DE69011615T2

DE69011615T2 - Kommunikationsverfahren in Mobilfunksystemen.

Info

Publication number: DE69011615T2
Application number: DE69011615T
Authority: DE
Inventors: Son Akerberg Dag E
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2010-09-14
Also published as: DE69011615D1; DK0421964T3; EP0421964B1; ATE110202T1; SE8903031D0; SE8903031L; CA2025229A1; ES2058879T3; CA2025229C; AU6247990A; JPH03171839A; US5109527A; EP0421964A1; AU626722B2; SE500827C2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Mobilfunktsysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kommunikationsverfahren in wenigstens einem Mobilfunksystem mit dynamischer Kanalzuordnung in einer Umgebung von zusätzlichen Mobilfunksystemen mit dynamischer Kanalzuordnung und mobilen Stationen, die mit mehr als einem der Systeme zusammenarbeiten können.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es gibt vielerlei Arten von Zellular-Mobilfunksystemen. Diese können in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsverfahren in verschiedenen Arten gruppiert werden. Von besonderem Interesse für die vorliegende Erfindung ist das Verfahren, welches zur Zuordnung eines Funkkanals beim Gesprächsaufbau und bei der Geprächsübergabe verwendet wird und für die Wechselwirkung zwischen benachbarten oder am gleichen Aufstellungsort angeordneten anderen Systemen.
Am Anfang besaßen Zellular-Mobilfunksysteme feste Funkkanal- Wiederverwendungspläne mit fester Zuordnung von Funkkanälen an Basisstationen und Zellen. Später wurde eine dynamische Kanalzuordnung vorgeschlagen.
Die dynamische Kanalzuordnung, DCA, ist vor kurzem als die einzige praktische Vorgehensweise zur Zuordnung von Kanälen für Systeme mit sehr kleinen Zellgrößen anerkannt worden. Systeme, die die DCA verwenden, sind im Augenblick hauptsächlich schnurlose Telefonapparate und Systeme, wie beispielsweise die folgenden:
CEPT CT-1: Analog FDMA/FDD 900 MHz. Digital existierend;
K CT-2: FDMA/TDD 800 MHz. Interim '89, CAI-90;
Schwedisches DCT: Digitaler Vielfachträger (MC) TDMA/TDD 800 MHz 1990;
ETSI DECT: Digitaler Mehrfachträger (MC) TDMA/TDD (1,6 GHz) 1992.
Die kleinen Zellgrößen eröffnen Möglichkeiten, Taschenkommunikationsgeräte mit geringem Gewicht zu verwenden und gleichzeitig extrem hohe Verkehrsdichten auf einem begrenzten Spektralbereich vorzusehen.
Es wurde außerdem gezeigt, daß die DCA im Vergleich mit Prozeduren mit fester Frequenzplanung wenigstens eine doppelt so große Frequenzeffektivität aufweist. Insbesondere erlaubt das TDMA-System in dem DCT und DECT-System sehr schnelle, effiziente und elegante Prozeduren für die DCA, eine flexible Kapazität, einen Gesprächsaufbau und eine Gesprächsübergabe, und zwar ohne daß eine aufwendige zentrale Steuerung erforderlich ist. Schließlich stellt die DCA die lokalen Bedingungen ein und eröffnet somit neue Möglichkeiten für Dienste, die gemeinsam verwendet werden. Dies ist in einem Bericht über schnurlose Telefonprodukte durch die Europäische Kommission hervorgehoben worden.
Ein erstes Beispiel ist das selbstorganisierende Teilen und die marktbeeinflußte Kapazität für Systeme, die die gleiche Koexistenzspezifikation ausführen. Der grundlegende Vorteil besteht darin, daß verschiedene Systeme und Systembetreiber und verschiedene Arten von Diensten, (beispielsweise Geschäftsbetrieb, Telepointbetrieb, Privatgebrauch) in einer selbstorganisierenden Weise die gleiche Menge von verfügbaren Kanälen verwenden können, ohne daß vorher eine Verteilung von Kanälen an bestimmte Dienste oder Basisstationen stattfindet. Indem jeder Dienstversorger einen C/I begrenzten Zellenbereich aufweist, kann er, geleitet von den Marktentwicklungen die Kapazität erhöhen, indem er seine Basisstationsdichte erhöht.
