsbeispiel
verwendet eine Mobilstation während
eines Handoff die oben definierten Informationen (das heißt die Positions-Markierung,
die Richtungs-Markierung und die Verschiebung) zusammen mit Pilotleistungs-Informationen,
die von einer Basisstation bereitgestellt werden. Diese Informationen
werden gemeinsam verwendet, um einen Handoff nicht nur in Abhängigkeit
von der vorliegenden Pilotleistung, sondern auch der Position und
der Bewegungsrichtung der Mobilstation durchzuführen, um die begrenzten Verkehrsressourcen
wirksam zuzuweisen und um Handoff-Fehler aufgrund totographischer
Hindernisse zu verhindern.
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Im
Allgemeinen verwendet eine Mobilstation einen Sucher bei dem Erfassen
von Synchronisation mit einer Basisstation und misst wiederholt
die Pilotsignal-Leistung von einer benachbarten Basisstation. In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird der Sucher weiterhin verwendet, um eine Position und eine Bewegungsrichtung
einer Mobilstation zu schätzen.
Das Schätzen
der Bewegungsrichtung wird durchgeführt, indem die Veränderung
des Abstandes zwischen einer Dienst-Basisstation, detektiert durch
den Sucher, und einer spezifischen benachbarten Basisstation detektiert
wird. Informationen zu der Bewegungsrichtung, die durch die Mobilstation
detektiert wird, werden zusammen mit den Pilotleistungs-Informationen
an die Dienst-Basisstation übergeben.
Die Basisstation steuert danach ein Handoff-Verfahren auf der Grundlage
der empfangenen Informationen.
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In
einem Mobilkommunikationssystem besteht eine wichtige Aufgabe eines
Suchers darin, PN-Codes zu erfassen, die von den Basisstationen
in einer Zelle, in der Mobilstationen angeordnet sind, erzeugt werden, sowie
einen PN-Code zu suchen, der von einer benachbarten Basisstation
erzeugt wird, um einen Handoff durchzuführen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird Schätzung
der Position und der Bewegungsrichtung der Mobilstation als ein
Nebenprodukt des Suchens von PN-Codes von benachbarten Basisstationen bei
der Durchführung
eines Handoff ermittelt.
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4 veranschaulicht
eine Phase für
eine PN-Periode in einem PN-Generator. Ein Sucher erfasst Synchronisation
mit einer Dienst-Basisstation durch Erfassen eines PN-Codes und
erfasst danach Systemsteuerungsinformationen durch eine Synchronisationskanal-Nachricht,
die von der Basisstation empfangen wird. Die Mobilstation richtet
eine Mobilstationszeit auf die Systemsteuerungsinformation aus,
die in einem 80-ms-Synchronisationssignal
enthalten ist, so dass die Mobilstation entscheiden kann, wo Paging
und Verkehrskanal-Nachrichten beginnen. Eine solche erfasste Synchronisation
wird eine Referenzzeit der Mobilstation. Auf der Grundlage dieser
erfassten Referenzzeit wendet die Mobilstation danach eine Maske,
die einer Abweichung entspricht, die eindeutig einer jeden jeweiligen
Basisstation zugewiesen wird, auf einen PN-Generator an, um ein
Pilotsignal von einer gewünschten
Basisstation zu suchen, und zwar während der Suche nach einer
Dienst-Basisstation und einer benachbarten Basisstation. Die Mobilstation
kann die PN-Abweichung von der benachbarten Basisstation von der
Dienst-Basisstation empfangen.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist es möglich,
einen relativen Abstand zwischen einer gegenwärtigen Dienst-Basisstation
und einer Mobilstation und einer benachbarten Basisstation und einer
Mobilstation unter Verwendung eines von einer benachbarten Basisstation
empfangenen Pilotsignals zu detektieren. Das Pilotsignal von der
benachbarten Basisstation wird durch ein Suchfenster betrachtet,
welches während
des Suchens nach der benachbarten Basisstation eingerichtet wird.
