DE69033402T3

DE69033402T3 - Unterbrechungsfreie übergabe in einem zellularen cdma telefonsystem

Info

Publication number: DE69033402T3
Application number: DE69033402T
Authority: DE
Inventors: S. GILHOUSEN Klein; Roberto Padovani; E. III WHEATLEY Charles
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2010-11-06
Also published as: CN100471326C; FI108974B; ATE188073T1; HK1014810A1; CA2073027C; GR3032996T3; JP3014753B2; HK1074933A1; CA2356076A1; DK0500775T4; MY105491A; DE69033402T2; CA2073027A1; CN1051832A; KR0157636B1; EP0500775B1; NO921793L; WO1991007020A1; NO921793D0; ZA908857B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zelluläres Telefonsystem. Speziell bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues und verbessertes System zur Steuerung der Übergabe von Nachrichtenübermittlungen zwischen einer Cell-site bzw. Basisstation und mobilen Einheiten in einem zellulären Code-Multiplex-Vielfachzugriff- bzw. CDMA Telefonsystem.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Der Einsatz von Code-Multiplex-Vielfachzugriff- bzw. CDMA Modulationstechniken ist eine von einer Vielzahl von Techniken zum Verwirklichen einer Nachrichtenübermittlung, in der eine große Anzahl von Systembenutzern gegenwärtig sind. Obwohl andere Techniken wie zum Beispiel Zeit-Multiplex-Vielfachzugriff- bzw. TDMA-, Frequenz-Multiplex-Vielfachzugriff bzw. FDMA- und AM-Modulationsverfahren, wie zum Beispiel ”Amplitude Companded Signal Sideband (ACSSB)” bekannt sind, hat CDMA signifikante Vorteile gegenüber diesen anderen Modulationstechniken. Der Einsatz von CDMA-Techniken in einem Vielfachzugriff-Kommunikationssystem ist offenbart, und zwar in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 06/921,261, eingereicht am 17. Oktober 1986 mit dem Titel ”SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”, inzwischen US-Patent Nr. 4,901,307 , welches dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist und welches am 13. Februar 1990 veröffentlicht wurde. Die EP-A-0 265 178 stellt ein vorveröffentlichtes Familienglied des gerade genannten Patents dar.
In dem gerade erwähnten Patent wird eine Vielfachzugriffs-Technik offenbart, in der eine große Anzahl von mobilen Telefonsystembenutzern, jeweils mit einem Transceiver, über Satellitenverstärker bzw. Satellitenleistungsverstärker oder terrestrische Basisstationen (auch als Cell-Site-Stationen oder kurz Cell-Sites bzw. Basisstation bekannt) kommunizieren mittels eines Code-Multiplex-Vielfachzugriff- bzw. CDMA Bandspreizkommunikationssignales. Durch den Gebrauch einer CDMA-Kommunikation kann das Frequenzspektrum mehrfach wieder benutzt werden und ermöglicht so eine Erhöhung der Benutzerkapazität des Systems. Der Einsatz von CDMA-Techniken resultiert in einer viel höheren spektralen Effizienz, als die die durch den Einsatz von anderen Vielfachzugriff-Techniken erreicht werden kann.
In konventionellen zellulären Telefonsystemen ist das zur Verfügung stehende Frequenzband in Kanäle, typischerweise mit einer Bandbreite von 30 kHz unterteilt, wobei analoge FM-Modulationstechniken benutzt werden. Der Versorgungsbereich des Systems ist geographisch in Zellen mit variierender Größe unterteilt. Die zur Verfügung stehenden Frequenzkanäle sind in Gruppen unterteilt, wobei jede Gruppe normalerweise eine gleiche Anzahl von Kanälen enthält. Die Frequenzgruppen werden auf eine Art und Weise den Zellen zugeordnet, so daß mögliche Interferenz von benachbarten Kanälen bzw. Co-Kanälen minimiert wird. Man betrachte zum Beispiel ein System in dem es sieben Frequenzgruppen gibt und wobei die Zellen gleich große Sechsecke sind. Eine Frequenzgruppe die in einer Zelle benutzt wird, wird nicht in einer der sechs nächstliegenden oder umgebenden Nachbarn dieser Zelle benutzt. Weiterhin, wird die Frequenzgruppe einer Zelle nicht in den nächsten zwölf nächsten Nachbarn der Zelle benutzt.
In konventionellen zellulären Telefonsystemen sollen die implementierten Übergabeschemata dazu denen es zu ermöglichen, daß ein Telefonat fortgesetzt wird, wenn ein mobiles Telefon die Grenzen zwischen zwei Zellen überschreitet. Die Übergabe von einer Zelle zu einer anderen wird initiiert, wenn der Basisstationsempfänger, der das Telefonat bzw. Gespräche bearbeitet, bemerkt, daß die empfangene Signalstärke von dem mobilen Telefon unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes fällt. Ein Hinweis auf eine geringe Signalstärke impliziert, daß das mobile Telefon in der Nähe der Zellengrenze sein muß. Wenn der Signalpegel unterhalb des vorbestimmten Schwellenwertes fällt, beauftragt die Basisstation die Systemsteuerung damit, zu bestimmen, ob eine benachbarte Basisstation das mobile Telefonsignal empfängt, und zwar mit einer besseren Signalstärke als die gegenwärtige Basisstation.
Die Systemsteuerung sendet, ansprechend auf die Abfrage der gegenwärtigen Basisstation, Nachrichten an die benachbarten Basisstationen mit einer Übergabeanforderung. Die Basisstation, benachbart zu der gegenwärtigen Basisstation, setzt spezielle Abtastempfänger bzw. Scan-Empfänger ein, die nach dem Signal von der mobilen Einheit auf dem spezifizierten Kanal suchen. Sollte eine der benachbarten Basisstationen einen adäquaten Signalpegel an die Systemsteuerung berichten, wird eine Übergabe versucht.
Die Übergabe wird dann initiiert, wenn ein freier Kanal von der Kanalgruppe, die in der neuen Basisstation benutzt werden, ausgewählt wird. Eine Steuernachricht wird an das mobile Telefon gesendet und befehligt es von dem gegenwärtigen Kanal auf den neuen Kanal zu schalten. Zur selben Zeit schaltet die Systemsteuerung den Anruf von der ersten Basisstation zu der zweiten Basisstation.
In einem herkömmlichen System wird das Gespräch unterbrochen wenn die Übergabe an die neue Basisstation nicht erfolgreich ist. Es gibt viele Gründe für das Auftreten eines Mißlingens einer Übergabe. Eine Übergabe kann mißlingen, wenn kein freier Kanal in der benachbarten Zelle für das Kommunizieren des Gesprächs zur Verfügung steht. Die Übergabe kann außerdem fehlschlagen, wenn eine andere Basisstation berichtet, daß es das in Frage stehende Mobiltelefon empfängt, obwohl tatsächlich die Basisstation eine andere mobile Einheit hört, die denselben Kanal in einer völlig verschiedenen Zelle benutzt. Dieser Berichtfehler resultiert in einem Schalten des Gesprächs in eine falsche Zelle, typischerweise in eine Zelle in welcher die Signalstärke nicht ausreichend ist, um eine Kommunikation zu unterhalten. Weiterhin, sollte die mobile Telefoneinheit es versäumen den Befehl zum Wechseln der Kanäle zu hören, so wird die Übergabe fehlschlagen. Tatsächliche, betriebsmäßige Erfahrungen zeigen an, daß mißlungene Übergaben oft auftreten, was die Zuverlässigkeit des Systems in Frage stellt.
Ein weiteres häufiges Problem in konventionellen Telefonsystemen tritt auf, wenn das mobile Telefon in der Nähe der Grenze zwischen zwei Zellen ist. In dieser Situation tendiert der Signalpegel dazu bei beiden Basisstationen zu fluktuieren. Diese Signalpegelfluktuation resultiert in einer „Ping-Pong”-Situation, in welcher wiederholte Anforderungen zum Weitergeben und Zurückgeben des Gesprächs zwischen den beiden Basisstationen gemacht werden. Solche zusätzlichen unnötigen Übergabeanfoderungen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, daß die mobile Einheit den Kanalwechselbefehl nicht korrekt hört, oder den Befehl vollständig nicht hört. Weiterhin erhöht die Ping-Pong-Situation die Wahrscheinlichkeit, daß das Gespräch unterbrochen wird, wenn es unnötigerweise in eine Zelle transferiert wird, in welcher gegenwärtig alle Kanäle benutzt werden und somit für das Akzeptieren der Übergabe nicht zur Verfügung stehen.
”International Switching Symposium 1987, Band 3, März 1987, Phoenix, USA,. Seiten 747–752, Nakajima et al.”, ”Advanced Mobile Communication Network Based on Signalling System No. 7” offenbart ein Kleinzonenzelluläres-System, wobei eine mobile Station sich oft von der gegenwärtigen Kanalzone zu einer neuen Kanalzone während eines Gesprächs bewegt. Wenn die Unterhaltung fortgesetzt wird, muß die mobile Station seinen Sprachkanal ändern, was als ”Übergabe” bezeichnet wird. Zur Ausführung der Übergabe informiert die Radiobasisstation (MBS), welches die Signalpegelreduktion erfaßt, den mobilen Kommunikationssteuercenter (MCC) von dieser Situation. Der MCC überträgt Pegelmessungsanforderungen an benachharte MBS, und jede MBS führt eine Pegelmessung durch. Die Pegelmessungsergebnisse werden von jeder MBS an die MCC berichtet und die MCC wählt eine neue Hochpegelsignal MBS und ändert den Funkgesprächskanal der mobilen Station.
Das Dokument offenbart weiterhin eine Hochgeschwindigkeitsübergabetechnik, die entwickelt wurde in dem hochkapazitiven Landmobilkommunikationssystem (MCS-L2) um die Länge des unterbrochenen Gesprächs zu reduzieren. Dieses Problem tritt auf, aufgrund des Wechsels des gegenwärtigen Draht- und Funkgesprächweges zu dem neuen. In den Automobiltelefonsystemen (MCS-L1) besteht diese ”Unterbrechungszeit” (cut-off time) aus einer Unterbrechungszeit für den Wechsel des Funksprechweges und der Unterbrechungszeit für den Wechsel des Drahtgesprächweges. In dem MCS-L2 werden die neuen Drahtgesprächswege mehrfach verbunden bevor der Funkgesprächsweg gewechselt wird, so daß keine Unterbrechungszeit für das Wechseln der Drahtgesprächswege auftritt. Deshalb ist, sobald der Funkkanalwechsel abgeschlossen ist, es möglich sich zu unterhalten durch Einsatz der neuen MBS. Um gegenwärtige und neue Drahtgesprächswege mehrfach zu verbinden in dem MCC, wurde eine Hochgeschwindigkeitsübergabefernmeldelinie (HSH trunk) bzw. High Speed Handoff Trunk, welche eine Sprachadditions/Verteilungsfunktion hat, in dem MCC installiert. Eine Leitung von dem PSTN (öffentlich geschaltetes Telefonnetzwerk) ist verbunden mit der Verteilungsschaltung und wird verteilt auf gegenwärtige MBS und neue MBS-Leitungen. Außerdem wird jede Leitung von sowohl, dem gegenwärtigen MBS und als auch den neuen MBS, verbunden mit der addierten Schaltung und ein zusätzliches bzw. addiertes Signal wird an das PSTN übertragen. Wenn bestätigt wurde, daß die mobile Station sich komplett in eine neue MBS-Zone bewegt hat, wird der Drahtgesprächsweg zur der alten MBS und der HSH trunk freigegeben. Mit dieser Technik wird der Unterbrechung in dem Gespräch auf ungefähr 200 ms reduziert.
Im Gegensatz zu den oben zitierten Offenbarungen, setzt die vorliegende Erfindung, wie beansprucht in den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 18, neben anderen Merkmalen ein System oder Verfahren ein zum Steuern bzw. Ausrichten von Kommunikationsverbindungen zwischen einer mobilen Systemeinheit und Basisstationen, die neben anderen Merkmalen die Benutzerinformationssignale entlang der Kommunikationsverbindungen als Code-Multiplex-Bandspreizsignale, überträgt und einen Hinweise vorsieht zur Identifizierung einer anderen Basisstation in dessen Versogungsbereich eine mobile Systemeinheit gewechselt ist und spricht auf ein solches Anzeichen an durch eine weitere Kopplung der Kommunikation von Benutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit und einer anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung, während außerdem die Kommunikation der Benutzerinformationssignale über eine andere Kommunikationsverbindung beibehalten wird.
Die US-A-3,819,872 offenbart ein zelluläres mobiles Kommunikationssystem mit einer hohen Kapazität, das arrangiert ist, zum Ausführen einer intrazellulären Übergabe um einen Kommunikationsweg einer mobilen Station beizubehalten, und zwar durch ein Transferieren der mobilen Station von einer „abgeschatteten”, versorgenden Basisstation zu einer freien bzw. nicht „beschatteten” Basisstation. Eine mehrkanalige Fermeldelinenschaltung wird eingesetzt um den Kommunikationsweg zwischen einer Schaltzentralstelle und der mobilen Station, durch eine versorgende Basisstation aufzubauen. Die Verschlechterung der funkgetragenenen Kommunikationsverbindung der versorgenden Basisstation, verursacht durch ein Abschatten der versorgenden Basisstation, ermöglicht es der Fermeldelinenschaltung (trunk circuit) die Kontinuität des Kommunikationskanals durch andere Basisstationen zu der mobilen Station zu testen. Wenn die Kontinuität eines neuen Kommunikationskanals über eine freie Basisstation aufgebaut wurde, transferiert der Trunk den Kommunikationsweg, damit ein kontinuierlicher Kommunikationsweg beibehalten werden kann zwischen der zentralen Schaltstelle und der mobilen Station.