Ein zweites Beispiel sind Funkverbindungen und ein schnurloses Telefonsystem, DCT, mit einer DCA. Die Funkverbindungen können fest oder mobil, militärisch oder zivil sein. Es wird erwartet, daß keine schnurlosen Telefone, CT, in dem Verbindungsstrahl sind. Die Energie des CT ist gering, nämlich maximal 100 mW. Somit nimmt man nicht an, daß die Funkverbindungen von den CTs gestört werden. Die mögliche Störung von den Funkkanälen auf die CTs wird sehr lokal sein. Falls es sich bei den Verbindungen um militärische handelt, ist nicht bekannt, wo oder wann oder auf welcher exakten Frequenz die Störung auftritt. Ein CT, wie das DCT, mit mehreren 1 MHz-Trägern stellt mit der DCA lokal die brauchbaren Träger ein. Somit können DCT und Funkverbindungen gut nebeneinander existieren, und zwar ohne eingehende vorherige Kenntnis der lokalen Situation.
Aufgrund des Wesens der DCA ist es gut, nicht von einem festen oder speziellen Signalisierungskanal, zum Beispiel für Systeminformation, abzuhängen, um eine Einrichtung zum Verbinden einer tragbaren Station eines Gastteilnehmers mit dem System vorzusehen, da der Signalisierungskanal gegenüber einer Störung keinen garantierten Schutz aufweist und ein fester Kanal das Konzept einer freien DCA zerstören würde. Es ist ebenfalls nicht von Vorteil, wenn ein tragbares Gerät, welches die Kanäle, auf denen sein gewunschtes System arbeitet, nicht kennt, die Luft mit mehr oder weniger blinden Versuchen verschmutzt, um von ihm eine Antwort zu erhalten.
Beispielsweise kann ein portables Gerät für ein europäisches PAN-System auf dem gesamten verfügbaren Frequenzband arbeiten, aber verschiedene Länder konnten nicht das gesamte Band freigeben. In einem bestimmten Land oder in einem Teil eines Landes kann beispielsweise ein Teil des Bandes durch eine empfindliche TV-Verbindung belegt sein. Die festen Stationen in diesem Land können leicht programmiert werden, so daß sie diesen Teil des Bandes nicht verwenden. Aber tragbare Geräte von Gastteilnehmern dürfen in diesem Teil nicht senden.
Somit besteht ein Erfordernis zur Erkennung von Kanälen, die von einem gewünschten System verwendet werden.
Eine Anordnung für den Zellularbetrieb eines Repeater- oder Zwischenstärker-Weitverkehrssystems ist in der US 4,347,625 beschrieben. In einem Repeater-Weiterverkehrssystem mit einer Vielzahl von mobilen Stationen, die über eine vorgegebene Anzahl von Kommunikationskanälen, die jeweils einem Repeater zugeordnet sind, kommunizieren, offenbart die US 4,347,625 eine Anordnung zur Unterdrückung von versuchten Kommunikationen auf Kanälen, die nicht in einer gewählten Zelle sind, obwohl die mobilen Stationen auf den Kanälen von nicht gewählten Zellen arbeiten können. Eine mobile Station wählt manuell oder automatisch eine Zelle und ist vorprogrammiert, um nur auf Funkkanälen zu arbeiten, die in der gewählten Zelle vorhanden sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Simulationen und praktische Untersuchungen von digitalen Zellular- Funksystemen zeigen, daß die DCA sehr gut funktioniert, wenn das Konzept ohne die Verwendung von spezifischen Signalisierungskanälen ausgelegt ist. Die vorliegende Erfindung gibt eine Lösung des Problems für ein tragbares Gerät an, nämlich ein gewünschtes System aufzufinden, auf einem unbekannten Teil des zugeordneten Bandes zu arbeiten und keine Übertragungen zu beginnen, ohne Informationen über eine geeignete Gesprächsaufbau-Kanalwahl und darüber erhalten zu haben, welche Kanäle für die Verwendung zugelassen sind.