Wenn die Mobilstation das Pilotsignal der benachbarten Basisstation
sucht, ist die Suchfenster-Mitte eine Dienst-Basisstations-Empfangszeit,
die durch Suchen der gegenwärtigen
Dienst-Basisstation
ermittelt wird. Wenn der Abstand zwischen der benachbarten Basisstation
und der Mobilstation fast gleich dem Abstand zwischen der gegenwärtigen Dienst-Basisstation und
der Mobilstation wird, wird ein Anfangsweg (oder ein schnellster
Weg) der benachbarten Basisstation in der Mitte des Suchfensters
erfasst werden, dass die Mobilstation die benachbarte Basisstation
gesucht hat. Der Anfangsweg bezieht sich auf einen Weg, der zuerst
erfasst wurde. Wenn der Anfangsweg jedoch nach dem Durch gang der
Mitte des Suchfensters erfasst wird, bedeutet das, dass die benachbarte
Basisstation weiter von der Mobilstation entfernt ist als die Dienst-Basisstation;
im anderen Fall, wenn der Anfangsweg vor dem Durchgang der Mitte
des Suchfensters erfasst wird, bedeutet das, dass die benachbarte
Basisstation näher
an der Mobilstation ist als die Dienst-Basisstation.
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Ein
Suchverfahren, das von dem Mobilstations-Sucher durchgeführt wird,
wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben
werden.
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Ein
an einer Antenne einer Mobilstation empfangenes Signal wird durch
eine ZF/IF-Stufe (Funkfrequenz-/Zwischenfrequenz-Stufe) in ein Basisbandsignal
umgewandelt und danach an einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 511 angelegt.
Ein PN-Code-Generator 512,
unter der Steuerung einer Suchers 514, erzeugt einen PN-Code
mit einer spezifischen PN-Phase und übergibt diesen an ein Multiplizierglied 513.
Ein umgewandeltes Digitalsignal, das von dem A/D-Wandler 511 ausgegeben
wird, wird in dem Multiplizierglied 513 mit dem PN-Code
multipliziert, um entspreizt und an den Sucher 514 angelegt
zu werden. Der Sucher 514 summiert ein Eingangssignal über eine
vorbestimmte Zeit, wandelt den summierten Wert in einen Energiewert um,
und übergibt
den Energiewert an einen Detektor 515 für größte Energie. Auf diese Weise
berechnet der Sucher 514 Energiewerte für alle PN-Phasen in einer Suchfensterdauer
und übergibt
die berechneten Energiewerte an den Detektor 515 für größte Energie.
Hierbei bedeutet die PN-Phasendauer, die von dem Sucher 514 zu
suchen ist, eine Größe eines
Suchfensters mit einer Fenstermitte, die mit einer Maske bedeckt
ist. Die Maske ist gleich der Größe des Suchfensters,
bestimmt als PN-Phasenabweichung einer spezifischen benachbarten
Basisstation zu einer Referenzzeit, die mit der Dienst-Basisstation
synchronisiert ist. Die Fenstermitte kann als Suchfensterindex bezeichnet
werden, wo zu erwarten ist, dass ein Anfangsweg der benachbarten
Basisstation zu einer Referenzzeit erfasst werden wird, zu der die
Mobilstation mit der Dienst-Basisstation synchronisiert ist. Zusätzlich steuert
der Sucher 514 den PN-Code-Generator 512 nach
Berechnung eines Energiewertes für
eine spezifische PN-Phase, um den PN-Code-Generator 512 in
die Lage zu versetzen, eine PN-Folge entsprechend der nächstfolgenden
PN-Phase zu erzeugen. 5 zeigt ein PN-Phasen-Steuersignal
zum Steuern des PN-Code-Generators 512.
Der Detektor 515 für
größte Energie
vergleicht die bereitgestellten Energiewerte mit einem Schwellenwert
und bestimmt einen ersten empfangenen Ener giewert aus den Energiewerten,
die den Schwellenwert überschreiten.
Zusätzlich
stellt der Detektor 515 für größte Energie für einen
Kontroller 516 einen Suchfensterindex srch_index[i] für eine PN-Phase
zur Verfügung,
der beim Messen des bestimmten Energiewertes verwendet wird. Der
oben genannte Schwellenwert ist ein vorbestimmter Wert und der Suchfensterindex
srch_index[i] kann als ein Index zur Bezeichnung der jeweiligen
PN-Phasen, die in einer Suchfensterdauer vorliegen, bezeichnet werden.