Weiterhin zu obigen Ausführungen entfernt der Betrieb eines ”Durchschneide”-Relais 4C2, das die Spitzen und Ringleiter T522 und R522, welche die Kommunikationsfermeldelinie an die entfernte Basisstation 12 koppeln, verbindet oder unterbricht, die unbelegte bzw. inaktive Leitungsbeendigung von den Leitern T522 und R522 und verbindet respektiv diese mit den Spitzen und Ringleitern T52 und R52, welche die Kommunikationsfernmeldelinie mit der mobilen zentralen Schaltstelle verbinden. Die Öffnung der Unterbrechungskontakte 4C2-1 und 4C2-2 des Relais 4C2 unterbricht den gehaltenen Weg des Durchschneide-Relais 4C1, welches nun freigibt und das generell die Spitzen und Ringleiter, die die Kommunikationsfernmeldelinie an die entfernte Basisstation 11 koppeln unterbricht oder verbindet. Die Freigabe des Relais 4C1 ermöglicht es den transferierenden Kontakten 4C1-1 und 4C1-2 des Relais 4C1 die inaktive Leitungstermination über die Spitzen und Ringleiter T512 und R512 zu plazieren, wobei die Leiter T512 und R512 im allgemeinen die entfernte Basisstation 11 und die Kommunikationsfernmeldelinie verbinden, und die Verbindung mit den T52 und R52 Spitzen und Ringleitern der mobilen zentralen Schaltstelle zu öffnen. Kurz gesagt, wird gezeigt daß eine kontinuierliche Kommunikation aufrecht erhalten bleibt, durch ein Umarrangieren der Kopplung der Kanäle der Schaltzentrale, wobei sichergestellt wird, daß einer der nicht-gekoppelten Basisstationkanäle eine Übertragungskontinuität besitzt.
Im Gegensatz zu dem oben zitierten Offenbarungen verwendet die vorliegende Erfindung, wie in den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 18 beansprucht, neben anderen Merkmalen ein System und Verfahren zum Einrichten von Kommunikationsverbindungen zwischen einer mobilen Systemeinheit und geographisch entfernten Basisstationen, die jeweils einen geographischen Versorgungsbereich definieren, wobei neben anderen Merkmalen die Kommunikationsverbindungen ausgerichtet werden während die mobile Einheit die Versorgungsgebiete wechselt, Benutzerinformationssignale kommuniziert werden über eine Systemsteuerung, die mit den Basisstationen verbunden ist, die Benutzerinformationssignale entlang der Kommunikationsverbindungen als Code-Multiplex-Bandspreizsignale kommuniziert werden, ein Übergang der mobilen Systemeinheit von einem Basisstationsversorgungsbereich zu einem anderen Basisstationsversorgungsbereich bestimmt wird, eine Anzeige vorgesehen wird zur Identifizierung der anderen Basisstation, die Kommunikation der Benutzerifnormationssingnale weiterhin gekoppelt ist zwischen der mobilen Einheit und der anderen Systemeinheit ansprechend auf die Anzeige.
Die Schrift aus dem Archiv für Elektronik und Übertragungstechnik, Band 29, Nr. 4, 1975, Stuttgart, Deutschland, Seiten 173–179, Herold, ”Das Wechseln von Funkbereichen ortsfester Stationen durch bewegliche Teilnehmer” bezieht sich auf ein Funknetzwerk mit kleinen Zonen für die mobilen Teilnehmer, wobei es möglich sein muß, während einer aufgebauten Verbindung die Funkzone der ortsfesten Station zu wechseln. In Kontrast zu einem Funktelefonsystem, welches Frequenz-Multiplex zu Kanal Separierung einsetzt, wird dieses Problem durch Code-Multiplex einfach gelöst, weil der mobile Teilnehmer weder das Frequenzband zum Empfangen und Senden noch den Kommunikationskanal wechseln muß. Es wird weiterhin beschrieben, daß nur benachbarte ortsfeste Stationen Signalinformationen zur Übergabe des Teilnehmers austauschen müssen. Weiterhin muß es für die Station möglich sein den Teilnehmer zu akzeptieren, um eine Verbindung zu dem Partner des mobilen Teilnehmers herzustellen. Dieses Problem wird einfach durch den Gebrauch eines Leitungsnetzwerkes mit dezentralisierten Verbindungen, über die alle ortsfesten Stationen verbunden sind, überwunden. Dies ist möglich da jede Information von einer beliebigen Stelle in solch einem Netzwerk unabhängig von der Eingabestelle herausgezogen werden kann. Da ein Austausch von Signalinformation zwischen der ortsfesten und der mobilen Station nicht vorgesehen ist, muß der Teilnehmer weiterhin automatisch zu den Signalen der zweiten Station schalten. Voraussetzung für diese Übergabe ist eine größere Signalenergie von der zweiten Station und einer Phasengleichheit der Codierungsschlüssel bzw. Code-Words. Somit bestimmt der Zustand der Code-Word-Synchronisationsschaltung mit welcher Station der Teilnehmer verbunden ist. Eine Voraussetzung für die Übergabe ist, daß das Code Word der zweiten Station bei dem Teilnehmer mit einer höheren Leistung und derselben Phase als die der ersten Station ankommen muß. Das Leistungsverhältnis hängt von den Ausbreitungszuständen ab. Es kann nicht direkt beeinflußt werden. Im Gegensatz dazu kann der Phasenzustand zumindest für eine kurze Zeit über verschiedene Code-Word-Perioden hergestellt werden.
Außerdem, wenn sich an einer zweiten Station, die sich in einem Abstand r₀ von der ersten befindet, angenähert wird, empfängt der Teilnehmer das Übertragungssignal der zweiten Station als ein Stör- bzw. Rauschsignal und das Signal-zu-Rauschverhältnis E/n₀ sinkt demgemäß mit einem sich vergrößernden Abstand r von der ersten Station. Durch den Einsatz von quasiorthogonalen Code-Words, kann der Rauscheinfluß der ersten Station, mit der der Teilnehmer synchronisiert ist, im wesentlichen vermieden werden. Dennoch verbleibt der Einfluß von der zweiten Station und somit verschmelzen die Signal-zu-Rausch Verhältniskurven der zwei Stationen mit einem sich vergrößernden Abstand.
Im Gegensatz zu dem oben zitierten Offenbarungen setzt die vorliegende Erfindung, wie in den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 18 beansprucht, neben anderen Merkmalen, ein System oder Verfahren zum Lenken bzw. Ausrichten von Kommunikationsverbindungen zwischen einer mobilen Systemeinheit und geographisch getrennten Basisstationen ein, von denen jede einen geographischen Versorgungsbereich definiert, wobei neben anderen Merkmalen die Kommunikationsverbindungen zwischen der mobilen Systemeinheit und den Basisstation gelenkt werden, die Benutzerinformationssignale über eine Systemsteuerung, die mit der Basisstation verbunden ist, rückkommuniziert werden, und weiter, wenn die mobile Systemeinheit von einem Versorgungsgebiet einer Basisstation zu einem Versorgungsgebiet einer anderen Basisstation wechselt, eine Anzeige vorgesehen wird, die die andere Basisstation identifiziert, und weiter eine weitere Kopplung der Kommunikation der Benutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit und der anderen Systemeinheit bewirkt wird, und zwar ansprechend auf die Anzeige und über eine Kommunikationsverbindung mit einer anderen Basisstation während die mobile Systemeinheit in Kommunikation mit der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der einen Basisstation verbleibt, und weiter eine Antwort bewirkt wird, auf die Kopplung der Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Basisstation.
Die DE-A-26 25 475 bezieht sich auf ein Verfahren für einen automatischen Funkverkehrsgebietwechsel für eine mobile Funksprecheinheit während die Verbindung in einem Funkübertragungssystem mit ortsfesten Funkeinheiten und mobilen Funkeinheiten erhalten bleibt, insbesondere in öffentlichen oder nicht öffentlichen Überlandmobilfunk, wobei jede ortsfeste Funkeinheit, die mit dem öffentlichen Telefonnetzwerk über Übertragungsaufbauten verbunden ist, zumindest ein speziellen Duplex-Signalisierungskanal und einige spezielle Duplexsprachkanälen zur Signal und Sprachübertragung zugewiesen ist, und wobei eine mobile Funksprecheinheit eine erste ortsfeste Funkeinheit auswählt mit Hilfe einer Signalpegelmessung auf dem Signalkanal vor dem Aufbau einer Verbindung, und dadurch gekennzeichnet, daß der Signalpegel des HF-Signals auf dem belegten Sprachkanal kontinuierlich überwacht wird durch den Empfänger der mobilen Funksprecheinheit auf eine bekannte Weise während einer existierenden Sprachverbindung und, wenn der Signalpegel eine vorbestimmte Anzahl von Malen unterhalb eines gegebenen Schwellenwertes fällt, wird eine oder mehrere Messungszyklen durch die Signalpegelbewertungsschaltung in dem Empfänger der mobilen Funksprecheinheit begonnen, wobei in dem Zyklus eine zweite ortsfeste Funkeinheit mit den besten Empfangsbedingungen bestimmt wird, wobei die mobile Funksprecheinheit daraufhin ihre eigene Kennung (ID) und die Kennungsnummer des Funkverkehrsbereichs an die zweite ortsfeste Funkeinheit, über die die Verbindung hergestellt wird, sendet, wobei eine Telefonverbindung von der ersten ortsfesten Funkeinheit zu der zweiten Funkeinheit, angezeigt durch die Funkverkehrsgebietskennnummer, hergestellt wird, und zwar über das öffentliche Telefonnetzwerk, und wobei die zweite ortsfeste Funkeinheit der mobilen Funksprecheinheit einen Sprachkanal zuweist, auf dem das Gespräch fortgesetzt werden kann. Das Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß, sobald eine Verbindung von der ersten ortsfesten Funkeinheit zu der zweiten ortsfesten Funkeinheit hergestellt ist, der gewählte Anruf auf dem Signalkanal zu der mobilen Funksprecheinheit ausgesendet wird. Weiterhin wird die Verbindung zu der mobilen Funksprecheinheit von dem Übertragungsaufbau der ersten lokalen Schalteinheit für eine kurze Zeit unterbrochen, sobald die erste lokale Schalteinheit ein Terminierungssignal über den Übertragungsaufbau der zweiten lokalen Schalteinheit auf den Signalisierungskanal der zweiten ortsfesten Funkeinheit empfängt, und als Ergebnis der Unterbrechung schaltet die mobile Funksprecheinheit auf den Signalisierungskanal der zweiten ortsfesten Funkeinheit und empfängt ihren ausgewählten Anruf.
Im Gegensatz zu den oben zitierten Offenbarungen, setzt die vorliegende Erfindung, wie in den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 18 beansprucht, neben anderen Merkmalen, ein System und Verfahren zum Lenken bzw. Ausrichten von Kommunikationsverbindungen ein, und zwar zwischen einer mobilen Systemeinheit und geographisch getrennten Basisstationen, wobei jede ein geographisches Versorgungsgebiet definiert, wobei neben anderen Merkmalen Kommunikationsverbindungen ausgerichtet werden, die Benutzerinformationssignale über eine Systemsteuerung, die mit der Basisstation verbunden ist, kommuniziert werden, die Benutzerinformationssignale entlang der Kommunikationsverbindungen kommuniziert werden, und zwar als Bandspreizcodemulitplexsignal, eine weitere Kopplung der Kommunikation der Benutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit und den anderen Systemeinheiten bewirkt wird über eine Kommunikationsverbindung mit einer anderen Basisstation, und weiter eine Antwort auf die Kopplung der Kommunikationsverbindung zwischen der mobilen Systemeinheit und der anderen Systemeinheit bewirkt wird, und zwar über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Basisstation während Kommunikation der Benutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Basisstation fortgesetzt wird.
In der JP 64 58134 und der JP 63 233623 wird ein Kommunikationssystem für mobile Kommunikation beschrieben, in dem eine Übergabe durch einen Systemcontroller initiiert wird. Weiterhin verwendet dieses System Frequenz-Multiplex-Vielfachzugriff-(FDMA-)Signale. Die US 4,222,115 beschreibt Übergabe in einen zellulären Kommunikationssystem, wobei Zeit-Frequenz-codierte(TFC)Spreizspektrumslgnale verwendet werden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung Verbesserungen in einem zellulären Telefonsystem für die Anrufübergabe zwischen Basisstationen vorzusehen und damit größere Versorgungszuverlässigkeit vorzusehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch das System zum Ausrichten von Kommunikationsverbindungen, wie es im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist, durch die mobile Systemeinheit, wie im unabhängigen Anspruch 20 definiert, und durch den unabhängigen Verfahrensanspruch 8, der sich auf ein diesbezügliches Verfahren bezieht, gelöst. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem CDMA zellulären Telefonsystem wird das selbe Frequenzband für alle Zellen benutzt. Die CDMA Wellenformeigenschaften, die Verarbeitungsverstärkung vorsehen, werden außerdem dazu eingesetzt um zwischen Signalen, die das selbe Frequenzband belegen zu unterscheiden. Ein mobiles Telefon oder eine Einheit braucht somit nicht die Frequenzen zu wechseln, wenn eine Übergabe des Anrufes von einer Basisstation zu einer anderen getätigt wird. Weiterhin wird die Wahrscheinlichkeit wesentlich vermindert, daß ein Anruf unterbrochen wird, wenn der Übergabebefehl fehlerhaft empfangen wurde.