In einem Verfahren gemäß der Erfindung ist jede Zelle in jedem System immer auf wenigstens einem Kanal aktiv. Indem ermöglicht wird, daß wenigstens ein Kanal auf jeder festen Station eines Systems (der letzte Kommunikationskanal bleibt eingeschaltet) immer aktiv ist, wird dem tragbaren Gerät immer etwas zum Zuhören in jeder Zelle angeboten. Auf jeder aktiven Zelle widmet sich ein kleiner Teil der Kapazität dem Aussenden von Systeminformationen bezüglich der Identität, der verwendeten Kanäle, der Reihenfolge, in der die Basisstation die Kanäle für eintreffende Anrufe oder Gespräche abtastet, etc. Dies ermöglicht dem tragbaren Gerät eines Gastteilnehmers, in einfacher Weise das System zu finden und sich schnell darauf zu synchronisieren und sich damit zu verbinden, ohne die Luft mit einer Anzahl von dessen Auffindung versuchenden mehr oder weniger gut zielorientierten Übertragungen zu belasten.
Ein Verfahren der Erfindung bringt mit sich, daß Telekommunikationssysteme mit dynamischer Kanalzuordnung, die über einem relativ breiten Band (10-20 MHz) arbeiten, große Vorteile darin aufweisen, daß verschiedene Dienste und Systeme ohne eine vorausgehende Frequenzplanung und Verteilung von verschiedenen Kanälen an verschiedene Benutzer oder Dienste oder Systeme auf dem Band arbeiten können. Jedes System stellt sich auf die lokale Situation ein und wählt Kanäle, die zu dem Augenblich frei sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Zellular-Mobilfunksystem in einer Umgebung einer Vielzahl von anderen Zellular-Mobilfunksystemen;
Fig. 2 eine Mobilfunkstation zur Kommunikation mit festen Funkstationen in einem Zellular-Mobilfunksystem;
Fig. 3 eine feste Funkstation zur Kommunikation mit mobilen Funkstationen in einem Zellular-Mobilfunksystem;
Fig. 4 die Übertragung von digitaler Information, die in Blöcke oder Felder unterteilt ist;
Fig. 5 und 6 Ausführungsformen einer Unterteilung von einem der Blöcke oder Felder einer Übertragung gemäß Figur 4;
Fig. 7 ein TDMA-Funkkanalrahmen mit 16 Zeitschlitzen;
Fig. 8 den Aufbau einer Übertragung in einem Zeitschlitz eines TDMA- Rahmens gemäß Figur 7;
Fig 9 Ausführungsform eines C-Feldes in einem Zeitschlitz gemäß Figur 8 für einen normalen Schlitz, einen Funkruf- oder Anrufschlitz bzw. einem Systeminformationsschlitz; und
Fig. 10 eine alternative Ausführungsform eines C-Feldes eines Zeitschlitzes gemäß Figur 8.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Figur 1 sind eine Vielzahl von Zellen C1 bis C24 dargestellt. Für jede Zelle existiert eine Basisstation BS1 bis BS24 zur Kommunikation mit mobilen Stationen. Die Zellen und entsprechende Basisstationen BS1 bis BS24 können Teile von einem oder mehreren Zellular-Mobilfunksystemen bilden. Beispielsweise können die Zellen C1 bis C8 und Basisstationen BS1 bis BS8 zu einem ersten System gehören, Zellen C10 bis C17 und Basisstationen BS10 bis BS17 zu einem zweiten System gehören, während die Zellen C18 bis C24 und Basisstationen BS18 bis BS24 zu einem dritten System gehören können.
Jedes Mobilfunksystem umfaßt außerdem wenigstens ein in Figur 1 nicht dargestelltes Schaltzentrum MSC oder Basisstations-Steuereinrichtung BSC. Von allen Basisstationen BS1 bis BS24 sind diejenigen, die zu einem System gehören, mit einem mobilen Schaltzentrum oder Basisstations-Steuereinrichtung dieses Systems verbunden, beispielsweise durch Kabel oder feste Funkverbindungen, die in Figur 1 nicht dargestellt sind. Beispielsweise können die Basisstationen BS1 bis BS8 mit einem ersten mobilen Schaltzentrum MSC1 und Basisstationen BS10 bis BS17 mit einem zweiten mobilen Schaltzentrum MSC2 verbunden sein, während die Basisstation BS18 bis BS24 mit einem dritten mobilen Schaltzentrum MSC3 verbunden sein können.
In Figur 1 sind außerdem eine Vielzahl von Basisstationen XS6, XS7, XS10, XS11, XS13, XS15A, XS15B, XS18A, XS18B, XS19, XS20, XS22A und XS22B vorhanden, die zu einem bestimmten Mobilfunksystem gehören, welches die Zellen C6, C7, C10, C10, C11, C13, C14, C15, C18, C19, C20 und C22 ebenfalls versorgt. Die Basisstationen XS6, XS7, XS10, XS11, XS13, XS15A, XS15B, XS18A, XS18B, XS19, XS20, XS22A und XS22B sind alle über Kabel oder Funkverbindungen mit einem bestimmten, in Figur 1 nicht dargestellten mobilen Schaltzentrum MSCX verbunden.