Der Suchfensterindex srch_index[i], der an den Kontroller 516 übergeben
wird, wird ein Detektionsindex, der oben definiert wird. Der Kontroller 516 vergleicht
den übergebenen
Detektionsindex mit einem vorhergehenden Detektionsindex für eine entsprechende
benachbarte Basisstation, um eine Änderungsgeschwindigkeit des
Index zu berechnen. Weiterhin entscheidet der Kontroller 516,
ob der Detektionsindex links oder rechts von dem Suchfensterindex
srch_index[i] entsprechend der Fenstermitte angeordnet ist. Wie
weiter oben definiert worden ist, ist die Fenstermitte ein Suchfensterindex srch_index[i]
entsprechend einer PN-Phase, der mit einer Maske bedeckt ist, die
die Fenstergröße definiert, die
gleich einer PN-Phasenabweichung einer benachbarten Basisstation
zu einer Referenzzeit der Mobilstation ist. Der Kontroller 516 berechnet
die Position und die Bewegungsrichtung der Mobilstation unter Verwendung
der Informationen (das heißt
der Änderungsgeschwindigkeit
und des Entscheidungsergebnisses, ob sich der Detektionsindex links
oder rechts von der Fenstermitte befindet). Das Berechnungsergebnis
wird an eine Basisstation übergeben,
um die Basisstation in die Lage zu versetzen, die übergebenen
Informationen bei der Durchführung
eines Handoff zu nutzen. Die Informationen, die die Mobilstation
an die Basisstation übergibt, bestehen
aus einer Positions-Markierung,
die anzeigt, ob ein Abstand zwischen der Mobilstation und der benachbarten
Basisstation größer oder
kleiner ist als ein Abstand zwischen der Mobilstation und der Dienst-Basisstation;
aus einer Richtungs-Markierung und einer Verschiebung, die eine
Veränderung
des Abstandes zwischen der Mobilstation und der Basisstation anzeigt,
wenn sich die Mobilstation bewegt.
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6 veranschaulicht
eine detaillierte Struktur eines Suchfensters, das eine zu suchende
PN-Phase enthält.
Wie veranschaulicht wird, werden eindeutige Suchfensterindizes srch_index[i]
zu den jeweiligen PN-Phasen in der Suchfensterdauer zugewiesen,
wobei ein Suchfensterindex srch_index[center] eine PN-Phasenabweichung
für eine
benachbarte Basisstation beschreibt, die der Suchfenstermitte zugewiesen ist.
Ein Markierungs-Zuweisungsverfahren für das Suchfenster gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Eine Positions-Markierung
wird auf „0" gesetzt, wenn der
schnellste Weg, der gemäß der Suche
der benachbarten Basisstation bestimmt wird, links von der Fenstermitte
(d.h. srch_index[center]) empfangen wird; andernfalls wird die Positions-Markierung
auf „1" gesetzt. Hierbei
kann der Weg als Suchfensterindex srch_index[i] angesehen werden,
der einer gegebenen PN-Phase entspricht. Eine Richtungs-Markierung
wird als Vorzeichenwert entsprechend einer Differenz zwischen dem
schnellsten Weg (srch_index[i-1]), der in der vorhergehenden Suche
detektiert wurde, und dem schnellsten Weg (srch_index[i]), der in
der gegenwärtigen
Suche detektiert wird, gesetzt. Ein Fehlerwert (das heißt ein Bewegungsspielraum)
ist bei dem Setzen der Richtungs-Markierung erforderlich. Das heißt, der
Bewegungsspielraum wird verwendet, um die Richtungs-Markierung nur
dann zu setzen, wenn die Entfernung, um die sich die Mobilstation über die
Suchperiode bewegt hat, größer ist
als eine vorbestimmte Entfernung. Der Bewegungsspielraum wird jedoch
restriktiv für
die Entfernung verwendet, um die sich die Mobilstation von der Dienst-Basisstation
zu einer benachbarten Basisstation bewegt hat.
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7 veranschaulicht
ein Verfahren zum Bereitstellen eines Markierungs-Setzergebnisses und
einer Verschiebung zusammen mit der Pilotleistung an eine Basisstation
von einer Mobilstation, ausgehend von der Annahme, dass die Mobilstation
bereits eine Referenzzeit durch Synchronisation mit einer Dienst-Basisstation erfasst
hat.