In einem CDMA zellulären Telefonsystem hat jede Basisstation eine Vielzahl von Modulator-Demodulator Einheiten oder Bandspreizmodems. Jedes Modem umfaßt einen digitalen Bandspreizübertragungsmodulator (Digital spread spectrum transmit modulator), zumindest einen digitalen Bandspeizdatenempfänger und einen Suchempfänger (searcher receiver). Jedes Modem bei der Basisstation wird einer mobilen Einheit je nach Bedarf zugewiesen um eine Kommunikation mit der zugewiesenen mobilen Einheit einzurichten. Daher sind in vielen Situationen viele Modems für den Gebrauch verfügbar, während andere Modems in einer Kommunikation mit respektiven mobilen Einheiten aktiv sind.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Übergabetechnik bzw. -schema eingesetzt für ein zelluläres CDMA Telefonsystem, in welchem ein neues Basisstationsmodem einer mobilen Einheit zugewiesen ist, während die alte Basisstation weiterhin den Anruf versorgt. Wenn die mobile Einheit sich in der Übergangsregion zwischen den beiden Basisstationen befindet, kann der Anruf zwischen den Basisstationen hin und hergeschaltet werden, und zwar vorgeschrieben durch die Signalstärke. Da die mobile Einheit immer zumindest durch eine Basisstation kommuniziert, treten keine unterbrechenden Effekte für die mobile Einheit oder die Versorgung auf.
Wenn die Kommunikation der mobilen Einheit fest mit der neuen Basisstation eingerichtet ist, d. h. die mobile Einheit befindet sich deutlich innerhalb der neuen Zelle, unterbricht die alte Basisstation die Versorgung des Anrufes, Die gerade beschriebene Übergabetechnik kann als unterbrechungsfrei bzw. ”weiche” Übergabe in Kommunikation zwischen Basisstation mit der mobilen Einheit betrachtet werden. Die unterbrechungsfreie Übergabe ist im wesentlichen eine ”make before break” Schaltfunktion. Im Gegensatz dazu könnte man sagen daß herkömmliche zelluläre Telefonsysteme eine ”break before make” Schaltfunktion vorsehen.
In einem CDMA zellulären Telefonsystem der vorliegenden Erfindung ist eine unterbrechungsfreie Übergabetechnik implementiert, die es außerdem der mobilen Einheit ermöglicht eine Übergabe zu initiieren. Der mobilen Einheit wird es außerdem erlaubt, die beste neue Basisstation zu bestimmen, zu der die Kommunikation von der alten Basisstation transferiert werden soll.
Obwohl beansprucht wird, daß die mobile Einheit die Übergabeaufforderung initiiert und die neue Basisstation bestimmt, können Übergabeprozeßentscheidungen wie in herkömmlichen zellulären Telefonsystemen getroffen werden. Wie vorher besprochen, im Bezug auf herkömmliche Systeme, bestimmt die Basisstation wann eine Übergabe angebracht ist und beauftragt über die Systemsteuerung benachbarte Zellen nach dem Signal der mobilen Einheit zu suchen. Die Basisstation, die das stärkste Signale, wie durch die Systemsteuerung bestimmt, empfängt, akzeptiert dann die Übergabe. Allerdings ist eine solche von einer Basisstation initiierte Übergabe nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
In dem zellulären CDMA Telefonsystem übermittelt jede Basisstation ein Pilotträgersignal. Dieses Pilotsignal wird von den mobilen Einheiten dazu eingesetzt, anfängliche Systemsynchronisation zu erhalten und eine robuste Zeit, Frequenz und Phasenerfassung von durch die Basisstation übertragenen Signalen vorzusehen.
Jede Basisstation überträgt außerdem einen ”Set-Up”-Kanal, der bandspreizmodulierte Informationen umfaßt, wie zum Beispiel Basisstationsidentifikationen, Systemzeitabläufe, mobile Paging Informationen und verschiedene andere Steuersignale. Das Pilotsignal das von jeder Basisstation übertragen wird, hat den selben Spreizcode aber einen verschiedenen Phasencode-Offset (Code phase offset). Dieser Phasen-Offset erlaubt es die Piltosignale voneinander zu unterschieden, was in einer Unterscheidung von den Basisstationen, von denen sie herrühren, resultiert. Der Einsatz von gleichen Pilotsignalcodes ermöglicht es der mobilen Einheit eine Systemzeitablaufsynchronisation zu finden, und zwar durch eine einmalige Suche durch alle Pilotsignalcodephasen. Das stärkste Pilotsignal das durch den Korrelationsprozeß für jede Codephase bestimmt wurde, ist einfach identifizierbar. Das identifizierte Pilotsignal entspricht dem Pilotsignal das von der am nächsten liegenden Basisstation ausgesendet wurde.
Nachdem Erhalt des stärksten Pilotsignals, d. h. der anfänglichen Synchronisation der mobilen Einheit mit dem stärksten Pilotsignal, sucht die mobile Einheit nach dem geeigneten Set-Up-Kanal der Basisstation. Der Set-Up-Kanal wird durch die Basisstation übertragen unter Einsatz von einem der Vielzahl von verschiedenen vorbestimmten Bandspreizcodes. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden 21 verschiedene Codes eingesetzt. Es ist jedoch zu verstehen, daß mehr oder weniger Codes eingesetzt werden könnten in dem Set-Up-Kanal, was durch Systemparameter bestimmt wird. Die mobile Einheit beginnt dann eine Suche durch alle im Set-Up-Kanal eingesetzten verschiedenen Codes.
Wenn die mobile Einheit den geeignet Set-Up-Code für die Basisstation identifiziert hat, werden Systeminformationen empfangen und verarbeitet. Die mobile Einheit überwacht weiterhin den Set-Up-Kanal nach Steuernachrichten. Eine solche Steuernachricht würde einen Anruf, der darauf wartet zu dieser mobilen Einheit transferiert zu werden, anzeigen.
Die mobile Einheit fährt fort die empfangenen Pilotträgersignalcodes abzutasten, und zwar mit dem Code-Offset der dem übertragenen Pilotesignalen der benachbarten Basisstation entspricht. Dieses Abtasten wird ausgeführt um zu bestimmen oh das Pilotsignal, ausgesandt von benachbarten Zellen, stärker wird als das Pilotsignal, welches zuerst als stärkstes bestimmt wurde. Wenn ein benachbartes Basisstationspilotsignal stärker wird als das anfänglich von der Baisstation übertragene Piltosignal, und zwar während dieser Anruf im inaktiven Modus ist, wird die mobile Einheit das stärkere Pilotsignal und entsprechenden Set-Up-Kanal der neuen Basisstation erlangen bzw. aktivieren.
Wenn ein Anruf initiiert wird, wird eine Pseudorausch-(PN)-Codeadresse für den Gebrauch während des Ablaufs dieses Anrufes bestimmt. Die Codeadresse kann entweder durch die Basisstation zugewiesen werden oder durch eine Vorbestimmung, basierend auf der Identität der mobilen Einheit, bestimmt werden. Nachdem ein Anruf initiiert wurde, fährt die mobile Einheit fort die Piltosignale, die durch Basisstationen, die sich in den benachbarten Zellen befinden, übertragen wurden, zu scannen. Das Scannen der Pilotsignale wird fortgesetzt, um zu bestimmen ob eines der von den benachbarten Basisstationen übertragenen Pilotsignale stärker werden als das Pilotsignal das durch die Basisstation mit der sich die mobile Einheit in einer Kommunikation befindet. Wenn das Pilotsignal, das von einer Basisstation in einer benachbarten Zelle übertragen wurde, stärker wird als das Pilotsignal, das durch eine Basisstation in der gegenwärtigen Zelle übertragen wurde, ist dies ein Anzeichen für die mobile Einheit, daß in eine neue Zelle eingetreten wurde, und daß eine Übergabe initiiert werden sollte. Ansprechend auf diese Piltosignalstärkenbestimmung, erzeugt die mobile Einheit eine Steuernachricht und überträgt diese Steuernachricht an die Basisstation, die gegenwärtig den Anruf versorgt. Diese Steuernachricht, anzeigend das ein Pilotsignal übertragen von einer neuen Basisstation jetzt stärker ist als das Pilotsignal, das von der gegenwärtigen Basisstation übertragen wird, wird an die Systemsteuerung geliefert. Die Steuernachricht enthält weitere Informationen, die die neue Basisstation und den PN-Code identifizieren. Die Steuernachricht wird nach der Weitergabe an die Systemsteuerung interpretiert und zwar so daß eine Übergabe Kommunikation der mobilen Einheit an die neue identifizierte Basisstation beginnen werden soll.
Die Systemsteuerung beginnt nun den Übergabeprozeß. Es ist zu verstehen, daß während der Übergabe die PN-Codeadresse, der ausgewählten mobilen Einheit, die einen Übergabeprozeß erfahren soll, sich nicht verändern muß. Die Systemsteuerung beginnt die Übergabe durch Zuweisen eines Modems, das sich in der neuen Basisstation befindet, an den Anruf. Diesem Modem wird die PN-Adresse gegeben, die den Anruf in der Kommunikation zwischen der mobilen Einheit und dem gegenwärtigen Basisstationsmodem zugewiesen ist. Das neue Basisstationsmodem das der Versorgung des Anrufs zugewiesen ist, sucht nach, und findet das Signal, übertragen von der mobilen Einheit. Das Basisstationsmodem fängt außerdem an abgehende Signale an die mobile Einheit zu senden. Die mobile Einheit sucht nach den ausgehenden bzw. abgehenden Signal gemäß den Signalen und Set-Up-Kanal-Informationen, die von der neuen Basisstation vorgesehen sind.
Wenn das Signal, das von dem neuen Basisstationsmodem übertragen wurde, erlangt wurde, schaltet die mobile Einheit um, um diesem Signal zuzuhören. Die mobile Einheit überträgt dann eine Steuernachricht die anzeigt, daß die Übergabe abgeschlossen ist. Die Steuernachricht wird durch eine oder beide der alten und neuen Basisstationsmodems an die Systemsteuerung geliefert. Ansprechend auf diese Steuernachricht schaltet die Systemsteuerung den Anruf alleine über das neue Basisstationsmodem und unterbricht den Anruf über das alte Basisstationsmodem bzw. das Modem der alten Basisstation. Das alte Basisstationsmodem wird dann der Gruppe von freien Modems zugewiesen, die für eine neue Zuordnung zur Verfügung stehen.
Als eine zusätzliche Verbesserung kann der Übergabeprozeß einen zweiten Betriebsmodus einführen. Auf diesen zweiten Modus wird hiermit als der Basisstationsvielseitigkeitsmodus (diversity) bezug genommen. Der Kontext des Basisstationsvielseitigkeitsmoduses ist weiterhin in der anhängigen US-Patentschrift 5,109,390 mit dem Titel ”DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELULAR TELEPHONE SYSTEM”, eingereicht am 7. November 1989 durch die vorliegenden Erfinder und dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zugewiesen, offenbart.
In dem Basisstationsvielseitigkeitsmodus wird es dem Anruf erlaubt in einem Zwischenzustand wie oben beschrieben im Bezug auf das Bearbeiten des Anrufes durch zwei Basisstationen zu verweilen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, hierin beschrieben in Bezug auf das mobile Telefon der vorliegenden Erfindung, werden insgesamt drei demodulierende Prozessoren oder Empfänger eingesetzt. Einer der Empfänger wird für die Scannfunktion eingesetzt während die beiden anderen Empfänger als zwei Kanalvielseitigkeitsempfänger (Channel Diversitiy Receiver) eingesetzt. Während des Betriebs in einer singulären Zelle, versucht der Scan-Empfänger das von der Basisstation ausgesendete Signal, welches sich über mehrfache Wege zu der mobilen Einheit ausbreitet, zu finden. Diese Mehrfachwegsignale werden typischerweise durch Reflektion von Signalen an Terraingebäuden und anderen Signalhindernissen bewirkt. Wenn zwei oder mehrere solcher Reflektionen gefunden werden, werden die zwei Empfänger den zwei stärksten Wegen zugewiesen. Der Scann-Empfänger bzw. Abtastempfänger fährt fort die Mehrfachwege zu bewerten um die beiden Empfänger mit den Signalen der zwei stärksten Wege zu synchronisieren, während sich die Pfad- bzw. Wegbedingungen verändern.