Die Mobilfunksysteme der Basisstationen BS1 bis BS24 und XS7 bis XS22B und die Zellen C1 bis C24 sind alle digitale TDMA-Systeme, bei denen die Basisstationen und die bedienten mobilen Stationen Funksignale in Zeitschlitzen auf einer Vielzahl von Funkkanälen senden und empfangen. Die von den Systemen bedienten Mobilstationen sind zum Betrieb auf irgendeinem einer Vielzahl von Funkkanälen in einer vorgegebenen Gruppe von Funkkanälen ausgelegt. Jedoch können oder dürfen wegen vielerlei Gründen nicht alle der Systeme auf jedem der Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe von Funkkanälen arbeiten. Beispielsweise können und dürfen die ersten und dritten Systeme, umfassend BS1 bis BS8 und BS18 bis BS24, beide auf allen Funkkanälen in der vorgegebenen Gruppe arbeiten, Das zweite System, umfassend die Basisstationen BS10 bis BS16 können möglicherweise nicht auf allen der Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe arbeiten, sondern können nur auf einer zweiten Untergruppe arbeiten. Das bestimmte System kann möglicherweise auf allen Funkkanälen in der vorgegebenen Gruppe arbeiten, jedoch wird ihm nicht erlaubt, auf einigen der Funkkanälen zu arbeiten, um eine Interferenz bzw. Störung mit einer anderen Funkkommunikation zu vermeiden.
Keine der Mobilfunksysteme, die die in Figur 1 dargestellten Zellen C1 bis C24 umfassen, besitzen einen festen Frequenzwiederverwendungsplan mit fester Zuordnung von Kanälen an Zellen und Basisstationen. Anstelle davon praktizieren alle Systeme, die Zellen C1 bis C24 umfassen, eine dynamische Kanalzuordnung. Aufgrund der dynamischen Kanalzuordnung weist keines der Systeme einen Funkkanal auf, der ausschließlich für Zugriffs- oder Funkruf- oder Steuerzwecke reserviert ist, sondern das Anrufen von mobilen Stationen und Systeminformationen für mobile Gaststationen etc. werden auf den Funkkanälen für Gespräche übertragen.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer mobilen Station und Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Basisstation zur Verwendung in irgendeinem der Zellular-Mobilfunksysteme gemäß Figur 1 in Zusammenhang mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Basisstationen und die mobilen Stationen sind zur Übertragung von Bursts in Zeitschlitzen eines gewählten Kommunikationsfunkkanals, welcher von mehreren Stationen im Zeitmultiplexbetrieb gemeinsam verwendet wird und zum Empfangen von Bursts, welche von anderen Stationen in derartigen Zeitschlitzen gesendet werden, ausgelegt. Die Zeitschlitze können beispielsweise im wesentlichen für einen normalen vollständigen Duplextelefonanruf oder im wesentlichen für digitale Nachrichteninformation oder für beide gleichzeitig verwendet werden. Obwohl eine Basisstation normalerweise eine Einrichtung umfaßt, die ihr ermöglicht, auf mehr als einem wählbaren Funkkanal gleichzeitig eine Übertragung und einen Empfang durchzuführen, sind die zur gleichzeitigen Übertragung und zum Empfang auf mehreren Funkkanälen erforderlichen Geräte im wesentlichen Duplikate des Geräts für einen wählbaren Funkkanal und wegen Platzmangels ist in Figur 3 nur eine Einrichtung zur Kommunikation auf jeweils einem wählbaren Funkkanal dargestellt.
