DE69725991T2

DE69725991T2 - Verfahren zur Versorgung einer Radioeinheit mit zellularen Radiodiensten in einem festen zellularen Funksystem

Info

Publication number: DE69725991T2
Application number: DE69725991T
Authority: DE
Inventors: Chu-Rui Chang; Hua Shun ZHOU; Marco F. MARCHETTI; S. Christopher REECE; Payam Maveddat; V. Gokul SUBRAMANIAN; Ramanathan Balachander; Louis Perez; S. Balaji HOLUR; L. Robert HICKS
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: WO1998008349A3; EP0919102B1; WO1998008349A2; US5765103A; EP0919102A2; DE69725991D1; AR008302A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Funkkommunikation. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die räumliche Konfiguration eines Teilnehmer-Funktelefons in einem festen drahtlosen oder Festfunk-Zugangssystem.
Die EP-A-0 641 135, die auf die Northern Telecom Limited übertragen wurde, lehrt ein Netz von Basisstationen, die die Qualität der Kommunikation zu oder von einer mobilen Teilnehmereinheit testen. Die Verbindung wird mit einer einzigen Basisstation aufgebaut, wenn die Qualität als akzeptabel betrachtet wird. Leistungspegelmessungen werden dauernd an der die Versorgung übernehmenden Zellen-Basisstation durchgeführt, und die Messungen werden gemittelt und gefiltert, um zu bestimmen, ob eine mobile Station stationär ist (und den natürlichen Schwankungen im Leistungspegel unterworfen ist), oder sich aus der Zelle heraus bewegt. Die Mittelwertbildung und Filterung wird durchgeführt, um eine Belastung des Netzes mit übermäßigen Übergabe-Anforderungen zu vermeiden. Sobald festgestellt wird, dass eine Übergabe erforderlich ist, wird eine sogenannte „Schnupper-Anforderung" abgegeben, die bewirkt, dass benachbarte Basisstationen den Normalbetrieb zeitweise unterbrechen und Leistungsmessungen ausführen. Die mobile Teilnehmereinheit wird dann zu der Zelle übergeben, die die höchste Leistungspegel-Messung hat (oder sie verbleibt in der derzeit die Versorgung übernehmenden Zelle, wenn es keine anderen „besseren" Zellen gibt).
Ein zellulares Funkkommunikationssystem besteht typischerweise aus einer Anzahl von Zellen, die einen geografischen Bereich überdecken. Jeder Zelle wird eine Anzahl von Funkkanälen zugeordnet. Die Zelle kann weiterhin in Sektoren unterteilt werden, wobei jeder Sektor eine Anzahl von unterschiedlichen Kanälen hat.
In einem typischen Mobilsystem ist ein Teilnehmer nicht für eine spezifische Zelle konfiguriert. In diesen Systemen wird ein Funk-Sprachekanal dem mobilen Teilnehmer für die Verbindungseinleitung auf der Grundlage der Empfangs-Signalstärke-Anzeige (RSSI) und der Verfügbarkeit des Funk-Sprachekanals zugeteilt. Während sich der mobile Teilnehmer durch unterschiedliche Zellen eines Zellularsystems bewegt, werden Funk-Sprachekanäle dynamisch der Mobilstation zugeteilt, wenn sich die Signalstärke des Kanals ändert.
In einem Festfunk-Kommunikationssystem, das in der Technik auch als ein drahtloses Teilnehmer-Anschlusssystem bekannt ist, ist jeder Teilnehmer typischerweise auf einer permanenten Basis für eine spezifische Zelle konfiguriert. Diese Art von System verwendet Funktelefone, die nicht ortsbeweglich sind. Ein festes drahtloses System ist eine attraktive Lösung zur Realisierung von Kommunikation in Entwicklungsländern oder in ländlichen Bereichen von entwickelten Ländern, in denen die Telekommunikations-Infrastruktur unzureichend ist.
Für ein Teilnehmer-Funktelefon, das sich in der Nähe des Inneren einer Zelle befindet, die als die Heimatzelle für das Teilnehmer-Funktelefon identifiziert wird, ist die Wahrscheinlichkeit einer Empfangssignal-Überdeckung oder -Versorgung hoch. Ein Funktelefon, das sich in der Nähe des Randes der Zelle befindet, kann jedoch aufgrund von Objekten, wie z. B. Gelände oder großen Fahrzeugen, die die Antenne gegenüber dem Teilnehmer-Funktelefon abschatten, keine Signalüberdeckung empfangen. Hierdurch schrumpft effektiv die Größe der Zelle. Diese Erscheinung ist in 7 gezeigt.