In dem Basisstationsvielseitigkeitsmodus werden die zwei stärksten Wege von jeder Basisstation durch den Suchempfänger bestimmt. Die zwei Empfänger werden der Demodulation der Signale auf den zwei stärksten Wege der möglichen vier Wege von der originalen Basisstation und von der neuen Basisstation zugewiesen. Der Datendemodulierungsprozess setzt Informationen von beiden dieser Empfänger ein in einer Vielseitigkeitskombinierungsoperation (Diversity Combining Operation). Das Ergebnis dieser Vielseitigkeitskombienierrungsoperation ist eine stark verbesserter Widerstandsfähigkeit im Bezug auf schädliches Schwinden (faden), das auftreten kann in einer zellulären mehrfachweg Telefonumgebung.
Obwohl verschiedenen Typen von Vielseitigkeitskombinierungstechniken im Fachgebiet bekannt sind, benutzt die vorliegende Erfindung das Vielseitigkeitskombinieren, um die Qualität und die Zuverlässigkeit der Kommunikation in einem mobilen zellulären Telefonsystem auf signifikante Weise zu verbessern. In der vorliegenden Erfindung wird eine Form von maximaler Verhältniskombinierung (maximal ratio combining) eingesetzt. Das Signal-zu-Rauschverhältnis wird für die Kombination der beiden Wege bestimmt, wobei die Beiträge der zwei Wege demgemäß gewichtet sind. Das Kombinieren ist kohärent da die Demodulation der Pilotsignale eine Bestimmung der Phasen von jedem Weg erlaubt.
In dem Weg von der mobilen Einheit zu den zwei Basisstationen wird Wegvielseitigkeitsempfang auch dadurch erreicht, daß beide Basisstationen das Signal, übertragen von der mobilen Einheit, demodulieren. Beide Basisstationen geben ihre demodulierten Datensignale an die Systemsteuerung weiter, zusammen mit einer Anzeige für die Signalqualität in den Basisstationsempfängern. Die Systemsteuerung kombiniert dann die zwei Versionen der mobilen Einheit und wählt das Signal mit der Anzeige für die beste Qualität. Es ist zu verstehen, daß es möglich ist, die undecodierten oder sogar die undemodulierten Signale an die Systemsteuerung zu übertragen, um den Einsatz eines besseren Vielseitigkeitskombinierungsprozesses zu ermöglichen.
Der Übergabeprozeß in dem Zellenvielseitigkeitsmodus wird wie vorher besprochen initiiert. Die mobile Einheit bestimmt, daß ein Signal, übertragen von einer benachbarten Basisstation, eine Signalstärke hat, die groß genug ist um eine qualitativ gute Demodulation des Signals zu ermöglichen. Die mobile Einheit überträgt eine Steuernachricht an die gegenwärtige Basisstation, welches die Identität der neuen Basisstation und eine Aufforderung für den Zellenvielseitigkeitsmodus anzeigt. Die Basisstation gibt dann die Basisstationsidentität und Aufforderung an die Systemsteuerung weiter.
Die Systemsteuerung spricht durch ein Verbinden des Anrufes zu einem Modem in der neuen Basisstation an. Die Systemsteuerung führt dann eine Vielseitigkeitskombinierung der Signale, empfangen durch die zwei Basisstationen aus, während die mobile Einheit eine Vielseitigkeitskombinierung der Signale empfangen durch die zwei Basisstationen ausführt. Der Zellenvielseitigkeitsmodus wird beibehalten solange Signale, die von beiden Basisstationen empfangen wurden, einen Pegel haben, der ausreichend ist um eine qualitativ gute Demodulation zu ermöglichen.
Die mobile Einheit fährt fort, nach Signalen zu suchen, die von anderen Basisstationen ausgesendet wurden. Wenn ein Signal übertragen von einer dritten Basisstation stärker wird als die Signale der originalen zwei Basisstationen, wird die Steuernachricht durch die mobile Einheit über zumindest eine gegenwärtige Basisstation an die Systemsteuerung übertragen. Die Steuernachricht zeigt die Identität der Basisstation und eine Anforderung für eine Übergabe an. Die Systemsteuerung unterbricht dann den Anruf, der über das schwächste Basisstationssignal der drei kommuniziert wird, während der Anruf durch die zwei stärksten Basisstationen vorgesehen wird. Sollte die mobile Einheit mit zusätzlichen Empfängern ausgestattet sein, wie zum Beispiel drei Empfängern, könnte ein dreifacher Basisstationsvielseitigkeitsmodus implementiert werden.
Der Basisstationsvielseitigkeitsmodus wird beendet, wenn die mobile Einheit bestimmt, daß nur eine Basisstation ein adäquates Signal für eine qualitativ gute Demodulation vorsieht. Die mobile Einheit sendet dann eine Steuernachricht anzeigend für die Basisstation, die in der Kommunikation verbleibt, wenn der Basisstationsvielseitigkeitsmodus beendet wird. Der Basisstationsvielseitigkeitsmodus kann außerdem durch die Systemsteuerung terminiert werden, wenn das System droht überlastet zu werden mit einer nicht ausreichenden Anzahl von Modems, die zur Verfügung stehen um alle Anfragen der mobilen Einheiten für diesen Betriebsmodus zu tragen bzw. zu berücksichtigen. Der Basisstationsvielseitigkeitsmodus, wie besprochen, wird implementiert durch Entscheidungen zum Betrieb in dem Basisstationsvielseitigkeitsmodus, die bei der mobilen Einheit getroffen werden. Es ist jedoch zu verstehen, daß der Basisstationsvielseitigkeitsmodus auch implementiert werden könnte wobei die Entscheidungen zum Betrieb in diesem Modus bei der Systemsteuerung getroffen werden.
Die vorliegende Erfindung sieht eine wesentliche Verbesserung gegenüber gegenwärtigen zellulären Telefonsystemen im Bezug zur Übergabe von mobilen Einheiten vor. Der ”make before break” Übergabemechanismus der vorliegenden Erfindung ist eine wesentliche Verbesserung der gesamten Systemzuverlässigkeit mit weniger Versorgungsunterbrechungen. Die Implementation eines Basisstationsvielseitigkeitsmoduses sieht weitere Verbesserungen über konventionelle zelluläre Telefonsysteme vor, durch das Vorsehen zusätzlicher Systemzuverlässigkeit und Kommunikationsqualität.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der unten angeführten detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen in denen Bezugszeichen durchweg übereinstimmen und wobei:
1 ist eine schematische Übersicht über ein beispielhaftes zelluläres CMDA Telefonsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdigramm eines Telefons einer mobilen Einheit konfiguriert für CDMA-Kommunikation in einem zellulären CDMA Telefonsystem;
3 ist ein Blockdiagramm einer Basisstationsausrüstung in einem zellulären CDMA Telefonsystem; und
4 ist ein Blockdiagramm einer mobilen Telefonschaltzentralausrüstung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein beispielhaftes Telefonsystem, in welchem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist, ist in 1 dargestellt. Das System dargestellt in 1 benutzt CDMA-Modulationstechniken in der Kombination zwischen den mobilen Systemeinheiten oder mobilen Telefonen und der Basisstation. Zelluläre Systeme in Großstädten können hunderte von Basisstationen die hunderttausende von mobilen Telefonen versorgen, haben. Der Einsatz von CDMA-Techniken ermöglicht einfach die Erhöhung der Benutzerkapazität in Systemen von dieser Größe im Vergleich zu konventionellen FM-Modulationszellulären Systemen. In 1 umfassen die Systemsteuerung und Schalter 10, auch als Mobiltelefonschaltzentrale (MTSO) bezeichnet, typischerweise Interphase- und Prozeßschaltungen zum Vorsehen einer Systemsteuerung für die Basisstation. Steuerung 10 steuert außerdem das Lenken bzw. Schalten von Telefonanrufen aus dem öffentlich geschalteten Telefonnetz (PSTN) zu den geeigneten Basisstationen zur Übertragung an die geeigneten mobilen Einheiten. Steuerung 10 steuert außerdem das Lenken von Anrufen von den mobilen Einheiten über zumindest eine Basisstation zu den PSTN. Steuerung 10 kann Anrufe zwischen mobilen Teilnehmern über die geeigneten Basisstationen lenken, da solche mobilen Einheiten typischerweise nicht direkt miteinander kommunizieren.
Steuerung 10 kann durch verschiedene Mittel an die Basisstation gekoppelt sein, wie zum Beispiel zugewiesene Telefonleitungen, optische Faserverbindungen oder durch Mikrowellen-Kommunikationsverbindungen. In 1, sind drei solche beispielhaften Basisstationen, 12, 14 und 16, zusammen mit exemplarischen mobilen Einheiten 18, welche ein zelluläres Telefon umfassen, dargestellt. Pfeile 20a–20b definieren die möglichen Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstation 12 und mobiler Einheit 18. Die Pfeile 22a–22b definieren, die möglichen Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstation 14 und mobiler Einheit 18. Ähnlich definieren die Pfeile 24a–24b die mögliche Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstation 16 und mobiler Einheit 18.
Die Versorgungsgebiete der Basisstation oder Zellen sind so in geographischen Formen eingerichtet, daß die mobile Einheit normalerweise am nächsten zu einer Zelle ist. Wenn die mobile Einheit inaktiv bzw. ungenutzt ist, d. h. keine Anrufe vorhanden sind, überwacht die mobile Einheit kontinuierlich die Pilotsignalübertragungen von jeder benachbarten Basisstation. Wie in 1 dargestellt werden die Pilotsignale respektiv an die mobile Einhiet 18 durch Basisstation 12, 14 bzw. 16 über die Kommunikationsverbindung 20b, 22b und 24b übertragen. Die mobile Einheit bestimmt dann in welcher Zelle sie ist, und zwar durch Vergleich der Pilotsignalstärken die von diesen speziellen Basisstationen übertragen werden.
In dem Beispiel, dargestellt in 1, kann die mobile Einheit 18 als am nächsten zur der Basisstation 16 angesehen werden. Wenn die mobile Einheit 16 einen Anruf initiiert wird eine Steuernachricht an die nächstliegende Basisstation, Basisstation 16 übertragen. Basisstation 16 signalisiert nach dem Empfang der Anrufanfragenachricht der Systemsteuerung und transferiert die Anrufnummer. Die Systemsteuerung 10 verbindet dann den Anruf durch die PSTN an den beabsichtigten Empfänger.
Sollte ein Anruf innerhalb des PSTN initiiert werden, überträgt die Steuerung 10 die Anrufinformation an alle Basisstationen in dem Gebiet. Die Basisstationen wiederum übertragen eine Paging-Nachricht bzw. eine Anklopfnachricht an die beabsichtigen Empfänger der mobilen Einheit. Wenn die mobile Einheit die Anklopfnachricht hört, antwortet es mit einer Steuernachricht, die an die benachbarte Basisstation übertragen wird. Die Steuernachricht signalisiert der Systemsteuerung, daß die spezielle Basisstation in Kommunikation ist mit der mobilen Einheit. Die Steuerung 10 lenkt dann den Anruf durch die Basisstation zu der mobilen Einheit.
Sollte die mobile Einheit 18 sich aus dem Versorgungsbereich oder abgedeckten Bereich der anfänglichen Basisstation, Basisstation 16, bewegen, wird ein Versuch gemacht den Anruf fortzusetzen durch Umlenken des Anrufes durch andere Basisstationen. In dem Übergabeprozeß gibt es zwei verschiedene Verfahren zum Initiieren der Übergabe des Anrufes oder Umlenken durch andere Basisstationen.
Das erste Verfahren, bezeichnet als basisstationsinitiierte Übergabe, ist ähnlich zu dem Übergabeverfahren in den original analogen zellulären Telefonsystemen der ersten Generation eingesetzt wird, die gegenwärtig in Gebrauch sind. In den basisstationsinitiierten Übergabeverfahren, merkt die anfängliche Basisstation, Basisstation 16, daß das Signal das durch die mobile Einheit 18 übertragen wird, unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes gefallen ist. Die Basisstation 16 sendet dann eine Übergabeaufforderung an die Systemsteuerung 10. Steuerung 10 gibt diese Aufforderung an alle benachbarten Basisstationen 14, 12 der Basisstation 16 weiter. Die von der Steuerung übermittelte Anfrage umfaßt Information in Bezug auf den Kanal, einschließlich der PN-Codesequenz, die von der mobilen Einheit 18 eingesetzt wird. Die Basisstationen 12 und 14 stellen einen Empfänger auf den Kanal, der von der mobilen Einheit benutzt wird, ein, und messen die Signalstärke, typischerweise unter Einsatz von digitalen Techniken. Wenn einer der Empfänger der Basisstation 12 und 14 ein stärkeres Signal als die von der anfänglichen Basisstation berichtete Signalstärke berichten, dann wird eine Übergabe zu dieser Basisstation vollzogen.
Das zweite Verfahren des Initiierens einer Übergabe wird als die mobil initiierte Übergabe bezeichnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das zweite Verfahren zum initiieren einer Übergabe eingesetzt. Die mobile Einheit ist mit einem Suchempfänger ausgerüstet, der dazu eingesetzt wird die Pilotsignalübertragungen der benachbarten Basisstationen 12 und 14 zu scannen zusätzlich zum Ausführen von anderen Funktionen. Wenn ein Pilotsignal der Basisstationen 12 und 14 gefunden wird, welches stärker ist als das Pilotsignal der Basisstation 16, überträgt die mobile Einheit 18 eine Steuernachricht an die gegenwärtige Basisstation, Basisstation 16. Die Steuernachricht enthält Informationen, die die Basisstation mit der größeren Signalstärke identifiziert zusätzlich zur Information die eine Übergabe dieser Basisstation fordern. Die Basisstation 16 transferiert diese Steuernachricht an die Steuerung 10.