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Unter
Bezugnahme auf 7 detektiert eine Mobilstation
ein empfangenes Signal durch ein Suchfenster, das auf einer PN-Phasenabweichung
einer benachbarten Basisstation und einer Dienst-Basisstation zentriert
ist, in dem Schritt 711. Hierbei entsprechen die empfangenen
Signale einer besonderen PN-Phase, die von dem PN-Code-Generator 512 der
Mobilstation erzeugt werden. Danach berechnet die Mobilstation einen
Energiewert für
das in dem Schritt 713 detektierte empfangene Signal und
geht zu dem Schritt 715 über, um zu prüfen, ob
die Suche für
alle PN-Phasen durchgeführt
worden ist, die das Suchfenster bilden. Das heißt, die Mobilstation prüft, ob die
Signaldetektion für
die letzte PN-Phase des Suchfensters abgeschlossen ist. Wenn die
Suche für
alle PN-Phasen durchgeführt
ist, geht die Mobilstation zu dem Schritt 717 über. Andernfalls,
wenn einige PN-Phasen noch zu suchen sind, geht die Mobilstation
zu dem Schritt 711 zurück,
um die nächstfolgende
PN-Phase auszuwählen.
Bei der Rückkehr
zu dem Schritt 711 wählt
die Mobilstation diejenigen Signale aus, deren berechnete Ener giewerte
größer sind
als ein Schwellenwert, wählt
aus allen berechneten Energiewerten einen Energiewert aus, der dem
ersten empfangenen Weg (das heißt
dem schnellsten Weg) entspricht. Das heißt, wenn der Energiewert größer ist
als der Schwellenwert, detektiert die Mobilstation ein Signal, das
in dem am weitesten linken Suchfenster empfangen wird. Bei Detektion
des ersten empfangenen Weges entscheidet die Mobilstation in dem
Schritt 719, ob der Suchfensterindex (das heißt der Detektionsindex),
der dem oben genannten Weg entspricht, eine Bedingung der Gleichung
(1) erfüllt. srch_index[i] – srch_index[center] > 0 (Gleichung 1)
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Wobei
srch_index[i] einen Detektionsindex bezeichnet und wobei srch_index[center]
eine Index für
die Suchmitte bezeichnet. Das heißt, die Gleichung (1) wird
verwendet, um zu entscheiden, ob der Detektionsindex größer ist
als der Index für
die Fenstermitte (nachfolgend der Mittelindex genannt). Wenn der
Detektionsindex kleiner ist als der Mittelindex, ist die Gleichung
1 nicht erfüllt,
und die Mobilstation geht zu dem Schritt 721 über, um
eine Positions-Markierung zu setzen, und geht danach zu dem Schritt 723 über. Hierbei
wird der Positionsmarkierungs-Wert auf Null gesetzt, was bedeutet,
dass sich die Mobilstation näher
an der Dienst-Basisstation als an der benachbarten Basisstation
befindet. Im anderen Fall, wenn der Detektionsindex größer ist als
der Mittelindex, geht die Verarbeitung direkt von dem Schritt 719 zu
dem Schritt 723 über.
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Die
Mobilstation prüft
in dem Schritt 723, ob eine Bedingung der Gleichung (2)
erfüllt
ist. Das heißt,
es wird geprüft,
zu welcher Basisstation sich die Mobilstation bewegt. srch_index[i-1] – srch_index[i] > Bewegungsspielraum (2)
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Wobei
srch_index[i-1] einen Detektionsindex bezeichnet, der in dem vorhergehenden
PN-Phasen-Suchvorgang ausgewählt
worden ist.
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Wenn
die Gleichung (2) nicht erfüllt
ist, beendet die Mobilstation die Verarbeitung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Wenn die Gleichung (2) jedoch erfüllt ist, setzt die Mobilstation
eine Richtungs-Markierung und beendet danach die Verarbeitung. Hierbei
wird die Richtungs-Markierung in Abhängigkeit von der Differenz
zwischen einem Detek tionsindex, der in dem Suchvorgang für das vorhergehende
Suchfenster ausgewählt
wurde, und einem Detektionsindex, der in dem Suchvorgang für das gegenwärtige Suchfenster
ausgewählt
wird, als Vorzeichenwert gesetzt. Der Bewegungsspielraum wird nur
auf diejenigen Verschiebungswerte der Mobilstation angewendet, die
größer als
ein vorbestimmter Wert sind.