Der obere Teil der 7 zeigt einen Teilnehmer 700, der für eine Heimatzelle, die Zelle A, konfiguriert ist. In dieser Zeichnung liefert die Heimatzelle eine normale Überdeckung oder Versorgung für den Teilnehmer (700). Der untere Teil der 7 zeigt das Schrumpfen der Zelle A und den resultierenden Verlust an Überdeckung, den der Teilnehmer 700 erleidet.
Wenn ein Teilnehmer-Funktelefon anfänglich für eine Heimatzelle konfiguriert wurde, und die Heimatzelle schrumpft, so könnte der empfangene Signalpegel unter das minimale Signal absinken, das erforderlich ist, um die Verbindung aufrecht zu erhalten. Dieser minimale Signalpegel ist die minimale Empfindlichkeit des Funkgerätes – der Signalpegel, unterhalb dessen das Funkgerät kein Signal mehr erfassen kann. In diesem Fall wird die Verbindung unterbrochen oder nicht aufgebaut, wenn dies eine neue Verbindung ist, weil der Teilnehmer lediglich für eine Heimatzelle in drahtlosen Teilnehmer-Anschlusssystemen konfiguriert ist. Damit ergibt sich eine bisher unbekannte Notwendigkeit zur Schaffung einer verbesserten Überdeckung oder Versorgung für Teilnehmer, die sich am Rand einer Zelle in einem drahtlosen Teilnehmer-Anschlusssystem befinden.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ordnet einen Zellularfunkdienst einer Funktelefoneinheit in einem drahtlosen Teilnehmer-Anschlusssystem ofer Festfunk-Anschlusssystem zu. Das Verfahren misst zunächst an der Funktelefoneinheit ein Mittelwertsignal für jedes Funk-Steuerkanal-Signal, das von jeder Zelle eines Satzes von Zellen des zellularen Systems empfangen wird. Der Satz von Zellen besteht aus den Zellen, die sich innerhalb einer Kommunikationsentfernung von der Funktelefoneinheit befinden und schließt die Heimatzelle der Funktelefoneinheit ein.
Das Verfahren identifiziert als nächstes die Zellen mit den größten und zweitgrößten Mittelwerten aus den gemessenen Mittelwerten. Diese Mittelwerte werden mit Schwellenwertpegel-Bändern verglichen, um auf diese Weise die Zellen auf der Grundlage davon zu kategorisieren, in welchem Schwellenwert der spezielle Mittelwert fällt. Die Anzahl von Schwellenwertpegeln ist gleich der maximalen Anzahl von versorgenden Zellen, die für eine an einem Zellenrand angeordnete Funktelefoneinheit konfiguriert werden dürfen.
Wenn der größte Mittelwert über den höchsten Schwellenwertpegel ansteigt, muss die Funktelefoneinheit lediglich der Zelle zugeordnet werden, die den größten Mittelwert erzeugte, ihrer Heimatzelle. Wenn der größte Mittelwert zwischen den höchsten und niedrigsten Schwellenwertpegeln liegt, wird die Funktelefoneinheit nicht nur der Heimatzelle sondern auch den Zellen zugeordnet, die ausreichend starke Funksignale erzeugen. Wenn der größe Mittelwert unter den niedrigsten Schwellenwertpegel absinkt, kann die Funktelefoneinheit keine Verbindung aufbauen oder eine laufende Verbindung wird unterbrochen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockschaltbild eines typischen festen drahtlosen Funktelefonsystems der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine typische Zellenauslegung des Funktelefonsystems nach 1.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines eine bevorzugte Ausführungsform darstellenden Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines eine alternative Ausführungsform darstellenden Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt die Verteilung eines örtlichen Mittelwertes in einer Situation mit zwei benachbarten Zellen.
6 zeigt eine Kurve der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion gegenüber dem Signalpegel wie er sich aus 5 ergibt.
7 zeigt eine Zellenauslegung, die die Zellen-Atmungs-Erscheinung aufweist.