Das mobil initiierte Übergabeverfahren hat verschiedene Vorteile gegenüber dem basisstationsinitiierten Übergabeverfahren. Die mobile Einheit bemerkt Veränderungen in Wegen zwischen sich selbst und den verschiedenen benachbarten Basisstationen viel früher und mit weniger Aufwand als die Basisstationen dazu in der Lage sind. Um jedoch eine mobil initiierte Übergabe durchzuführen muß jede mobile Einheit mit einem Suchempfänger ausgestattet sein um die Suchfunktion auszuführen. In dem Ausführungsbeispiel der hierin beschriebenen mobilen Einheit mit CDMA Kommunikationsfähigkeiten hat der Suchempfänger zusätzliche Funktionen die seine Anwesenheit erfordern.
2 stellt in Form eines Blockdiagrammes ein beispielhaftes zelluläres Telefon in Form einer mobilen Einheit dar. Die mobile Einheit umfaßt eine Antenne 30, die durch den Deplexer 32 an den analogen Empfänger 34 gekoppelt ist, und einen Sendeleistungsverstärker 36. Die Antenne 30 und der Deplexer 32 haben ein Standarddesign und erlauben gleichzeitige Übertragung und Empfang über eine einzige Antenne. Die Antenne 30 sammelt übertragene Signale und liefert diese durch den Deplexer 32 zu dem analogen Empfänger 34. Empfänger 34 empfängt das HF-Frequenzsignal von dem Deplexer 32, welche typischerweise in dem 850 MHz Frequenzband sind zum Verstärken und zu Frequenzabwärtswandlung zu einer ZF-Frequenz. Dieser Frequenzübersetzungsprozeß wird erreicht durch Einsatz eines Frequenzsynthesizers eines Standarddesigns, welcher es erlaubt den Empfänger auf jeder der Frequenzen innerhalb des Empfängerfrequenzbandes des gesamten zellulären Telefonfrequenzbandes zu tunen bzw. einzustellen.
Das ZF-Signal wird dann durch einen Oberflächen-akustischen-Wellen-(SAW)Bandpaßfilter begeben, welcher in dem bevorzugten Ausführungsbeispielen eine ungefähre Bandbreite von 1,25 MHz hat. Die Eigenschaften des SAW-Filters, sind so ausgewählt, das sie zu der Wellenform des Signals, übertragen durch die Basisstation, paßt, wobei das Signal direktfrequenzbandspreizmoduliert (Direct Sequence Spread Spectrum Modulated) wurde durch eine PN-Sequenz, die mit einer vorbestimmten Rate getaktet wurde, welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1,25 MHz ist. Diese Taktrate wird als ganzzahliges Vielfaches einer Anzahl von bekannten Datenraten wie zum Beispiel 16 kbps, 9,6 kbps und 4,8 kbps ausgewählt.
Der Empfänger 34 führt außerdem eine Leistungssteuerungsfunktion aus zum Anpassen der Sendeleistung der mobilen Einheit. Der Empfänger 34 erzeugt ein analoges Leistungssteuersignal, das an die Sendeleistungssteuerschaltung 38 geliefert wird. Die Steuerung und der Betrieb der Leistungssteuermerkmale der mobilen Einheit sind in der anhängigen US-Patentschrift 5,056,109 mit dem Titel ”METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA MOBILE TELPHONE SYSTEM”, eingereicht am 7. November 1989 durch die hier vorliegenden Erfinder eingereicht und zugewiesen an die Anmelder der vorliegenden Erfindung, offenbart.
Der Empfänger 34 umfaßt außerdem einen Analog-zu-digital(A/D)-Wandler (nicht gezeigt) zum Wandeln des ZF-Signals zu einem digitalen Signal, wobei die Umwandlung mit einer 9,216 MHz Taktfrequenz in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel auftritt, was genau das achtfache der PN-Chiprate ist. Das digitalisierte Signal wird an jeden der zwei oder mehr Signalprozessoren oder Datenempfänger geliefert, von denen einer ein Suchempfänger und die restlichen Datenempfänger sind.
In 2 wird die digitalisierte Signalausgabe des Empfängers 34 an die digitalen Datenempfänger 40 und 42 und den Suchempfänger 44 geliefert.
Die digitalisierten ZF-Signale können Signale von vielen ablaufenden Anrufen zusammen mit Pilotträgern, übertragen durch die gegenwärtigen und alle benachbarten Basisstationen, enthalten. Die Funktion des Empfängers 40 und 42 ist es, die ZF-Sample mit der geeigneten PN-Sequenz zu korrelieren. Dieser Korrelationsprozeß liefert eine Eigenschaft, die in dem Fachgebiet als „Verarbeitungsverstärkung” gut bekannt ist, und welches das Signal-zu-Interferenz-Verhältnis eines Signals, welches zu der geeigneten PN-Sequenz paßt, verbessert, während andere Signale nicht verstärkt werden. Die korrelierte Ausgabe wird dann synchron erfaßt, wobei der Pilottträger von der am nächsten liegenden Basisstation als Trägerphasenreferenz (Carrier Phase Reference) eingesetzt wird. Das Ergebnis dieses Erfassungsprozesses ist eine Sequenz von kodierten Datensymbolen.
Eine Eigenschaft von der PN-Sequenz, wie sie in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist daß eine Diskriminierung gegenüber Vielwegsignalen (Multipath Signals) vorgesehen ist. Wenn das Signal bei dem mobilen Empfänger ankommt, und zwar nach Durchlaufen von mehr als einem Weg, gibt es einen Unterschied in der Empfangszeit des Signals. Der Unterschied in der Empfangszeit entspricht dem Unterschied in dem Abstand geteilt durch die Geschwindigkeit des Lichtes. Wenn der Zeitunterschied 1 mikrosekunde überschreitet, dann wird der Korrelationsprozeß zwischen einem der Wege unterscheiden. Der Empfänger kann wählen ob er den früheren oder späteren Weg folgen und empfangen will. Wenn zwei Empfänger vorgesehen sind, wie Empfänger 40 und 42, dann können zwei unabhängige Wege unabhängig und parallel verfolgt werden.
Der Suchempfänger 44, unter Steuerung des Steuerprozessors 46 existiert zum kontinuierlichen Scannen der Zeitdomäne um die nominale Zeit eines empfangenen Pilotsignales nach anderen Mehrfachweg bzw. Vielwegpilotsignalen von der selben Basisstation und nach Pilotsignalen übertragen von anderen Basisstationen. Der Empfänger 44 wird die Stärke von jedem Empfang einer gewünschten Wellenlänge zu einer Zeit die unterschiedlich ist von der nominalen Zeit messen. Der Empfänger 44 vergleicht Signalstärken in den empfangenen Signalen. Der Empfänger 44 liefert ein Signalstärkensignal an den Steuerprozessor 46, anzeigend für das stärkste Signal. Der Prozessor 46 liefert Signale an die digitalen Datenempfänger 40 und 42 damit jeder ein verschiedenes der stärksten Signale verarbeitet. Gelegentlich hat ein Pilotsignal, übertragen von einer anderen Basisstation, eine größere Signalstärke als die gegenwärtige Basisstationsignalstärke. Der Steuerprozessor 46 erzeugt dann eine Steuernachricht zur Übertragung an die Systemsteuerung über die gegenwärtige Basisstation und beauftragt einen Transfer der Zelle (des Anrufes) an die Basisstation, die dem stärkeren Pilotsignal entspricht. Empfänger 40 und 42 können deshalb Anrufe durch zwei verschiedene Basisstationen behandeln.
Die Ausgaben von Empfängern 40 und 42 werden an den Vielseitigkeitskombinierer und an die Dekodiererschaltung 48 geliefert. Die Vielseitigkeitskombiniererschaltung, die innerhalb der Schaltung 48 enthalten ist, paßt einfach den Zeitablauf der zwei empfangenen Signalströme in einem ausgerichteten Zustand an und addiert diese zusammen. Dieser Additionsprozeß kann fortgeführt werden durch ein Multiplizieren der zwei Ströme durch eine Zahl, die den relativen Signalstärken der beiden Ströme entspricht. Diese Operation kann als Maximalverhältnisvielseitigkeitskombinierer (Maximal Ratio Diversity Combiner) angesehen werden. Der resultierende kombinierte Signalstrom wird dann dekodiert unter Einsatz eines Vorwärtsstromfehlererfassungsdekoders (Forward Stream Error detection Decorder) der sich auch in der Schaltung 48 befindet.
In dem Ausführungsbeispiel wird Faltungskodieren (Convulutional Encoding) eingesetzt. Das Faltungskodieren hat eine Beschränkungslänge 9 und eine Kodierrate 1/3, d. h. drei kodierte Symbole werden produziert und übertragen für jedes Informationsbit das übertragen werden soll. Der optimale Decoder für diesen Typ von Code ist das Soft Decision Viterbi Algorithmus Decoder Design. Die resultierenden dekodierten Infromationsbits werden an die Benutzerdigitalbasisbandschaltung 50 weitergegeben. Die Basisbandschaltung 50 umfaßt typischerweise einen digitalen Vocoder (nicht gezeigt). Die Basisbandschaltung 50 dient weiterhin als sein Interface mit einem Hörer oder einem anderen Typ einer peripheren Vorrichtung. Basisbandschaltung 50 berücksichtigt eine Vielzahl von verschiedenen Vocoder Designs. Die Basisbandschaltung 50 liefert ausgegebene Informationssignale an den Benutzer gemäß der Information, die ihr von der Schaltung 48 geliefert wird.
Analoge Benutzersprachsignale, die typischerweise durch ein Handgerät vorgesehen werden, werden als Eingabe für die Basisbandschaltung 50 vorgesehen. Die Basisbandschaltung 50 umfaßt einen Analog-zu-digital-(A/D)-Wandler (nicht gezeigt) welches das analoge Signal in digitaler Form umwandelt. Das digitale Signal wird an den digitalen Vocoder geliefert, wo es kodiert wird. Die Vocoderausgabe wird an eine Kodierschaltung (nicht gezeigt) mit Vorwärtsfehlerkorrektur zur Fehlerkorrektur vorgesehen. Das sprachdigitalisierte kodierte Signal wird von der Basisbandschaltung 50 an den Übertragungsmodulator 52 ausgegeben.
Der Übertragungsmodulator 52 moduliert das kodierte Signal auf ein PN-Trägersignal, dessen PN-Sequenz ausgewählt wird gemäß der zugewiesenen Adressfunktion für den Anruf. Die PN-Sequenz wird durch den Steuerprozessor 46 aus Set-Up-Informationen des Anrufs, die von der Basisstation und den Dekodierempfängern 40 und 42 übertragen wird, bestimmt. Alternativ kann der Steuerprozessor 46 die PN-Sequenz durch eine Voranordnung mit der Basisstation bestimmt werden. Der Steuerungsprozessor 46 liefert die PN-Sequenzinformation an den Übertragungsmodulator 52 und an die Empfänger 40 und 42 zur Anrufdekodierung.
Die Ausgabe des Übertragungsmodulators 52 wird an die Sendeleistungssteuerschaltung 38 geliefert. Die Signalsendeleistung wird durch das analoge Leistungssteuersignal, vorgesehen durch den Empfänger 34, gesteuert. Weiterhin werden Steuerbits durch die Basisstationen in der Form von Leistungsanpassungsbefehlen übertragen und von den Datenempfängern 40 und 42 bearbeitet. Der Leistungsanpassungsbefehl wird durch den Steuerprozessor eingesetzt zum Einstellen des Leistungspegels in der mobilen Übertragungseinheit. Ansprechend auf den Leistungsanpassungsbefehl erzeugt der Steuerprozessor 46 ein digitales Leistungssteuersignal, das an die Schaltung 38 geliefert wird. Weitere Informationen im Bezug auf die Beziehungen der Empfänger 40 und 42, Steuerprozessor 46 und Übertragungsleistungssteuerung 35 untereinander sind weiterhin in dem oben erwähnten US-Patent 5,056,909 beschrieben.
Die Sendeleistungssteuerschaltung 38 gibt das leistungsgesteuerte modulierte Signal an die Sendeleistungsverstärkungsschaltung 36. Die Schaltung 36 verstärkt und wandelt das ZF-Signal in eine HF-Frequenz durch Mischen (mixing) mit einem Frequenzsynthesizerausgabesignal, welches das Signal auf eine geeignete Ausgabefrequenz tuned bzw. abstimmt. Die Schaltung 36 umfaßt einen Verstärker, der die Leistung auf einen letzten Ausgabepegel verstärkt. Das beabsichtigte Übertragungssignal wird von der Schaltung 36 an den Deplexer 32 ausgegeben. Der Deplexer 32 koppelt das Signal an die Antenne 30 zur Übertragung an die Basisstation.