Sowohl die Basisstation als auch die mobile Station umfaßt einen mikroprozessorgesteuerten Funksender (einschließlich eines Modulators) und einen mikroprozessorgesteuerten Funkempfänger (einschließlich eines Demodulators). Der Funksender sendet oder überträgt Funksignale, die mit digitalen Signalen von einem Burstgenerator moduliert sind. Der Burst kann Audiosignale von einer Audiosignal-Verarbeitungseinrichtung und digitale Nachrichten, die von einem Nachrichtengenerator erzeugt werden, umfassen. In der mobilen Station ist der Audiosignalprozessor mit einer Audioinformationsquelle, beispielsweise einem Mikrophon verbunden, während der Nachrichtengenerator mit einer Dateninformationsquelle, beispielsweise einer Tastatur, über einen Dateninformationspuffer verbunden ist.
In der Basisstation ist die Audiosignal-Verarbeitungseinrichtung anstelle davon mit einem Audioleitungsendgerät verbunden, welches Audioinformation von dem MSC erhält, mit dem das Audioendgerät über eine Funkverbindung oder über Kabel verbunden ist. Der Nachrichtengenerator der Basisstation ist über einen Dateninformationspuffer mit einem Datenleitungs- Endgerät verbunden, welches Daten von dem MSC empfängt, mit dem das Datenleitungs-Endgerät über eine Funkverbindung oder über Kabel verbunden ist.
Der Funkempfänger der Basisstation und der mobilen Station ist mit einem Analog/Digital-Wandler und möglicherweise außerdem mit einem optionalen Entzerrer verbunden. Der Analog/Digital-Wandler und der optionale Entzerrer ist mit einem Nachrichtendecoder zum Erfassen von in Bursts empfangenen Nachrichten und mit einem Audioausgangsprozessor für in Bursts empfangene Audioinformationen verbunden.
In der mobilen Station ist der Nachrichtendecoder über einen Dateninformationspuffer mit einer Dateninformations-Ausgabeeinrichtung, beispielsweise einer Anzeige, verbunden, während der Audioausgangsprozessor mit einer Audioinformations-Ausgabeeinrichtung, beispielsweise einem Lautsprecher, verbunden ist.
In der Basisstation ist der Nachrichtendecoder anstelle davon über einen Dateninformationspuffer mit einem Datenleitungs-Endgerät verbunden, welches Daten an das MSC liefert, mit dem Daten-Endgerät über eine Funkverbindung oder über Kabel verbunden ist, während der Audio-Ausgabeprozessor mit einem Audioleitungs-Endgerät verbunden ist, welches Audioinformation an das MSC liefert, mit dem das Audioleitungs-Endgerät verbunden ist.
Der Funkkanal, auf dem die Funksender und Empfänger der Basisstation und der mobilen Station arbeiten, wird durch Frequenzen bestimmt, die von einem durch den Mikroprozessor gesteuerten Frequenzsynthesizer geliefert werden. Die Basisstation und die mobile Station umfassen schließlich ferner eine Datenspeichereinrichtung zur Speicherung von Informationen über das bestimmte System, über die Basis- und die mobile Station, über Funkkanäle, über das Rahmen- und Zeitschlitzformat, über Nachrichtenformate, Fehlerschutzcodes, Algorithmen zum Betrieb der Station, etc.
Der Mikroprozessor ist mit dem Speicher und fast allen Blöcken zur Steuerung und Zeitsteuerung von deren Betrieb verbunden, um Informationen, beispielsweise von dem Speicher, die in zu sendenden Bursts eingebaut werden sollen, zu liefern, und um Informationen von empfangenen Bursts, beispielsweise für Steuerzwecke oder zur Speicherung in dem Speicher zu empfangen.
Figur 4 zeigt eine Übertragung von einer Basisstation oder mobilen Station. Die digitale Übertragung ist allgemein in eine Art von Blöcken aufgeteilt, die jeweils Synchronisationsbits S, ein Steuerfeld C und ein Informationsfeld für Sprache oder Daten I aufweisen.
Figur 5 zeigt ein C-Feld. Das C-Feld enthält einen Anfangsblock oder Header H, eine feste Stationskennung FSID und einige andere Informationen. Ein im Leerlauf nicht gesperrtes tragbares Gerät kann regulär alle verfügbaren Kanäle abtasten und, falls es innerhalb der Reichweite einer Zelle ist, erfaßt es einen aktiven Kanal und falls die FSID die ID eines Systems ist, mit dem es sich verbinden will, verriegelt sich das tragbare Gerät selbst auf diesen Kanal.