8 zeigt eine Tabelle, die zur Auswahl von Schwellenwertpegeln in einer Ausführungsform mit zwei Versorgungszellen verwendet wird.
9 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt die Funküberdeckung eines festen drahtlosen Zugangssystems unter Verwendung der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Das drahtlose Funk-Teilnehmeranschluss- oder Festfunkanschluss-Telefonsystem der vorliegenden Erfindung ermöglicht es einem Benutzer eines drahtlosen Funktelefons, einen Zugang an das öffentliche Wähltelefonnetz zu haben. Durch Mitteln des Mittelwertes der von dem Funktelefon empfangenen Signale über den Raumbereich kann das System das Funktelefon in optimaler Weise auf zusätzliche benachbarte Zellen über die Heimatzelle des Funktelefons hinaus konfigurieren.
1 zeigt ein Blockschaltbild des festen drahtlosen Funktelefonsystems der vorliegenden Erfindung. Dieses System umfasst mehrfache Basisstationen 101–103, die Funktelefonsignale mit dem festen Teilnehmer-Funktelefon 110 austauschen. Jede Basisstation 101–103 besteht aus mehreren Empfängern und Sendern, die in irgendeinem Hochfrequenzband arbeiten. Die 800 und 900 MHz-Bänder sind jedoch für einen Zeitvielfachzugriffs- (TDMA-) Zellulardienst typisch. Dieses System kann in Bürogebäuden, Teilen von Städten oder anderen Stellen installiert werden, die einen Telefonzugang erfordern, ohne dass eine Telefonverkabelung installiert werden muss.
Die Funkbasisstationen 101–103 sind mit einer Festfunk-Steuerung 105 verbunden. Die Steuerung 105 führt Aufzeichnungen darüber, welche Teilnehmer für eine bestimmte Basisstation 101, 102 oder 103 konfiguriert sind und lenkt irgendwelche Anrufe von dem öffentlichen Femsprechwählnetz (PSTN) 120 zu der passenden Basisstation 101, 102 oder 103 zur Übertragung an das Teilnehmer-Funktelefon.
2 erläutert die Zellenauslegung der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Beispiel gibt es drei Basisstationen: BS_A, BS_B und BS_C 201–203. Die Teilnehmer-Festfunktelefone 210, 220 und 230 kommunizieren jeweils mit der passenden Basisstation 210, 220 und 230. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bestimmt, für welche Basisstation 201–203 jedes Teilnehmer-Funktelefon 210, 220 und 230 konfiguriert ist.
Ein Teilnehmer-Funktelefon 210 kann für eine einzige Basisstation 202 konfiguriert sein. Ein weiteres Funktelefon 220 kann für zwei Basisstationen 201 und 202 konfiguriert sein, während ein weiteres Funktelefon für alle drei Stationen 201–203 konfiguriert sein kann.
Die von einem Funktelefon in dem vorstehenden drahtlosen System empfangene Leistung wird wie folgt ausgedrückt:
worin
P_R(r) = die empfangene Leistung an einer Entfernung r von der Basisstation ist.
P₀ = die empfangene Leistung an einer eng benachbarten Bezugsentfernung r₀ ist.
r = die Entfernung zwischen der Basisstation und dem Funktelefon ist.
r₀ = die nahegelegene Bezugsentfernung ist.
α = die Pfadverlust-Steigung ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Nah-Bezugsentfernung größer als 1,39·G·H, worin G der Antennengewinn und H die Antennenhöhe ist. Die Pfadverlust-Steigung α, die auch als die Ausbreitungskonstante bezeichnet wird, ist in der Technik gut bekannt. Die Pfadverlust-Steigung ist die Abklingrate der Signalstärke als Funktion der Entfernung und liegt typischerweise im Bereich von 2–5 in Abhängigkeit von dem Gelände und den Bedingungen. Beispielsweise gilt eine Pfadverlust-Steigung von 2 ohne jede Hindernisse, während eine Pfadverlust-Steigung von 5 eine dichte städtische Umgebung darstellen würde.
In der vorstehenden Gleichung ist die Komponente
der Mittelwert der empfangenen Leistung, der nachfolgend als m bezeichnet wird. Die Komponente M(r) ist der örtliche Mittelwert, der in der Technik auch als Langzeit-Schwundkomponente bezeichnet wird. M(r) ergibt die logarithmisch normalisierte Verteilung um den Mittelwert m herum. M(r) ändert sich aufgrund des Geländeverlaufs zwischen der Basisstation und dem Funktelefon.