Der Steuerprozessor 46 ist außerdem in der Lage Steuernachrichten zu erzeugen, wie zum Beispiel eine Zellenvielseitigkeitsmodusaufforderung und Basisstationskommunikationsbeendigungsbefehle. Diese Befehle werden an den Übertragungsmodulator 52 zur Übertragung geliefert. Der Steuerprozessor 46 ist ansprechend auf die Daten die von den Datenempfängern 40, 42 und Suchempfängern 44 empfangen werden zum Treffen von Entscheidungen im Bezug auf die Übergabe und Vielseitigkeitskombinierung.
3 stellt in einer Blockdiagrammform ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Basisstationsausrüstung dar. Bei der Basisstation werden zwei Empfängersysteme eingesetzt, wobei jede eine separate Antenne und einen analogen Empfänger zum Raumvielseitigkeitsempfang haben. In jedem der Empfängersysteme werden die Signale auf identische Weise verarbeitet bis die Signal einen Vielseitigkeitskombinationsprozeß unterzogen wurden. Die Elemente innerhalb der gestrichelten Linie entsprechen den Elementen die der Kommunikation zwischen der Basisstation und der mobilen Einheit entsprechen. Die Ausgabe des analogen Empfängers werden außerdem an andere Elemente die für die Kommunikation mit anderen mobilen Einheiten eingesetzt werden, geliefert.
In der 3 umfaßt das erste Empfängersystem eine Antenne 60, einen analogen Empfänger 62, Suchempfänger 64 und einen digitalen Datenempfänger 66. Dieses Empfängersystem kann außerdem einen optionalen digitalen Datenempfänger 68 umfassen. Das zweite Empfängersystem umfaßt eine Antenne 70, einen analogen Empfänger 72, einen Suchempfänger 64 und einen digitalen Datenempfänger 66. Außerdem wird in der Signalverarbeitung und Steuerung der Übergabe und Vielseitigkeit ein Basisstationsteuerprozessor 78 eingesetzt. Beide Empfängersysteme sind an den Vielseitigkeitskombinierer und an die Decodiererschaltung 80 gekoppelt. Die digitale Verbindung 82 wird zum Kommunizieren von Signalen zu und von der MTSO (4) mit dem Basisstationsübertragungsmodulator 84 und Schaltung 80 eingesetzt, und zwar unter Steuerung des Steuerprozessors 78.
Die Signale, die auf der Antenne 60 empfangen werden, werden an den analogen Empfänger 62 geliefert. Die empfangenen Signale, verstärkt durch einen Verstärker im Empfänger 62, werden auf eine ZF-Frequenz übersetzt und zwar durch Mischen mit einem Frequenzsynthesizerausgabesignal (Synthesizer Output Signal). Die ZF-Signale werden bandpaßgefiltert und digitalisiert, und zwar in einem Prozeß, der identisch ist mit dem im Bezug auf den analogen Empfänger der mobilen Einheit beschriebenen. Die digtialisierten ZF-Signale werden an den digitalen Datenempfänger 66, optionalen Datenempfänger 68 und Suchempfänger 64 geliefert und werden dort jeweils auf eine Art und Weise verarbeitet, die ähnlich ist zu der, wie sie im Bezug auf die digitalen Datenempfänger und Suchempfänger der mobilen Einheit in 2 offenbart wurde. Die Verarbeitung durch die digitalen Datenempfänger und Suchempfänger ist jedoch in einigen Aspekten verschieden für die mobil-zur-Basisstationsverbindung von der Verarbeitung die in der Basisstation-zu-mobil-Verbindung eingesetzt wird.
In dem ankommenden (inbound) oder mobilen-Einheit-zur Basisstation-Verbindung, übermittelt die die mobile Einheit nicht ein Pilotsignal, das für kohärente Referenzzwecke in der Signalverarbeitung bei der Basisstation eingesetzt werden kann. Somit setzt die mobile-Einheit-zur Basisstation-Verbindung ein nicht kohärentes Modulations- und Demodulationsschema unter Einsatz einer 64-fachen orthogonalen Signalisierung ein.
Der Suchempfänger 64 wird wiederum dazu eingesetzt die Zeitdomäne um das Empfängersignal herum zu scannen, um sicherzustellen, daß die zugeordneten digitalen Datenempfänger 66 und Datenempfänger 68, wenn eingesetzt, das stärkste zur Verfügung stehende Zeitdomänsignal verfolgen und bearbeiten. Dieser Verfolgungs- bzw. Erfassungsprozeß ist identisch zu dem wie er in bezug auf die mobile Einheit beschrieben wurde. Suchempfänger 64 sieht ein Signal an den Basisstationssteuerprozessor 78 vor, der Steuersignale an die digitalen Datenempfänger 66 und 65 vorsieht zum Auswählen des geeigneten empfangenen Signals zur Verarbeitung.
In dem 64-fachen orthogonalen Signalisierungsprozeß, hat ein Symbol, übertragen von der mobilen Einheit, eine der 64 verschiedenen Möglichkeiten. Ein 6-Bit Symbol wird in eine von 2⁶, d. h. 64, verschiedene binäre Sequenzen kodiert. Dieser Satz von ausgewählten Sequenzen sind als Walsh-Funktionen bekannt. Die optimale Empfängerfunktion für die Walsh-Funktion ist die Schnelle Hadamard Transformation (FHT bzw. Fast Hadamard Transform). In den Suchempfängern 64 und digitalen Datenempfängern 66 und 68, wird das Eingabesignal, wie in bezug auf die Empfänger der mobilen Einheit besprochen, korreliert, wobei die korrelierte Ausgabe an den FHT-Prozessor gegebenen wird. Der FHT-Prozessor produziert einen Satz von 64 Koeffizienten für jede 6 Symbole. Die 64 Symbole werden dann durch eine Gewichtungsfunktion, die in dem Empfänger erzeugt wird, multipliziert. Die Gewichtungsfunktion steht in Verbindung mit der gemessenen Signalstärke. Die gewichteten Daten werden dann als Ausgabe an den Vielseitigkeitskombinierer und die Decodiererschaltung 50 geliefert.
Das zweite Empfängersystem verarbeitet die empfangenen Signale auf eine Art und Weise ähnlich zu der in bezug auf das erste Empfängersystem der 3 besprochen. Die gewichteten 64 Symbole, ausgegeben von den Empfängern 66 und 76, werden an die Vielseitigkeitskombinierer und an die Decodiererschaltung 80 geliefert. Schaltung 80 umfaßt einen Addierer, der die gewichteten 64 Symbole von dem Empfänger 66 zu den gewichteten 64 Symbolen des Empfängers 76 addiert. Die resultierenden 64 Koeffizienten werden miteinander verglichen um den größten Koeffizienten zu bestimmen. Der Betrag des Vergleichsresultats, zusammen mit der Identität oder den größten der 64 Koeffizienten, wird gebraucht für die Bestimmung eines Satzes von Decodergewichtungen und Symbolen zum Einsatz innerhalb eines Viterbi-Algorithmus Decoders, der in der Schaltung 80 implementiert ist.
Der Viterbi-Decoder hat bevorzugterweise eine Begrenzungslänge 9 und Codierrate 1/2. Der Viterbi-Decodierer wird eingesetzt, um die wahrscheinlichste Informationsbitsequenz zu bestimmen. Für jeden Vokoderdatenblock, nominal 15 ms von Daten, wird eine Signalqualitätsschätzung erlangt und als ein mobile Einheitleistungsanpassungsbefehl übertragen zusammen mit Daten an die mobile Einheit. Weitere Informationen in bezug auf die Erzeugung dieser Qualitätsschätzung werden detaillierter in dem oben erwähnten US-Patent 5,056,109 diskutiert. Die Qualitätsschätzung ist ein durchschnittliches Signal-zu-Rausch-Verhältnis über das 15 ms Intervall.
In 3 kann ein optionaler digitaler Datenempfänger 68 zur verbesserten Leistung des Systems enthalten sein. Dieser zusätzliche Datenempfänger kann allein oder in Kombination mit zusätzlichen Empfängern andere mögliche Verzögerungswege von Signalen, übertragen durch mobile Einheiten, verfolgen und empfangen. Die Struktur und der Betrieb dieser Empfänger ist ähnlich zu der wie in bezug auf die digitalen Datenempfänger 66 und 67 beschrieben. Empfänger 68 wird eingesetzt um zusätzliche Vielseitigkeitsmodi zu erhalten. Zusätzliche optionale digitale Datenempfänger, die zusätzliche Vielseitigkeitsmodi vorsehen, sind extrem vorteilhaft in solchen Basisstationen, die sich in dichten städtischen Gebieten befinden, wo viele Möglichkeiten für Mehrfachwegsignale auftauchen.
Signale von der MTSO werden an die geeigneten Übertragungsmodulatoren gekoppelt, und zwar über die digitale Verbindung 82 unter der Steuerung des Steuerungsprozessors 78. Der Übertragungsmodulator 84 bandspreizmoduliert gemäß einer vorher bestimmten Spreizfunktion, zugewiesen durch den Steuerprozessor 78, die Daten zur Übertragung an die beabsichtigte mobile Empfängereinheit. Die Ausgabe des Übertragungsmodulators 84 wird an die Sendeleistungssteuerungsschaltung 86 geliefert, wo unter der Steuerung des Steuerungsprozessors 78 die Sendeleistung gesteuert werden kann. Die Ausgabe der Schaltung 86 wird an die Übertragungsleistungsverstärkungsschaltung 88 geliefert.
Die Schaltung 88 umfaßt einen Summierer zum Summieren der Ausgabe des Sendemodulators 84 mit der Ausgabe der anderen Sendemodulatoren der Basisstation. Schaltung 88 umfaßt weiterhin einen Summierer zum Summieren der Pilotsignalenausgabe des Pilotsignalgenerators 90 mit den summierten Ausgabesignalen der Sendemodulatoren. Die Schaltung 88 umfaßt außerdem einen Digital-zu-Analog-Wandler, eine Frequenzaufwärtswandlerschaltung und einen Verstärker zum jeweils Wandeln der digitalen Signale zu Analogsignalen, wandeln der ZF-Frequenzsignale, wie sie von den Sendemodulatoren ausgegeben werden, zu einer HF-Frequenz bzw. Verstärkung des HF-Signals. Die Ausgabe der Schaltung 88 wird an die Antenne 92 geliefert, wo es an mobile Einheiten in dem Basisstationsversorgungsbereich gestrahlt wird.
Der Basisstationssteuerprozessor 78 hat die Aufgabe zum Zuordnen der digitalen Datenempfänger und Modulatoren zu bestimmten Anrufen. Der Steuerprozessor 78 überwacht außerdem den Ablauf des Anrufes, die Qualität der Signale und initiiert einen Abbau bzw. „Teardown” beim Verlust des Signals. Die Basisstation kommuniziert mit der MTSO über die Verbindung 82 wobei sie durch eine Standardtelefonleitung, optische Faser oder eine Mikrowellenverbindung gekoppelt ist.
Die 4 beschreibt in Blockdiagrammform die Ausrüstung die in der MTSO eingesetzt wird. Die MTSO umfaßt typischerweise eine Systemsteuerung oder einen Systemsteuerprozessor 100, einen digitalen Schalter 102, einen Vielseitigkeitskombinierer 104, einen digitalen Vocoder 106 und einen digitalen Schalter 108. Obwohl nicht dargestellt, sind zusätzliche Vielseitigkeitskombinierer und digitale Vocoder zwischen den digitalen Schaltern 102 und 108 gekoppelt.
Wenn der Zellenvielseitigkeitsmodus aktiv ist, oder die MTSO in einem Übergabeprozeß mit dem Anruf, der von zwei Basisstationen verarbeitet wird, ist, werden Signale von mehr als einer Basisstation mit nominal derselben Information bei der MTSO ankommen. Wegen Abschwächung oder Interferenz auf der ankommenden Verbindung von der mobilen Einheit zu den Basisstationen kann jedoch das Signal von einer Basisstation eine bessere Qualität haben als das Signal von einer anderen Basisstation.
Der digitale Schalter 102 wird eingesetzt zum Lenken bzw. Schalten der Informationsströme, die einer gegebenen mobilen Einheit entsprechen von einer oder mehreren Basisstationen zu einem Vielseitigkeitskombinierer 104 oder den entsprechenden Vielseitigkeitskombinierer, bestimmt durch ein Signal von dem Systemsteuerprozessor 100. Wenn das System nicht in dem Zellenvielseitigkeitsmodus ist, kann der Vielseitigkeitskombinierer 104 entweder umgangen werden oder es werden dieselben Informationen auf jedem Einganganschluß eingegeben.
Eine Vielfalt von seriell gekoppelten Vielseitigkeitskombinierern und Vocodern sind parallel vorgesehen, nominal einer für jeden Anruf der bearbeitet wird. Vielseitigkeitskombinierer 104 vergleicht die Signalqualitätsanzeigen, die die Informationsbits von den zwei oder mehreren Basisstationssignalen begleiten. Der Vielseitigkeitskombinierer 104 wählt die Bits die dem Basisstationssignal mit der höchsten Qualität entsprechen auf einer Rahmen-zu-Rahmen-Basis für die Information zur Ausgabe zu dem Vocoder 90.