Somit befindet sich jedes tragbare Gerät innerhalb der Reichweite eines gewünschten Systems in einem verriegelten Leerlaufmodus und ist auf einen beliebigen (stärksten) aktiven Kanal auf irgendeiner der Basisstationen verriegelt.
Wenn das mobile Schaltzentrum eine Verbindung mit einer tragbaren Station wünscht, wird der Header H verändert und die FSID wird durch die ID der tragbaren Station, PSID, in dem C-Feld jedes aktiven Kanals ersetzt. Figur 6 zeigt ein derartiges C-Feld, wenn ein Sende-Funkruf übertragen wird.
In dieser Weise empfängt jede im Leerlauf verriegelte tragbare Station PS die PSID, unabhängig von der Tatsache, auf welchen Kanal von FS sie verriegelt ist.
Die angerufene tragbare Station führt dann eine Abhörung für einen freien Kanal durch und antwortet der FS, auf die sie verriegelt ist, auf diesem Kanal. Diese Vorgehensweise ist in dem US-Patent Nr. 4731812 und der europäischen Patentanmeldung Nr. 226610 beschrieben. Es wird angenommen, daß die tragbare Station vorher weiß (dies wurde ihr einprogrammiert), auf welchen Kanälen das System arbeiten darf, und führt eine Abhörung auf eintreffende Anrufe oder Gespräche durch.
Das neue Problem, welches gelöst werden muß, besteht bei tragbaren Gastteilnehmergeräten dann, wenn nicht bekannt ist, auf welchem Satz von Kanälen das System arbeitet. Es ist ferner wahrscheinlich, daß eine feste Station nicht genug Empfänger aufweist, um gleichzeitig alle freien Kanäle auf einen eintreffenden Anruf abzuhören (es existiert kein spezieller Signalisierungskanal). Somit benötigt die tragbare Station auch Informationen darüber, in welcher Reihenfolge das Abtasten von freien Kanälen durchgeführt wird, um eine Belastung mit blinden Verbindungsversuchen zu vermeiden.
Um das grundlegende DCA-Konzept von geteilten Diensten zu verbessern, wenn tragbare Gastteilnehmergeräte verwendet werden, schlägt die Erfindung deshalb vor, daß erforderliche zusätzliche Systeminformation auf jedem aktiven Kanal gesendet wird, und daß keine tragbare Station senden darf, bevor sie auf einen aktiven Kanal verriegelt worden ist und dieses Systeminformationen empfangen hat.
Die FSID ist auch eine Systeminformation, aber sie muß regelmäßig gesendet werden, da die PS in der Leerlaufverriegelung oder bei der Kommunikation regelmäßig die Feldstärke und die Identität von anderen aktiven Kanälen überprüft. Falls eine Übertragung von einer anderen eigenen FS stärker ist als die eigene FS, wird eine Übergabe an die neue FS durchgeführt.
Aber die zusätzliche Systeminformation SI, die mitteilt, aus welchen Satz von Kanälen das System wählen etc. darf, wird nur benötigt, wenn sich eine tragbare Station auf das System verriegelt.
Die SI-Informationen sollten die folgenden Informationen enthalten:
A welchen Satz von Kanälen das System verwendet;
B die Reihenfolge und Zeitintervalle, wenn das FS-System freie Kanäle abtastet;
C tatsächliche Kanalnummer auf einen Kanal, auf den verriegelt wurde.
Die Erfindung ist auf verschiedene Arten von Verfahren mit mehrfach Funkzugriff anwendbar, beispielsweise auf die FDMA- oder TDMA-Verfahren.
Ein Beispiel ist ein TDMA-System mit Mehrfachträger (4-10 TRÄGER), bei dem jeder Träger ein 1 MHz belegt und 8 Zeit-Duplex-Schlitze pro Träger und eine Rahmenzykluszeit von 16 ms aufweist. Figur 7 zeigt einen derartigen TDMA-Funkkanalrahmen mit 8 Zeitschlitzen zur Übertragung in der Richtung von dem tragbaren Gerät (der mobilen Station) an eine feste (Basis-) Station und 8 Zeitschlitze zur Übertragung in der Richtung von der festen an die tragbare Station.
Figur 8 zeigt den Aufbau eines Zeitschlitzes in einem TDMA-Rahmen gemäß Figur 7. Die Anzahl von Bits, die in einem Burst in dem Schlitz übertragen werden, ist angezeigt. Die CRC sind Prüfbits und G ist ein Schutzraum zum nächsten Schlitz. Die getragene Sprache oder Daten befinden sich in dem Informationsfeld I.