Die Komponente R(r) ist die Mehrpfad-Schwund- oder Kurzzeit-Schwund-Komponente. Die Änderung von R(r) ergibt sich aufgrund der Reflexion der Funkwellen an vom Menschen gemachten Strukturen.
Der örtliche Mittelwert M(r) ist eine eine Gauß-Verteilung aufweisende zufällige Variable mit einer Standardabweichung von σ um m herum. Sowohl σ als auch M(r) werden in dB gemessen. In einer städtischen Umgebung gilt typischerweise σ = 8 dB, könnte jedoch im Bereich zwischen 4 dB und 12 dB in Abhängigkeit von den Bedingungen des tatsächlichen Geländes liegen. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von M(r) kann wie folgt ausgedrückt werden:
Ein Beispiel der Signalüberdeckung in einer Randzelle der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt. 5 zeigt die Signalpegelkonturen und die Verteilung der örtlichen Mittelwerte bei einer Ausführungsform mit zwei benachbarten Zellen. Diese Figur zeigt, dass in einer Heimatzelle, der Zelle A, ein Teilnehmer 500, der sich im Inneren der Zelle A befindet, einen wesentlich höheren mittleren Signalpegel m_A, der von seiner Heimatzelle, der Zelle A, empfangen wird, aufweist, als der mittlere Signalpegel m_B, der von der benachbarten Zelle, der Zelle B, empfangen wird. Die zwei Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der Signale von den zwei Zellen haben keine große Überlappung. Dies heißt mit anderen Worten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Signal von der Zelle B aufgrund von Signalschwankungen höher ist, als das von der Zelle A, gering ist. In diesem Fall sollte der Teilnehmer lediglich für die Zelle A konfiguriert werden.
Ein Teilnehmer, der sich am Rand der Zelle 505 befindet, dem Überlappungsbereich zwischen den Zellen A und B, stellt einen mittleren Signalpegel von der Zelle B, m_B, fest, der lediglich geringfügig höher als der von der Zelle A, m_A, ist. In diesem Fall haben die zwei Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen große überlappende Bereiche. Dies bedeutet, dass obwohl m_A > ms ist, eine gewisse Wahrscheinlichkeit besteht, dass das Signal von der Zelle B aufgrund von Signalschwankungen höher als das Signal von der Zelle A ist.
Die Wahrscheinlichkeit, dass das von einer Zelle empfangene Signal höher als ein bestimmter Wert γ ist, kann aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wie folgt berechnet werden:
worin Q(z) eine Funktion mit tabellarischen Werten ist, die wie folgt definiert ist:
Für den Fall eines Heimatzellen-Teilnehmers gemäß 5 ist m_A um einen großen Betrag größer als m_B. Wenn der gemessene Signalpegel von der Zelle A = γ ist, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass der empfangene Signalpegel von der Zelle B den Wert von γ übersteigt, der schraffierte Bereich in 6, der das Integral der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion f_M(x) über den Bereich (γ, ∞) ist.
Für das vorstehende Randzellen-Teilnehmerbeispiel, das in 5 gezeigt ist, besteht, selbst wenn m_A > m_B ist, eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass das Signal von der Zelle B aufgrund der Signalschwankung höher als das Signal von der Zelle A ist. Wenn der gemessene Signalpegel von der Zelle A = γ ist, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass der empfangene Signalpegel von der Zelle B den Wert γ übersteigt, der schraffierte Bereich in 6, d. h. das Integral der Wahrscheinlichkeits-dichtefunktion f_M(x) über den Bereich (γ, ∞).
Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für m_A und m_B des Randbeispiels (505) der Ausführungsform nach 5 sind in 6 gezeigt. Diese Figur zeigt eine grafische Darstellung der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen gegenüber dem Signalpegel in Dezibel.