Vocoder 106 wandelt das Format der digitalisierten Sprachsignale in ein Standard 64 kbps PCN-Telefonformat, in ein analoges Format, oder jedes andere Standardformat. Die resultierten Signale werden von dem Vocoder 106 an den digitalen Schalter 108 gesendet. Unter der Steuerung des Systemsteuerungsprozesses 100 wird der Anruf zu der PSTN gelenkt.
Sprachsignale die von der PSTN kommen, und für die mobile Einheit bestimmt sind, werden an den digitalen Schalter 108 und zu einem geeigneten digitalen Vocoder wie zum Beispiel Vocoder 106 geliefert und zwar unter Steuerung des Systemsteuerprozessors 100. Der Vocoder 106 kodiert die eingegebenen digitalisierten Sprachsignale und liefert den resultierenden Informationsbitstrom direkt an den digitalen Schalter 102. Der digitale Schalter 102, gesteuert durch den Systemsteuerprozessor, lenkt die kodierten Daten zu der Basisstation oder Basisstationen mit der die mobile Einheit kommuniziert. Wenn die mobile Einheit in einem Übergabemodus ist, wobei sie mit einer Vielzahl von Basisstationen kommuniziert, oder in einem Zellenvielseitigkeitsmodus ist, lenkt der digitale Schalter 102 die Anrufe zu den geeigneten Basisstationen zur Übertragung durch die geeigneten Basisstationssendern an die beabsichtigte mobile Empfängereinheit. Wenn die mobile Einheit jedoch nur mit einer singulären Basisstation kommuniziert oder nicht in einem Zellenvielseitigkeitsmodus ist, wird das Signal nur an eine einzelne Basisstation gerichtet bzw. gelenkt.
Der Systemsteuerprozessor 100 liefert eine Steuerung über die digitalen Schalter 102 und 106 zum Lenken bzw. Schalten von Daten zu und von der MTSO. Der Systemsteuerungsprozeß 100 bestimmt außerdem die Zuordnung von Anrufen zu den Basisstationen und zu den Vocodern bei der MTSO. Weiterhin, kommuniziert der Systemsteuerprozessor 100 mit jedem Basisstationssteuerprozessor im Bezug auf die Zuordnung von bestimmten Anrufen zwischen der MTSO und der Basisstation und der Zuordnung von PN-Codes für die Anrufe. Es sollte weiterhin verstanden werden, daß wie in 4 dargestellt die digitalen Schalter 102 und 106 als zwei separate Schalter dargestellt sind, wobei die Funktion jedoch durch eine singuläre physikalische Schalteinheit ausgeführt werden könnten.

Claims

Ein System zum Ausrichten von Kommunikationsverbindungen (20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b) zwischen einer mobilen Systemeinheit (18) und geographisch getrennten Zellen (12, 14, 16), wobei jede Zelle einen geographischen Versorgungsbereich definiert, während die mobile Systemeinheit den Versorgungsbereich in einem zellulären Telefonsystem wechselt, aufweisend: eine Mehrzahl von Zellen, wobei jede Zelle jeweils einen der geographischen Versorgungsbereiche versorgt und wobei jede Zelle so angeordnet ist, dass es einen Übergangsbereich zwischen benachbarten Zellen gibt, wobei die Mehrzahl von Zellen Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale in einem gemeinsamen Frequenzband überträgt, wobei die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale durch jede Zelle übertragen werden, einschließlich eines Pilotsignals, das eine Zelle identifiziert, wobei die Pilotsignale durch die Zellen mit demselben Spreizcode, aber mit einem verschiedenen Codier-Phasenversatz übertragen werden; und wobei die mobile Systemeinheit aufweist: einen analogen Empfänger, der auf das gemeinsame Trägerfrequenzband abgestimmt ist, um Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale gleichzeitig von jeder Zelle zu empfangen, in deren geographischen Versorgungsbereich sich die mobile Systemeinheit befindet; digitale Abtastempfängermittel (44) zum Empfangen von Pilotsignalen, die von Zellen übertragen wurden, zum Messen einer Signalstärke von jedem der empfangenen Pilotsignale, Vergleichen der relativen Signalstärke und Bereitstellen eines Signalstärkesignals, das die empfangenen Pilotsignale mit der größten Signalstärke angibt; und zwei oder mehr digitale Datenempfänger (40, 42) zum Verarbeiten der Signale, die durch den analogen Empfänger empfangen wurden, zum Extrahieren von Informationen aus den Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignalen, wobei die mobile Systemeinheit (18) Nutzerinformationssignale einer anderen Systemeinheit über einen Systemcontroller (10) mitteilt, der mit den Zellen (12, 14, 16) verbunden ist, wobei die Nutzerinformationssignale als die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale über die Kommunikationsverbindungen mitgeteilt werden, wobei das System weiterhin aufweist: Verarbeitungsmittel (46) in der mobilen Systemeinheit (18) zum Bestimmen, während sich die mobile Systemeinheit (18) in einem Versorgungsbereich einer Zelle (12) befindet und die Nutzerinformationssignale mit der anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12) überträgt, eines Übergangs der mobilen Systemeinheit (18) vom Versorgungsbereich der einen Zelle in einen Versorgungsbereich einer anderen Zelle (14) durch Empfangen des Signalstärkesignals und Bereitstellen, wenn die Signalstärke des empfangenen Pilotsignal der anderen Zelle größer als diejenige des Pilotsignals der einen Zelle ist, eines Hinweises, der die andere Zelle (14) identifiziert; und Mittel (100), bei dem Systemcontroller (10), die auf den Hinweis reagieren, zum weiteren Koppeln von Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14), während die mobile Systemeinheit (18) weiterhin in Kommunikation mit der anderen Systemeinheit steht über die Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12) und Nutzerinformationen aus den Nutzerinformationssignalen extrahiert; Mittel (46; 78; 100) bei der mobilen Systemeinheit (18) und bei dem Systemcontroller (10), als Antwort auf das Koppeln der Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14), zum Beenden der Kommunikation von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12), während die Kommunikation der Nutzerinformationssigale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14) fortgesetzt wird.
System nach Anspruch 1, wobei das Verarbeitungsmittel (46) bereit ist zum Empfangen des Signalstärkesignals und, wenn das Signalstärkesignal angibt, dass das Pilotsignal, das von der anderen Zelle übertragen wurde, eine größere Signalstärke hat als das Pilotsignal, das von der einen Zelle übertragen wurde, Erzeugen einer Übergabeanfrageanweisung, wobei die Übergabeanfrageanweisung die andere Zelle (14) angibt und der einen Zelle (12) mitgeteilt wird.
System nach Anspruch 2, wobei die eine Zelle (12) die Übergabeanfrageanweisung an den Systemcontroller (10) koppelt, und wobei das Mittel zur weiteren Kopplung aufweist: Systemverarbeitungsmittel (100), die bei dem Systemcontroller (10) angeordnet sind, zum Empfangen der an die eine Zelle gekoppelten Übergabeanfrageanweisung, und als Antwort darauf Erzeugen einer ersten Wechselanweisung; und Wechselmittel (102), die in dem Systemcontroller (10) angeordnet sind, zum Koppeln von Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die eine Zelle (12) und, als Antwort auf die erste Wechselanweisung, zum Ausrichten der Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die andere Zelle (14).
System nach Anspruch 3, wobei das Mittel zum Beenden aufweist: Das Verarbeitungsmittel (46) erzeugt eine „Übergabe erfolgt”-Kontrollnachricht, als Antwort auf die Kommunikation von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und dem anderen System über die andere Zelle (14), und teilt die „Übergabe erfolgt”-Kontrollnachricht an den Systemcontroller (10) über wenigstens eine der einen oder anderen Zelle (12, 14) mit; das Systemverarbeitungsmittel (100) erzeugt eine zweite Wechselanweisung als Antwort auf die „Übergabe erfolgt”-Kontrollnachricht; und das Verarbeitungsmittel (102) entkoppelt die Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und dem anderen System über die eine Zelle (12) als Antwort auf die zweite Wechselanweisung.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei oder mehr digitalen Datenempfänger (40, 42) geeignet sind zum Demodulieren der Code-Multiplex-Spreizsprektrum-Signale über die Kommunikationsverbindungen, die die stärksten Signale übertragen.
System nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend einen Diversitätskombinierer (48), der Informationen aus den zwei oder mehr digitalen Datenempfängern verwendet.
System nach Anspruch 5, wobei jede Zelle (12, 14, 16) jedes Pilotsignal mit einen Spreizsprektrum moduliert, entsprechend demselben vorbestimmten Pilotsignal-Spreizcode, wobei jedes Pilotsignal einen verschiedenen, vorbestimmten Codierungs-Phasenversatz aufweist.
Verfahren zum Ausrichten von Kommunikationsverbindungen (20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b) zwischen einer mobilen Systemeinheit (18) und geographisch getrennten Zellen (12, 14, 16), wobei jede Zelle einen geographischen Versorgungsbereich definiert, während die mobile Systemeinheit den Versorgungsbereich in einem zellulären Telefonsystem wechselt, aufweisend: eine Mehrzahl von Zellen, wobei jede Zelle jeweils einen der geographischen Versorgungsbereiche versorgt, und wobei jede Zelle so angeordnet ist, dass es einen Übergangsbereich zwischen benachbarten Zellen gibt, wobei die Mehrzahl von Zellen Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale in einem gemeinsamen Frequenzband überträgt, wobei die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale durch jede Zelle übertragen werden, einschließlich eines Pilotsignals, das eine Zelle identifiziert, wobei die Pilotsignale durch die Zellen mit dem selben Spreizcode, aber mit einem verschiedenen Codier-Phasenersatz übertragen werden; und wobei die mobile Systemeinheit aufweist: einen analogen Empfänger, der auf das gemeinsame Trägerfrequenzband abgestimmt ist, um Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale gleichzeitig von jeder Zelle zu empfangen, in deren geographischen Versorgungsbereich sich die mobile Systemeinheit befindet; digitale Abtastempfängermittel (44) zum Empfangen von Pilotsignalen, die von Zellen übertragen wurden, zum Messen einer Signalstärke von jedem der empfangenen Pilotsignale, Vergleichen der relativen Signalstärke und Bereitstellen eines Signalstärkesignals, das die empfangenen Pilotsignale mit der größten Signalstärke angibt; und zwei oder mehr digitale Datenempfänger (40, 42) zum Verarbeiten der Signale, die durch den analogen Empfänger empfangen wurden, zum Extrahieren von Informationen aus den Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale, wobei die mobile Systemeinheit (18) Nutzerinformationssignale einer anderen Systemeinheit mitteilt über einen Systemcontroller (10), der mit den Zellen 12, 14, 16) verbunden ist, wobei die Nutzerinformationssignale als die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale über die Kommunikationsverbindungen mitgeteilt werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen, in der mobilen Systemeinheit (18), während sich die mobile Systemeinheit (18) in einem Versorgungsbereich einer Zelle (12) befindet und die Nutzerinformationssignale mit der anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12) überträgt, eines Übergangs der mobilen Systemeinheit (18) vom Versorgungsbereich der einen Zelle in einen Versorgungsbereich einer anderen Zelle (14) durch Empfangen des Signalstärkesignals und Bereitstellen, wenn die Signalstärke des empfangenen Pilotsignal der anderen Zelle größer als diejenige des Pilotsignals der einen Zelle ist, eines Hinweises, der die andere Zelle (14) identifiziert; und Antworten auf den Hinweis, bei dem Systemcontroller (10), indem weiterhin Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14) gekoppelt wird, während die mobile Systemeinheit (18) weiterhin in Kommunikation mit dem anderen System steht über die Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12) und Nutzerinformationen aus den Nutzerinformationssignalen extrahiert sind; Antworten auf das Koppeln von Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der weiteren Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14) bei der mobilen Systemeinheit (18) und dem Systemcontroller (10) durch Beenden der Kommunikation von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12), während die Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14) fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend die folgenden Schritte: Leiten, unter der Kontrolle des Systemcontrollers (10), von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die ebne Zelle (12); Erzeugen, als Antwort auf die Feststellung des Wechsels, eines ersten Steuersignals, das die andere Zelle angibt; und Mitteilen des ersten Kontrollsignals an den Systemcontroller (10) über die erste Zelle; und Leiten, unter der Kontrolle des Systemcontrollers (10), als Antwort auf das erste Kontrollsignal, einer Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit durch die andere Zelle (14) gleichzeitig mit der Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit durch die eine Zelle (12).
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin aufweisend die Schritte: Erzeugen, durch die mobile Systemeinheit (18), als Antwort auf die Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der anderen Systemeinheit und der mobilen Systemeinheit (18) über die andere Zelle (14), eines zweiten Kontrollsignals; Mitteilen des zweiten Kontrollsignals von der mobilen Systemeinheit (18) an den Systemcontroller (10) über wenigstens eine der einen Zelle (12) oder der anderen Zelle (14); und Beenden, durch den Systemcontroller (10), eines Leitens der Nutzerinformationssignale aus die eine Zelle (12).