Das C-Feld enthält verschiedene Informationen, die den unterschiedlichen 6-Bit-Headers folgen, wie in Figur 9 für einen normalen Schlitz, einen Anrufschlitz (Paging-Schlitz) und einen Systeminformationsschlitz dargetsellt. Figur 9 zeigt ebenfalls Beispiele von C-Feldinformationen. Die SI-Information kann beispielsweise folgendermaßen aufgebaut sein:
10 verwendete Träger 10 Bits
tatsächlicher Träger 4 Bits
tatsächlicher Schlitz 4 Bits
Referenz zum Abtasten von
freien Kanälen 12 Bits (für bis zu 3 parallele Empfänger)
Übrig 2 Bits
Alle aktiven Schlitze weisen normalerweise in dem C-Feld die Normale auf. Diese wird durch den Anruf (Paging) ersetzt, wenn ein Rundfunk-Anruf benötigt wird und durch Systeminformation, wenn SI gesendet wird. SI wird, wie bereits erwähnt, nicht sehr oft benötigt, vielleicht zu jedem 16-ten oder 32-ten Rahmen entsprechend jeder viertel halben Sekunde.
Die Referenz und die Reihenfolge der Abtastung von freien Kanälen bei dem FS ist insbesondere anwendbar, wenn das FS ein einzelner Funksender für TDMA mit 8 Duplexschlitzen ist und einen Träger von Schlitz zu Schlitz ändern kann.
Dies ist eine sehr ökonomische und leistungsvolle Lösung, die ebenfalls eine Zwischenmodulation und benachbarte Trägerstörungen zwischen tragbaren Geräten vermeidet, die mit der gleichen Basisstation verbunden sind. Dies wird in der schwedischen Patentanmeldung Nr. 8803696-7 beschrieben.
Der Empfänger dieser Basisstation kann nach eintreffenden Anrufen auf freien Kanälen jeweils einzeln bei einem Zeitschlitz abtasten und tastet alle Zeitschlitze auf einem Träger und dann auf dem nächsten Träger, etc. ab. Das FS tastet die Träger in einer Reihenfolge ab. Die Referenz teilt mit, welcher Träger während des tatsächlichen Rahmens abgetastet wird. Um eine schnellere Zugriffszeit zu erreichen, kann das FS bis zu drei parallele Abtastempfänger aufweisen, die zu unterschiedlichen Referenzen beginnen. Vier Bits werden pro Referenz 0000,0000,0000 benötigt, für die dreimal vier Bit zugeordnet worden sind. 0000 bedeutet keinen weiteren parallelen Empfänger.
Eine Alternative zu dem SI-Header ist das Vorhandensein von beispielsweise zwei SI-Bits in jedem aktiven Schlitz und Rahmen, wie in Figur 10 gezeigt. Figur 10 zeigt ein C-Feld mit zwei SI-Bits. In diesem Fall sind nach 16 Rahmen, nämlich nach 256 ms, alle 32 SI-Bits übertragen worden. Die gesendete SI könnte im Prinzip auch andere Systeminformationen enthalten, wie beispielsweise Dienste, die von dem System verfügbar sind, und zum Beispiel einen von FS abhängigen Teil, der mitteilt, welche Kanäle an diesem spezifischen FS als frei angesehen werden. Diese sind nicht eingeschlossen, da es wichtig ist, die gesendete Information so kurz wie möglich zu halten, um keine Kapazität zu stehlen. Es gibt andere, bessere Vorgehensweisen.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen TDMA-Systeme beschränkt, sondern kann ebenso in FDMA-Systeme implementiert werden.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines bestimmten Mobilfunksystems in einer Umgebung von wenigstens einem anderen Mobilfunkkommunikationssystem, wobei jedes System mehrere feste Funkstationen umfaßt und eine vorgegebene Gruppe von Funkkanälen für Gespräche teilt und eine Vielzahl von Mobilfunkstationen bedienen kann, wobei die mobilen Stationen auf irgendeinem der vorgegebenen Funkkanäle arbeiten können, aber nicht alle Systeme alle Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe für Gespräche verwenden können und dürfen, wobei das andere System ebenfalls für Gespräche wenigstens einige der Funkkanäle verwenden kann und darf, die das bestimmte System für Gespräche verwenden kann und darf, die auch die anderen Systeme für Gespräche verwenden können und dürfen,