Die untere grafische Darstellung von 6 zeigt, dass in der Nähe des Randes der Zelle A die Mittelwerte m_A und ms sehr nahe beieinander liegen, und dass die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen stark überlappend sind. Die obere grafische Darstellung von 6 zeigt, dass für einen Heimatzellen-Teilnehmer die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass das Signal von der Zelle B höher als das von der Zelle A ist.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Funktelefon von einer Zelle überdeckt ist, ist das Integral der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion f_M(x) über den Bereich (S_min, ∞) worin S_min die Empfindlichkeit des Funktelefons ist. Die minimale Empfindlichkeit eines Funktelefons ist Hersteller-abhängig, beträgt jedoch typischerweise –110 dBm. Als Beispiel einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für einen Mittelwert m = S_min + 1,0σ ist die entsprechende Wahrscheinlichkeit der Überdeckung wie folgt:
Für einen Heimatzellen-Teilnehmer, der sich im Inneren der Heimatzelle, der Zelle A befindet, ist der mittlere Signalpegel, der von der Zelle A empfangen wird, m_A, stark genug, um eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Funküberdeckung oder Funkversorgung für den Teilnehmer zu garantieren, wie z. B. 95% der Zeit bei der bevorzugten Ausführungsform. Daher sollte lediglich die Zelle A für den Teilnehmer konfiguriert werden.
Für einen Randzellen-Teilnehmer, der sich in dem überlappenden Bereich der Zelle A und der Zelle B befindet, ist der Hauptsignalpegel der Zelle A, m_A, nicht stark genug, um eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Funküberdeckung für den Teilnehmer zu garantieren, beispielsweise nur 70% der Zeit bei der bevorzugten Ausführungsform. Um die Wahrscheinlichkeit der Hochfrequenz-Überdeckung zu verbessern, sollte die Zelle B für den Teilnehmer zusätzlich zur Zelle A konfiguriert werden. Mit zwei Versorgungszellen wird die Gesamtwahrscheinlichkeit einer Empfangs-Funküberdeckung verbessert.
Das in 3 dargestellte Vertahren der vorliegenden Erfindung beruht auf den Mittelwerten der empfangenen Signalpegel von den benachbarten Zellen innerhalb der Kommunikationsentfernung des Teilnehmer-Funktelefons. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die Mittelwerte über den Raumbereich gemittelt. Diese Ausführungsform arbeitet für ein Maximum von zwei Versorgungszellen: die Heimatzelle des Teilnehmers und eine zweite Versorgungszelle.
Das Verfahren gemäß der bevorzugten Ausführungsform beginnt damit, dass die Mittelwert-Signale der empfangenen Signalpegel von den benachbarten Zellen an der Position des Funkteilnehmers gemessen werden (301), wenn das feste drahtlose Funktelefonsystem der vorliegenden Erfindung installiert wird. Die Mittelwerte werden in absteigender Reihenfolge aufgelistet (305). Beispielsweise könnten die Mittelwerte wie folgt aufgelistet werden:
m_A: Zelle A ergibt den stärksten Signalpegel.
m_B: Zelle B ergibt den zweitstärksten Signalpegel.
m_B: Zelle K ergibt den schwächsten Signalpegel.
Der höchste Schwellenwertpegel T₁ wird definiert, um die Heimatzellen-Teilnehmer von den Randzellen-Teilnehmern zu trennen. Diesem Schwellenwertpegel ist eine hohe Wahrscheinlichkeit der Überdeckung von einer Zelle zugeordnet. Er besteht aus zwei Parametern, der minimalen Funktelefon-Empfindlichkeit S_min und der Standardabweichung um den Mittelwert, σ. Diese Parameter sind in 8 gezeigt.
Der niedrigste Schwellenwertpegel S_min ist die minimale Funktelefon-Empfindlichkeit. Er identifiziert die Teilnehmer, die sich an Löchern in der Funküberdeckung befinden, und denen keine Versorgungszellen zugeordnet sind. Dies gilt, weil S_min einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von nur 50% im Mittelwert zugeordnet ist. Dies reicht nicht aus, um eine ausreichende Sprachequalität sicherzustellen.
Der Wert vonT₁ wird von dem Diensteanbieter eingestellt. Er stellt einen Kompromiss zwischen der Sprachequalität und den Systemkosten dar. T₁ kann später modifiziert werden. Wie dies in der Tabelle von 8 gezeigt ist, könnte T₁ anfänglich als T₁ = S_min+ 1,3 σ definiert werden. Dies führt zu einer entsprechenden Überdeckungswahrscheinlichkeit von 90,3%:
Wenn m_A, der Mittelwert, der an der Funktelefoneinheit von der Zelle A gemessen wird, größer oder gleich groß T₁ ist, so empfängt das Teilnehmer-Funktelefon eine Funksignal-Überdeckung von der Zelle A über 90% der Zeit im Mittelwert. Dies ist der Fall für einen Heimatzellen-Teilnehmer, der sich im Inneren einer Zelle befindet.