Verfahren nach Anspruch 8, in der die mobile Systemeinheit (18) in der Lage ist zum Initiieren und Empfangen von Gesprächen zu und von anderen Systemeinheiten und Einheiten in einen öffentlichen Telefonsystem über wenigstens eine einer Mehrzahl von Zellen (12, 14, 16) unter Kontrolle des Systemskontrollers (10), und wobei jede Zelle (12, 14, 16) ein Pilotsignal überträgt, dass Spreizspektrum moduliert ist, entsprechend demselben Pilotsignal-Spreizcode, der einen verschiedenen vorbestimmten Codier-Phasenversatz in Bezug auf ein benachbartes Zell-Pilotsignal aufweist, weiterhin aufweisend die Schritte: Mitteilen von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über eine erste Zelle (12); Übertragen der Pilotsignale durch die erste Zelle (12) und eine zweite Zelle (14); Empfangen, bei der einen mobilen Systemeinheit (18), der von der ersten und zweiten Zelle (12, 14) übertragenden Pilotsignale; Bestimmen, bei der mobilen Systemeinheit (18), der Pilotsignalstärke der Pilotsignale, die von der mobilen Systemeinheit (18) empfangen wurden; Erzeugen, bei der mobilen Systemeinheit (18), als Antwort auf die Feststellung der Pilotsignalstärke, einer Übergabeanfrage, wenn das von der zweiten Zelle (14) übertragene Pilotsignal stärker ist als das von der ersten Zelle (12) übertragene Pilotsignal; Mitteilen einer Übergabeanfrage an den Systemcontroller (10) über die erste Zelle (12); Zuweisen, durch den Systemcontroller (10), der zweiten Zelle (14) zum Weiterleiten von Kommunikation von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit; und Mitteilen von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die zweite Zelle (14), wobei die mobile Systemeinheit (18) und die andere Systemeinheit gleichzeitig sowohl über die erste als auch die zweite Zelle (12, 14) kommunizieren.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend die Schritte: Feststellen, bei der mobilen Systemeinheit (18), dass Kommunikation von Nutzerinformationssignalen durch die zweite Zelle (14) geleitet wird; Erzeugen einer „Übergabe erfolgt” Kontrollnachricht bei der mobilen Systemeinheit (18) als Antwort auf das Feststellen, dass die Kommunikation der Nutzerinformationssignale über die zweite Zelle geleitet wird; Übertragen der Kontrollnachricht an den Systemcontroller (10) über wenigstens eine der ersten oder zweiten Zelle (12, 14); und Beenden, als Antwort auf die Kontrollnachricht, der Kommunikation von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit durch die erste Zelle (12).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Mitteilens der Nutzerinformationssignale über die erste Zelle die folgenden Schritte aufweist: Empfangen, bei dem Systemcontroller (10), von Nutzerinformationssignalen von der anderen Systemeinheit; Koppeln der anderen Nutzerinformationssignale durch den Systemcontroller (10) an die erste Zelle (12); Empfangen, bei der ersten Zelle (12), der anderen Nutzerinformationssignalen von dem Systemcontroller (10); Modulieren, bei der ersten Zelle (12), der anderen Nutzerinformationssignale gemäß einem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode, um ein erstes Spreizspektrumssignal bereitzustellen; Übertragen, durch die erste Zelle (12), des ersten Spreizspektrumssignals; Empfangen, bei der mobilen Systemeinheit (18), des ersten Spreizspektrumssignals; Demodulieren, bei der ersten mobilen Systemeinheit (18), entsprechend dem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode des empfangenen ersten Spreizspektrumssignals, um eine Ausgabe des anderen Nutzerinformationssignals bereitzustellen; Empfangen, bei der mobilen Systemeinheit (18), einer Eingabe von mobilen Nutzerinformationssignalen; Modulieren, bei der mobilen Systemeinheit (18), der mobilen Nutzerinformationssignale entsprechend dem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode, um ein zweites Spreizspektrumssignal bereitzustellen; Übertragen, durch die mobile Systemeinheit (18), des zweiten Spreizspektrumssignals; Empfangen, bei der ersten Zelle (12), des zweiten Spreizspektrumssignals; Demodulieren, bei der ersten Zelle (12), des empfangenen zweiten Spreizspektrumssignals entsprechend dem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode, um die mobilen Nutzerinformationssignale bereitzustellen; Koppeln der mobilen Nutzerinformationssignale an den Systemcontroller (10) von der ersten Zelle (12); Empfangen, bei dem Systemcontroller (10), der mobilen Nutzerinformationssignale von der ersten Zelle (12); und Bereitstellen einer Ausgabe der mobilen Nutzerinformationssignale von dem Systemcontroller (10) an die andere Systemeinheit.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bestimmens der Pilotsignale die Schritte aufweist: Messen der Pilotsignalstärke der empfangenen Pilotsignale bei der mobilen Systemeinheit (18); Vergleichen, bei der mobilen Systemeinheit (18), der Pilotsignalstärkemessungen; und Identifizieren der Pilotsignale die die größte Signalstärke an weisen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Mitteilens der Übergabeanfrage die Schritte aufweist: Übertragen der Übergabeanfrage an die erste Zelle (12) von der mobilen Systemeinheit (18); und Weiterleiten, durch die erste Zelle (12), der Übergabeanfrage an den Systemcontroller (10).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Zuweisens die Schritte aufweisen: Bestimmen einer Identifikation der zweiten Zelle (14) aus der Übergabeanfrage; Mitteilen einer Zuweisung an die zweite Zelle; und Zuweisen, bei der zweiten Zelle (14), eines Modems (84) zu der zweiten Zelle (14) zur Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Mitteilens der Nutzerinformationssignale über die ersten und zweiten Zellen (12, 14) die folgenden Schritte aufweist: Empfangen, bei dem Systemcontroller (10), von Nutzerinformationssignalen von der anderen Systemeinheit; Koppeln der anderen Nutzerinformationssignale von dem Systemcontroller (10) an die erste und zweite Zelle (12, 14); Empfangen, bei der ersten und zweiten Zelle (12, 14), der anderen Nutzerinformationssignale von dem Systemcontroller (10); Modulieren, bei der ersten und zweiten Zelle (12, 14), der anderen Nutzerinformationssignale entsprechend einem vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode, um ein erstes Spreizspektrumssignal bei der ersten und zweiten Zelle (12, 14) bereitzustellen; Übertragen, durch die erste und zweite Zelle (12, 14), des ersten Spreizspektrumssignals; Empfangen, bei der mobilen Systemeinheit (18), des ersten Spreizspektrumssignals; Demodulieren, bei der mobilen Systemeinheit (18), des empfangenen ersten Spreizspektrumssignals entsprechend dem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode; Kombinieren des demodulierten ersten Spreizspektrumssignals, um die anderen Nutzerinformationssignale bereitzustellen; Empfangen, bei der mobilen Systemeinheit (18), einer Eingabe von mobiler Nutzerinformationen, die in mobile Nutzerinformationssignale umgewandelt wird; Modulieren, bei der mobilen Systemeinheit (18), der mobilen Nutzerinformationssignale entsprechend dem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode, um ein zweites Spreizspektrumssignal bereitzustellen; Übertragen, durch die mobile Systemeinheit (18) des zweiten Spreizspektrumssignals; Empfangen, bei der ersten und zweiten Zelle (12, 14), des zweiten Spreizspektrumssignals; Demodulieren, bei der ersten und zweiten Zelle (12, 14), entsprechend dem ersten vorbestimmten Nutzerinformationssignal-Spreizcode, des zweiten Spreizspektrumssignals, das bei der ersten und zweiten Zelle (12, 14) empfangen wurde, um eine Ausgabe der mobilen Nutzerinformationssignale von der ersten und zweiten Zelle (12, 14) zu erhalten; Koppeln der mobilen Nutzerinformationssignale an den Systemcontroller (10) von der ersten und zweiten Zelle (12, 14); Empfangen, bei dem Systemcontroller (10), der mobilen Nutzerinformationssignale von der ersten und zweiten Zelle (12, 14); und Kombinieren, bei dem Systemcontroller (10), der mobilen Nutzerinformationssignale, die von der ersten und zweiten Zelle (12, 14) empfangen wurden; und Bereitstellen einer Ausgabe von mobilen Nutzerinformationssignalen von dem Systemcontroller (10) an die andere Systemeinheit.
Eine mobile Systemeinheit (18) zur Verwendung in einem System zum Richten von Kommunikationsverbindungen (20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b) zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und geographisch getrennten Zellen (12, 14, 16), wobei jede Zelle einen geographischen Versorgungsbereich definiert, während die mobile Systemeinheit (18) zwischen Versorgungsbereichen in einem zellulären Telefonsystem wechselt, wobei die mobile Systemeinheit aufweist: einen analogen Empfänger, der auf das gemeinsame Trägerfrequenzband abgestimmt ist, um Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale gleichzeitig von jeder Zelle zu empfangen, in deren geographischen Versorgungsbereich sich die mobile Systemeinheit befindet; wobei die Zellen die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale in einem gemeinsamen Trägerfrequenzband übertragen, wobei die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale, die durch jede Zelle übertragen werden, ein Pilotsignal umfassen, das die Zelle identifiziert, wobei die Pilotsignale, die durch jede Zelle übertragen werden, denselben Spreizcode aber einen verschiedenen Codier-Phasenversatz aufweisen; digitale Abtastempfängermittel (44) zum Empfangen von Pilotsignalen, die von Zellen übertragen wurden, zum Messen einer Signalstärke von jedem der empfangenen Pilotsignale, Vergleichen der relativen Signalstärke und Bereitstellen eines Signalstärkesignals, das die empfangenen Pilotsignale mit der größten Signalstärke angibt; und zwei oder mehr digitale Datenempfänger (40, 42) zum Verarbeiten der Signale, die durch den analogen Empfänger empfangen wurden, zum Extrahieren von Informationen aus den Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignalen, wobei die mobile Systemeinheit (18) Nutzerinformationssignale einer anderen Systemeinheit über einen Systemcontroller (10) mitteilt, der mit den Zellen (12, 14, 16) verbunden ist, wobei die Nutzerinformationssignale als die Direktsequenz-Code-Multiplex-Spreizsprektrumsignale über die Kommunikationsverbindungen mitgeteilt werden, wobei die mobile Systemeinheit (18) weiterhin aufweist: Verarbeitungsmittel (46) in der mobilen Systemeinheit (18) zum Bestimmen, während sich die mobile Systemeinheit (18) in einem Versorgungsbereich einer Zelle (12) befindet und die Nutzerinformationssignale mit der anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12) überträgt, eines Übergangs der mobilen Systemeinheit (18) vom Versorgungsbereich der einen Zelle in einen Versorgungsbereich einer anderen Zelle (14) durch Empfangen des Signalstärkesignals und Bereitstellen, wenn die Signalstärke des empfangenen Pilotsignals der anderen Zelle größer als diejenige des Pilotsignals der einen Zelle ist, eines Hinweises, der die andere Zelle (14) identifiziert; und Mittel (100) bei dem Systemcontroller (10), die auf den Hinweis reagieren, zum weiteren Koppeln von Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über eine Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14), während die mobile Systemeinheit (18) weiterhin in Kommunikation mit der anderen Systemeinheit steht über die Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12) und Nutzerinformationen aus den Nutzerinformationssignalen extrahiert; Beendigungsmittel (46) bei der mobilen Systemeinheit (18) und bei dem Systemcontroller (10), als Antwort auf das Koppeln der Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14), zum Beenden der Kommunikation von Nutzerinformationssignalen zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der einen Zelle (12), während die Kommunikation der Nutzerinformationssignale zwischen der mobilen Systemeinheit (18) und der anderen Systemeinheit über die Kommunikationsverbindung mit der anderen Zelle (14) fortgesetzt wird.
Mobile Systemeinheit nach Anspruch 18, wobei das Verarbeitungsmittel (46) angepasst ist zum Empfangen von Pilotsignalen, die durch die eine Zelle (12) und die andere Zelle (14) übertragen wurden, Feststellen der Pilotsignalstärke von jedem empfangenen Pilotsignal, und Erzeugen einer Übergabeanfrage (20).
Mobile Systemeinheit nach Anspruch 19, aufweisend Mittel (46) zum Übertragen der Übergabeanfrage an die eine Zelle (12).
Mobile Systemeinheit nach Anspruch 18, wobei die zwei oder mehr digitalen Datenempfänger (40, 42) geeignet sind zum Demodulieren der Code-Multiplex-Spreizspektrumssignale auf den Kommunikationsverbindungen, die die stärksten Signale kommunizieren, wobei die mobile Systemeinheit weiterhin einen Diversitätskombinierer aufweist, der Informationen von den zwei oder mehr digitalen Datenempfängern verwendet.
Mobile Systemeinheit nach Ansprüchen 18 bis 21, wobei das Verarbeitungsmittel (46) geeignet ist zum Empfangen des Signalstärkesignals und zum Erzeugen, wenn das Signalstärkesignal angibt, dass das Pilotsignal, das von der anderen Zelle übertragen wurde, eine größere Signalstärke aufweist als das Pilotsignal, das von der einen Zelle übertragen wurde, einer Übergabeanfrageanweisung, und wobei die Übergabeanfrageanweisung die andere Zelle (14) angibt und an die eine Zelle (12) mitgeteilt wird.
Mobile Systemeinheit (18) nach Anspruch 22, wobei das Beendigungsmittel aufweist: Verarbeitungsmittel (46), die auf Kommunikation zwischen der mobilen Systemeinheit und der anderen Zelle zum Erzeugen einer „Übergabe erfolgt”-Kontrollnachricht reagieren.