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Wenn
zum Beispiel von der Annahme ausgegangen wird, dass ein Detektionsindex
(srch_index[i]) in dem gegenwärtigen
Suchvorgang 5 ist, ist ein Detektionsindex (scrh_index[i-1]) in
dem vorhergehenden Suchvorgang 6, und ein Mittelindex srch_index[center]
ist 8, und die Positions-Markierung und die Richtungs-Markierung
werden wie folgt gesetzt. Zuerst, entsprechend der Gleichung (1),
5 – 8 < 0, befindet sich
der Detektionsindex srch_index[i] links von dem Mittelindex srch_index[center],
und die Positions-Markierung wird auf „1" gesetzt. Das Setzen der Positions-Markierung
auf „1" bedeutet, dass sich
die Mobilstation näher
an der benachbarten Basisstation befindet.
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Zweitens,
in Bezug auf die Bewegungsrichtung und da die Differenz zwischen
srch_index[i-1] und srch_index[i] gemäß der Gleichung (2) einen positiven
Wert aufweist (das heißt
6 – 5
= 1), wird erkannt, dass sich die Mobilstation zu der benachbarten
Basisstation hin bewegt. Da jedoch die Verschiebung +1 ist, was weniger
als der Bewegungsspielraum von +2 ist, wird die Richtungs-Markierung
nicht gesetzt.
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Das
heißt, 7 veranschaulicht
eine Prozedur, bei der die Mobilstation Signale für die jeweiligen PN-Phasen
eines Suchfensters, das auf einer PN-Folge-Abweichung einer benachbarten Basisstation
und Dienst-Basisstation zentriert ist, detektiert und die relative
Position und Bewegungsrichtung der Mobilstation auf der Grundlage
der detektierten Signale schätzt.
Zwischenzeitlich ist ein Einstellverfahren für die Positions-Markierung
und die Richtungs-Markierung, die in dem oben genannten Vorgang
gesetzt werden, eine Frage der Anwendung.
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Tabelle
1 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Setzen der Positions-Markierung und der
Richtungs-Markierung.
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In
Tabelle 1 wird angemerkt, dass die Positions-Markierung und die
Richtungs-Markierung
auf „1" gesetzt sind.
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Die
Positions-Markierung, die Richtungs-Markierung und die Verschiebungsinformationen
werden an die Dienst-Basisstation übergeben, wenn die Mobilstation
der Dienst-Basisstation die Pilotsignal-Leistung mitteilt, die von
der benachbarten Basisstation empfangen wird. Häufig misst eine Mobilstation
die Pilotsignal-Leistung von der benachbarten Basisstation kontinuierlich
und sendet eine Handoff-Anforderung an die Dienst-Basisstation,
wenn der gemessene Wert größer ist
als ein Schwellenwert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel meldet die Mobilstation
jedoch die Pilotsignal-Leistung
zusammen mit den Informationen (das heißt der Positions-Markierung,
der Richtungs-Markierung und der Verschiebung), die durch den Vorgang
aus 7 gesetzt werden, umeinen Handoff unter Berücksichtigung
der Bewegungsrichtung der Mobilstation durchzuführen.
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8 veranschaulicht
eine Prozedur zum Durchführen
einer Handoff-Anforderung
an einer Basisstation, welche von einer Mobilstation gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung empfangen wurde.
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Unter
Bezugnahme auf 8 prüft die Dienst-Basisstation
in dem Schritt 811, ob eine Handoff-Anforderungsnachricht
von der Mobilstation empfangen worden ist. Bei Empfang der Handoff-Anforderungsnachricht
geht die Dienst-Basisstation zu dem Schritt 813 über. Im
anderen Fall, bei Nichtempfang der Handoff-Anforderungsnachricht,
geht die Dienst-Basisstation zu dem Schritt 831 über, um
eine andere Operation durchzuführen.
Hierbei wird die Handoff-Anforderung von der Mobilstation erzeugt,
wenn die von der benachbarten Basisstation zu der Mobilstation empfangene
Pilotsignal-Leistung größer ist
als ein Handoff-Schwellenwert T_ADD. Bei Empfang der Handoff-Anforderungsnachricht
analysiert die Dienst-Basisstation in dem Schritt 813 die
empfangene Handoff-Anforderungsnachricht. Die Handoff-Anforderungsnachricht
beinhaltet die Pilotsignal-Leistung von der benachbarten Basisstation,
die Positions-Markierung, die Richtungs-Markierung und die Verschiebung.