Wenn T₁ zu niedrig eingestellt wird, wie z. B. T₁ = S_min + 0,5 σ mit einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von 69,2%, dann werden diejenigen Funktelefone, die sich am inneren Rand der Heimatzelle, der Zelle A, befinden, großzügig als Heimatzellen-Teilnehmer identifiziert. Diese Teilnehmer-Funktelefone haben keine zusätzlichen konfigurierten Versorgungszellen. Dies könnte zu einer möglicherweise unbefriedigenden Sprachequalität führen.
Wenn T₁ zu hoch eingestellt ist, wie z. B. T, = S_min + 1,7 σ mit einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von 95,5%, dann werden diejenigen, die sich am äußeren Mittelpunkt der Heimatzelle, der Zelle A, befinden, als Randzellen-Teilnehmer identifiziert. Für diese Teilnehmer sind zusätzliche Zellen konfiguriert, was zu einer unnötigen Funkressourcen-Zuteilung führen könnte.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 ist zu erkennen, dass, wenn m_A ≥ T₁ (310) ist, das Funktelefon als Heimatzellen-Teilnehmer identifiziert wird (315) und lediglich für die Heimatzelle, die Zelle A, konfiguriert ist. Wenn m_A < S_min (350) ist, so kann das Funktelefon kein Signal empfangen, das für eine Kommunikation stark genug ist. In diesem Fall kann der Teilnehmer nicht für irgendeine der Zellen konfiguriert werden (355).
WennT₁ > m_A ≥ S_min ist (320), wird das Funktelefon als ein Randzellen-Teilnehmer identifiziert (325). In diesem Fall wird das zweitgrößte Mittelwertsignal, m_B, überprüft, ob der Teilnehmer einer weiteren Zelle zugeordnet werden sollte.
Wenn T₁ > m_B ≥ S_min ist (330), so liegen die Mittelwerte sowohl für die Zelle A als auch die Zelle B in dem gleichen Bereich. In diesem Fall wird das Funktelefon für die Zellen A und B konfiguriert (335). Wenn m_B < S_min ist (340), so ist das Signal von der Zelle B zu schwach, um von dem Funktelefon verwendet zu werden. In diesem Fall wird das Funktelefon lediglich als Teilnehmer der Zelle A konfiguriert (345).
Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 gezeigt. Diese Ausführungsform bestimmt, ob der Funktelefon-Teilnehmer drei Versorgungszellen zugeordnet werden sollte.
Bei irgendwelchen alternativen Ausführungsformen, die mehr als eine zusätzliche Versorgungszelle für Randzellen-Teilnehmer verwenden, sind zusätzliche Schwellenwerte erforderlich. Wenn die maximale Anzahl von Versorgungszellen, die für einen Randzellen-Teilnehmer konfiguriert werden sollen, gleich N ist (N ≥ 1) dann müssen zusätzliche N-2 Schwellenwerte neben T, und S_min definiert werden. Diese zusätzlichen Schwellenwertpegel werden in der gleichen Weise definiert, wie T₁ definiert wurde, jedoch mit einer geringeren Überdeckungswahrscheinlichkeit von einer zugehörigen Zelle. Beispielsweise erfordert die alternative Ausführungsform, die drei Versorgungszellen verwendet (N = 3) einen zusätzlichen Schwellenwert. Dieser Schwellenwert wird nachfolgend als T₂ bezeichnet.
Das Verfahren gemäß der alternativen Ausführungsform beginnt mit der Messung der Mittelwertsignale der empfangenen Signale von den benachbarten Zellen (401). Diese Mittelwerte werden in absteigender Reihenfolge aufgelistet (402), um den größten Mittelwert, den zweitgrößten Mittelwert und den drittgrößten Mittelwert zu bestimmen.