gekennzeichnet durch:

Senden von jeder festen Station in dem bestimmten System auf wenigstens einem der Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe, die für die Verwendung für Gespräche in dem bestimmten System zugelassen sind, aber vorher den mobilen Stationen nicht bekannt sind, Informationen über die Identität einer sendenden festen Station und der Identität des bestimmten Systems und Information darüber, welche Funkkanäle das bestimmte System für Gespräche verwenden kann und darf;

Abtasten an den mobilen Stationen von Kanälen in der vorgegebenen Gruppe zum Empfang der Informationen über die Identität einer sendenden festen Station und über die Identität des bestimmten Systems und Information darüber, welche Kanäle das bestimmte System für Gespräche verwenden kann und darf;

Verhindern, daß irgendeine mobile Station auf irgendeinem der Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe sendet, bis nach dem Empfang von Informationen über die Kanäle, die zur Verwendung für Gespräche in dem System, welches die mobile Station bedient zugelassen sind; und

Dynamisches Zuordnen der Kanäle, die das besondere System für Gespräche verwenden kann und darf, indem an mobilen Stationen, die von den festen Stationen des bestimmten Systems bedient werden, bei einem Gesprächsaufbau oder einer Gesprächsübergabe ein freier Kanal ergriffen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch die Schritte:

Senden von jeder festen Station des bestimmten Systems auf wenigstens einem der Funkkanäle, die das besondere System für Gespräche verwenden kann und darf, Informationen über die Kanalidentität und die Reihenfolge, in der die feste Station freie Kanäle nach möglichen Funkkanälen von mobilen Stationen, die die freien Kanäle ergreifen, abtastet.

3. Verfahren zum Betreiben einer Kombination einer Vielzahl von Mobilfunk-Kommunikationssystemen, die jeweils mehrere feste Funkstationen, eine vorgegebene Gruppe von Funkkanälen für Gespräche, die von den Systemen geteilt werden, und eine Vielzahl von mobilen Funkstationen, die ausgelegt sind, so daß sie mit wenigstens zwei Systemen zusammenarbeiten können, umfassen, wobei die mobilen Stationen auf irgendeinem der vorgegebenen Funkkanäle arbeiten können, aber nicht alle Systeme alle Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe verwenden können und dürfen, wobei ein anderes der Systeme für Gespräche auch wenigstens einige der Funkkanäle verwenden kann und darf, welche eines der Systeme für Gespräche verwenden kann und darf,

gekennzeichnet durch:

Senden von jeder festen Station auf wenigstens einem der Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe, die für Gespräche verwendet werden soll, Informationen über die Identität einer sendenden festen Station und über das System und darüber, welche der vorgegebenen Funkkanäle das System der sendenden festen Station für Gespräche verwenden kann und darf;

Abtasten an jeder mobilen Station von Kanälen in der vorgebenen Gruppe zum Empfang der Informationen über eine feste sendende Station und die Systemidentität und Kanäle, die das System für Gespräche verwenden kann und darf;

Abhalten jeder mobilen Station vom Senden auf irgendeinem der Funkkanäle in der vorgegebenen Gruppe, bis nach einem Empfang von Informationen über die Kanäle, die zur Verwendung für Gespräche in dem System, welches die mobile Station bedient, zugelassen sind; und

bei einem Gesprächsaufbau und einer Gesprächsübergabe, dynamisches Zuordnen der Kanäle, die jedes System für Gespräche verwenden kann und darf, indem an mobilen Stationen, die von den festen Stationen des Systems bedient werden, ein freier Kanal unter den erlaubten Kanälen in der Gruppe belegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

gekennzeichnet durch

Senden von jeder festen Station auf wenigstens einem der Funkkanäle, die von ihrem System für Gespräche verwendet werden können und dürfen, von Informationen über eine Kanalidentität und die Reihenfolge, in der die feste Station freie Kanäle nach möglichen Funksignalen von mobilen Stationen, die freie Kanäle ergreifen, abtastet.