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Daher
prüft die
Dienst-Basisstation in dem Schritt 815, ob ein Handoff
angefordert wird oder nicht, in Abhängigkeit von der Pilotsignal-Leistung
von der benachbarten Basisstation und von der Positions-Markierung.
Wenn an der Basisstation entschieden wird, dass ein Handoff angefordert
wird, geht die Verarbeitung zu dem Schritt 817 über. Wenn
jedoch an der Basisstation entschieden wird, dass kein Handoff angefordert
wird, geht die Verarbeitung zu dem Schritt 827 über, um
den Handoff-Vorgang zu annullieren.
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Bei
Detektion der Handoff-Anforderung prüft die Dienst-Basisstation
in dem Schritt 817 die Verkehrsressourcen der benachbarten
Basisstation durch einen Basisstations-Kontroller, um zu entscheiden,
ob es ausreichend Reservekanäle
gibt. Wenn entschieden wird, dass es ausreichend Reservekanäle gibt,
geht die Basis-Station zu dem Schritt 829 über, um
einen Handoff durchzuführen.
Im anderen Fall, wenn entschieden wird, dass nicht ausreichend Reservekanäle vorhanden
sind, geht die Dienst-Basisstation
zu dem Schritt 819 über.
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In
dem Schritt 819 prüft
die Dienst-Basisstation die von der Mobilstation gemeldete Richtungs-Markierung.
Danach entscheidet die Dienst-Basisstation in dem Schritt 821 anhand
der geprüften
Richtungs-Markierung, ob sich die Mobilstation zu der benachbarten
Basisstation hin bewegt. Wenn entschieden wird, dass sich die Mobilstation
zu der benachbarten Basisstation hin bewegt, geht die Dienst-Basisstation
zu dem Schritt 823 über.
Wenn andererseits entschieden wird, dass sich die Mobilstation nicht
zu der benachbarten Basisstation hin bewegt, geht die Dienst-Basisstation
zu dem Schritt 827 über,
um den Handoff zu annullieren, und beendet danach die Prozedur.
In dem Schritt 823 prüft
die Dienst-Basisstation erneut, über
den Basisstations-Kontroller, ob die benachbarte Basisstation verfügbare Kanäle aufweist,
wobei entschieden wird, dass es dringend ist, der Mobilstation einen
neuen Kanal zuzuweisen. Wenn es einen verfügbaren Kanal gibt, führt die
Dienst-Basisstation in dem Schritt 829 einen Handoff durch.
Andernfalls, wenn es keinen verfügbaren
Kanal gibt, geht die Dienst-Basisstation zu dem Schritt 825 über, in
dem Prioritäten
entsprechend der Positions-Markierung und der Richtungs-Markierung
zugewiesen werden und eine Handoff-Anforderung in einer Handoff-Warteschlange registriert
wird. Weiterhin meldet die Dienst-Basisstation die in der Handoff-Warteschlange
registrierte Handoff-Anforderung an den Basisstations-Kontroller und beendet
danach die erfindungsgemäße Prozedur.
Der Basisstations-Kontroller
registriert weiterhin die Handoff-Anforderung in einer Handoff-Warteschlange
und meldet die Handoff-Anforderung an die Dienst-Basisstation, um
Handoff-Rufverarbeitung
durchzuführen,
wenn die benachbarte Basisstation einen Reservekanal aufweist.
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Tabelle
2 zeigt einen beispielhaften Fall, in dem Prioritäten entsprechend
den von der Mobilstation an die Dienst-Basisstation übergebenen
Informationen zugewiesen werden.