Wenn der größte Mittelwert m_A größer oder gleich dem Schwellenwert T₁ ist (405), so wird das Funktelefon als ein Heimatzellen-Teilnehmer (410) konfiguriert. Weil in diesem Fall das empfangene Signal für eine ausreichende Kommunikation stark genug ist, ist eine Reserve-Versorgungszelle nicht erforderlich. Wenn der größte Mittelwert kleiner als der minimale Schwellenwert S_min ist (415), dann kann selbst die Heimatzelle keine ausreichende Überdeckung liefern, um es dem Funktelefon zu ermöglichen, mit dem System zu kommunizieren (420).
Wenn T₁ > m_A ≥ S_min(425), so wird das Funktelefon als ein Randzellen-Teilnehmer (430) identifiziert. Das Verfahren nach der alternativen Ausführungsform betrachtet dann den zweitgrößten Mittelwert m_B (430). Wenn T₁ > m_B ≥ T₂ ist (435), so werden die Mittelwerte von der Heimatzelle A und der zweiten Versorgungszelle B als stark betrachtet, und das Funktelefon wird für beide Zellen konfiguriert (465). Wenn m_B < S_min ist (440), so ist das Signal von der zweiten Versorgungszelle zu schwach, um verwendet zu werden, und das Funktelefon wird nur für die Heimatzelle A konfiguriert (480).
Wenn T₂ > m_B ≥ S_min ist (445), so wird das Funktelefon wiederum als Randzellen-Teilnehmer identifiziert (450). In diesem Fall kann das Signal von der Zelle B nicht stark genug sein, um nur eine Konfiguration auf die Zellen A und B durchzuführen, und es ist eine dritte Versorgungszelle erforderlich. Daher muss der drittgrößte Mittelwert m_C betrachtet werden.
Wenn T2 > m_C ≥ S_min ist (455), so liegen die Mittelwerte von den Zellen B und C in dem gleichen Bereich. In diesem Fall wird das Teilnehmer-Funktelefon für die Zellen A, B und C konfiguriert (470), weil das Funktelefon ausreichende Signale von allen drei Zellen empfängt.
Wenn m_C < S_min ist (460), so ist der Mittelwert des Signals von der Zelle C für eine Verwendung durch das Funktelefon zu schwach. Daher wird der Teilnehmer für die Zellen A und B konfiguriert (475).
9 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist eine generische Ausführungsform, bei der ein Teilnehmer-Funktelefon N Versorgungszellen zugeordnet ist.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Dieses Verfahren kann auf die Konfiguration von Dienstezellen über drei hinaus erstreckt werden, wenn dies aufgrund von Gelände, Gebäuden oder anderen Faktoren erforderlich ist. Die Bestimmung der Anzahl der Versorgungszellen ist eine Wahl zwischen den Kosten und der Qualität. Eine Vergrößerung der Anzahl der Versorgungszellen, für die ein Funktelefon konfiguriert ist, verbessert die Qualität der Kommunikation, vergrößert jedoch auch die Kosten aufgrund der Ressourcenzuteilung, wie z. B. zusätzliche Zellen-Funkgeräte, um die möglichen zusätzlichen Teilnehmer-Funktelefone abzuwickeln.
Ein Beispiel eines Nutzens der vorliegenden Erfindung ist in 10 gezeigt. Der obere Teil dieser Figur zeigt einen Teilnehmer, der sowohl für die Zelle A als auch die Zelle B konfiguriert ist, wobei die Zelle A die Heimatzelle ist. Wenn die Überdeckung der Zelle A schrumpft, wie dies im unteren Teil gezeigt ist, so geht die Überdeckung von der Zelle A verloren. Weil sich der Teilnehmer jedoch immer noch in dem Überdeckungsbereich der Zelle B befindet, geht die Fähigkeit zu einer Kommunikation nicht verloren.
Es ist aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, dass das Verfahren und System der vorliegenden Erfindung die Qualität der Kommunikation für einen Teilnehmer am Rand einer Zelle in einem festen drahtlosen System oder einem Festfunkanschluss-System verbessert. Durch Konfigurieren des Telefons für zusätzliche Versorgungszellen neben der Heimatzelle wird erreicht, dass wenn sich der Überdeckungsbereich einer Zelle ändert, die anderen Versorgungszellen es dem Teilnehmer ermöglichen, die Kommunikation ununterbrochen fortzusetzen.

Claims

Verfahren zur Zuordnung eines Zellularfunk-Dienstes zu einer Funkeinheit (210, 220, 230, 500, 505, 700) in einem drahtlosen zellularen System, wobei das System Funksignale über eine Vielzahl von Zellen überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das zellulare System ein festes drahtloses Zellularsystem oder Festfunkanschluss-System ist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen eines Mittelwertsignals für ein Funksignal, das an der Position der Funkeinheit (210, 220, 230, 500, 505, 700) von jeder Zelle eines Satzes von Zellen (A, B) des zellularen Systems empfangen wird; Bestimmen eines größten Mittelwertsignals der gemessenen Mittelwertsignale; Bestimmen eines zweitgrößten Mittelwertsignals der gemessenen Mittelwertsignale; wenn das größe Mittelwertsignal größer als ein vorgegebener Bereich von Mittelwertsignalen ist, Zuordnen der Funkeinheit zu einer Heimatzelle; und wenn sowohl das größte als auch das zweitgrößte Mittelwertsignal innerhalb des vorgegebenen Bereiches von Mittelwertsignalen sind, Zuordnen der Funkeinheit sowohl zu der Heimatzelle als auch zu einer zweiten Versorgungszelle, wobei der vorgegebene Bereich von Mittelwertsignalen einen oberen Schwellenwert und einen unteren Schwellenwert aufweist, wobei der untere Schwellenwert die minimale Funkgeräteempfindlichkeit ist. wobei der vorgegebene Bereich von Mittelwertsignalen weiterhin aus einem oberen Bereich und einem unteren Bereich besteht, wobei der obere Bereich durch den oberen Schwellenwert und einen minimalen Schwellenwert begrenzt ist, und der untere Bereich durch einen zweiten oberen Schwellenwert und den unteren Schwellenwert begrenzt ist, wobei der Schritt der Zuordnung der Funkeinheit sowohl zu der Heimatzelle und zweiten Versorgungszellen weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Vergleichen des zweitgrößten Mittelwertsignals mit dem oberen Bereich des vorgegebenen Bereiches von Mittelwertsignalen; wenn das zweitgrößte Mittelwertsignal innerhalb des oberen Bereiches liegt, Zuordnen der Funkeinheit (210, 220, 230, 500, 505, 700) sowohl zu der Heimatzelle als auch der zweiten Versorgungszelle; und wenn das zweitgrößte Mittelwertsignal kleiner als der untere Schwellenwert ist, Zuordnen der Funkeinheit lediglich zu der Heimatzelle, wobei dies weiterhin die folgenden Schritte einschließt: wenn das zweitgrößte Mittelwertsignal innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, Bestimmen eines drittgrößten Mittelwertsignals; wenn das drittgrößte Mittelwertsignal innerhalb des unteren Bereiches liegt, Zuordnen der Funkeinheit (210, 220, 230, 500, 505, 700) zu der Heimatzelle, zu der zweiten Versorgungszelle und zu einer dritten Versorgungszelle; und wenn das drittgrößte Mittelwertsignal kleiner als der untere Schwellenwert ist, Zuordnen der Funkeinheit zu der Heimatzelle und der zweiten Versorgungszelle.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt der Zuordnung der Funkeinheit lediglich zu der Heimatzelle einschließt, wenn das größte Mittelwertsignal größer als der obere Schwellenwert oder gleich diesem ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt der Verhinderung des Aufbaus einer Verbindung zwischen der Funkeinheit und der Heimatzelle einschließt, wenn das größte Mittelwertsignal kleiner als der untere Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Zuordnung der Funkeinheit sowohl zu der Heimatzelle als auch zu der zweiten Zelle die Zuordnung der Funkeinheit einschließt, wenn sowohl das größte als auch das zweitgrößte Mittelwertsignal kleiner als der obere Schwellenwert und größer als der obere Schwellenwert oder gleich diesem ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt der Zuordnung der Funkeinheit (210, 220, 230, 500, 505, 700) lediglich zu der Heimatzelle einschließt, wenn das zweitgrößte Mittelwertsignal kleiner als der untere Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Feststellung des drittgrößten Mittelwertsignals die Feststellung des drittgrößten Mittelwertsignals einschließt, wenn das zweitgrößte Mittelwertsignal kleiner als der obere Schwellenwert und größer als der obere Schwellenwert oder gleich diesem ist.