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Aus
der Tabelle 2 geht hervor, dass die höchste Priorität dem Fall
zugewiesen wird, in dem die Mobilstation näher an der benachbarten Basisstation
ist und sich zu der benachbarten Basisstation bewegt, und die zweithöchste Priorität wird dem
Fall zugewiesen, in dem die Mobilstation näher an der Dienst-Basisstation
ist und sich zu der benachbarten Basisstation bewegt. X bedeutet
eine geringe oder keine Priorität.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
es möglich
ist, Bedienungsfehler aufgrund von topographischen Hindernissen
zu verhindern, indem die Positions-Markierung und die Richtungs-Markierung
geprüft
werden, selbst wenn die Mobilstation eine Handoff-Anforderung aufgrund
der Reduzierung der Pilotsignal-Leistung
während
der Suche der benachbarten Basisstation annulliert. Diese Fehlbedienung
tritt in dem Fall auf, in dem die Mobilstation eine Handoff-Annullierungsanforderung
an die Dienst-Basisstation sendet, da die Signalleistung von der
benachbarten Basisstation aufgrund eines topographischen Hindernisses
kleiner wird, für
die Situation, in der die Mobilstation einen Handoff angefordert
hat, während
sie sich zu der benachbarten Basisstation bewegt. Wenngleich die
Mobilstation die Löschung
des Handoff-Rufs aus der Handoff-Warteschlange angefordert hat,
wenn die Mobilstation näher
an der benachbarten Basisstation ist und sich zu der benachbarten
Basisstation bewegt, wird die angeforderte Handoff-Ruf-Löschung belegt. Dieser
Handoff-Ruf-Löschvorgang
wird unter Bezugnahme auf 9 detailliert
beschrieben werden.
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Unter
Bezugnahme auf 9 prüft die Dienst-Basisstation
in dem Schritt 911, ob eine Handoff-Annullierungsnachricht
von der Mobilstation empfangen worden ist. Die Handoff-Nachricht
beinhaltet weiterhin die Pilotleistung von der benachbarten Basisstation,
die Positions-Markierung, die Richtungs-Markierung und die Verschiebungsdaten.
Bei Nichtempfang der Handoff-Annullierungsnachricht geht die Dienst-Basisstation
zu dem Schritt 925 über,
um eine weitere Operation durchzuführen. Bei Empfang der Handoff-Annullierungsnachricht
analysiert die Dienst-Basisstation die empfangene Handoff- Annullierungsnachricht
in dem Schritt 913. Danach, in dem Schritt 915,
prüft die
Dienst-Basisstation
die Pilotleistung von der benachbarten Basisstation, um zu entscheiden,
ob die Handoff-Annullierung angefordert ist oder nicht. Wenn die
Handoff-Annulierung nicht angefordert ist, belegt die Dienst-Basisstation
die Handoff-Annullierung in dem Schritt 912. Wenn jedoch die
Handoff-Annullierung angefordert ist, prüft die Dienst-Basisstation
die Richtungs-Markierung in dem Schritt 917 und entscheidet
in dem Schritt 919, ob sich die Mobilstation zu der benachbarten
Basisstation hin bewegt. Das heißt, die Dienst-Basisstation entscheidet,
ob die Richtungs-Markierung auf „1" gesetzt ist. Wenn die Richtungs-Markierung
auf „0" gesetzt ist, annulliert
die Dienst-Basisstation den Handoff in dem Schritt 923 und
beendet die Prozedur danach. Wenn die Richtungs-Markierung jedoch
auf „1" gesetzt ist, belegt
die Dienst-Basisstation die Annullierung des Handoff in dem Schritt 921 und
beendet danach die Prozedur.
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Wie
weiter oben beschrieben worden ist, führt das neuartige Kommunikationssystem
einen Handoff unter Berücksichtigung
der Pilotleistung und der Bewegungsrichtung einer Mobilstation durch,
wodurch ein korrekter Handoff sichergestellt wird. Das heißt, selbst
wenn die Pilotleistung aufgrund eines topographischen Hindernisses
an der Dienst-Basisstation oder der benachbarten Basisstation augenblicklich
reduziert sein kann, wird ein Handoff nicht sofort durchgeführt. In
diesem Fall wird bestimmt, ob der Handoff durchgeführt wird,
indem die Bewegungsrichtung der Mobilstation berücksichtigt wird, wodurch die
Systemlast reduziert wird und Vergeudung von Ressourcen aufgrund
häufiger
Handoffs verhindert wird.
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Wenngleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bestimmtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel derselben
beschrieben worden ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen,
dass verschiedene Änderungen in
Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsbereich
der Erfindung gemäß der Definition
in den anhängenden
Patentansprüchen
abzuweichen.
