DE69738471T2

DE69738471T2 - Verfahren und vorrichtung zum harten weiterreichen in einem cdma-system

Info

Publication number: DE69738471T2
Application number: DE69738471T
Authority: DE
Inventors: Lindsay A. Boulder WEAVER; David B. Boulder MUNSINGER; Roberto San Diego PADOVANI; Noam A. San Diego ZIV; Gadi La Holla KARMI; Klein S. Bozeman Gilhousen
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2017-05-24
Also published as: CN1968525A; AU3372297A; EP0951793B1; EP0951793A2; FI982520A; ATE509490T1; AU717479B2; ES2299185T3; CN1561140A; ATE384410T1; FI982520A0; CN1225786A; BR9712089A; CN1297175C; JP3933696B2; EP1492373A2; CN100592818C; WO1997044984A3; US5848063A; WO1997044984A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf zellulare Kommunikations- bzw. Nachrichtenübermittlungssysteme in denen mehrere Basisstationen angeordnet sind. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine neuartige und verbesserte Technik zum Weitergeben von Kommunikation zwischen Basisstationen von unterschiedlichen zellularen Systemen.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Die Nutzung von Modulationstechniken mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA) ist eine von mehreren Techniken zum Ermöglichen von Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen, bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden ist. Obwohl andere Techniken wie z. B. Zeit-Multiplex-Vielfach-Zugriff (time division multiple access = TDMA), und Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency divsion multiple access = FDMA) bekannt sind, besitzt CDMA signifikante Vorteile gegenüber diesen anderen Modulationstechniken. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
In dem gerade erwähnten Patent ist eine Vielfachzugriffstechnik offenbart, bei der eine große Anzahl von mobilen Telefonsystemnutzern, von denen jeder einen Transceiver (auch bekannt als eine ferne Einheit bzw. Ferneinheit) besitzt, über Satelliten-Repeater oder terrestrische Basisstationen (auch bekannt als Basisstationen oder Zellenstandorte) unter Verwendung von CDMA Spreizspektrumkommunikationssignalen kommunizieren. Durch Nutzen von CDMA Kommunikationen kann das Frequenzspektrum mehrfach wieder verwendet werden. Die Nutzung von CDMA Techniken führt zu einer viel höheren spektralen Effizienz als unter Verwendung anderer Vielfachzugriffstechniken erreicht werden kann, erlaubt somit eine Erhöhung der Systemnutzerkapazität.
Das herkömmliche zellulare Telefonsystem mit FM, welches innerhalb der Vereinigten Staaten genutzt wird, wird üblicherweise fortschrittlicher Mobiltelefondienst bzw. AMPS (Advanced Mobile Phone Service) genannt, und ist im Detail dargestellt in dem Standard der Electronic Industry Association EIA/TIA-553 „Mobile Station – Land Station Compatibility Specification". In einem derartigen herkömmlichen zellularen Telefonsystem mit FM ist das verfügbare Frequenzband in Kanäle mit typischerweise 30 Kilohertz (kHz) Bandbreite unterteilt. Das Systemversorgungsgebiet ist geografisch in Basisstationsabdeckungsgebiete bzw. -versorgungsgebiete unterteilt, welche in der Größe variieren können. Die verfügbaren Frequenzkanäle sind in Sätze unterteilt. Die Frequenzsätze sind den Abdeckungsgebieten derart zugewiesen, so dass die mögliche Co-Kanalinterferenz bzw. -Störung minimiert ist. Z. B. wird ein System betrachtet, in dem es sieben Frequenzsätze gibt und die Abdeckungsgebiete gleich große Hexagone sind. Der in einem Abdeckungsgebiet genutzte Frequenzsatz wird nicht in den sechs nächsten benachbarten Abdeckungsgebieten genutzt.
In herkömmlichen zellularen Systemen wird ein Handoff bzw. Weitergabeschema genutzt um es einer Kommunikationsverbindung zu erlauben weiterzugehen, wenn eine Ferneinheit die Grenze zwischen Abdeckungsgebieten von zwei unterschiedlichen Basisstationen überschreitet. In dem AMPS System wird der Handoff von einer Basisstation zu einer anderen initiiert, wenn der Empfänger in der aktiven Basisstation die den Anruf handhabt bzw. abwickelt, bemerkt, dass die empfangene Signalstärke von der Ferneinheit unterhalb einen vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist. Eine niedrige Signalstärkeanzeige impliziert, dass die Ferneinheit nahe der Grenze des Abdeckungsgebiets von der Basisstation sein muss. Wenn der Signalpegel unter den vorbestimmten Schwellenwert fällt, fragt die aktive Basisstation den System-Controller um zu bestimmen, ob eine benachbarte Basisstation das Signal der Ferneinheit mit besserer Signalstärke als die aktuelle Basisstation empfängt.
Ansprechend auf die Anfrage der aktiven Basisstationen sendet der System-Controller Nachrichten bzw. Mitteilungen an die benachbarten Basisstationen und zwar mit einer Handoff-Anfrage. Jede von den Basisstationen, die benachbart zu der aktiven Basisstation sind, setzt einen speziellen Scanning- bzw. Suchempfänger ein, welcher nach dem Signal von der Ferneinheit auf dem Kanal sucht, auf dem sie betrieben wird. Sollte eine von den benachbarten Basisstationen einen adäquaten Signalpegel an den System-Controller berichten, wird ein Handoff zu jener benachbarten Basisstation versucht, welche jetzt als die Zielbasisstation bezeichnet wird. Der Handoff wird dann initiiert durch Auswählen eines freien bzw. Leerlaufkanals von dem Kanalsatz der in der Zielbasisstation genutzt wird. Eine Steuernachricht wird an die Ferneinheit gesendet, welche sie anweist von dem aktuellen Kanal zu dem neuen Kanal, der durch die Zielbasisstation unterstützt wird, zu wechseln, zu der gleichen Zeit wechselt der System-Controller die Anrufverbindung von der aktiven Basisstation zu der Zielbasisstation. Dieser Prozess wird als harter bzw. hard Handoff bezeichnet. Der Ausdruck hart bzw. hard wird genutzt um die 'Unterbrechen vor dem Herstellen'-('break-before-make')-Charakteristik von dem Handoff zu charakterisieren.
In dem konventionellem System wird eine Anrufverbindung fallengelassen (d. h. nicht fortgeführt bzw. abgebrochen) falls der Handoff zu der Zielbasisstation erfolglos ist. Es gibt viele Gründe dass ein Versagen des hard Handoffs auftreten kann. Der Handoff kann versagen, falls bei der Zielbasisstation kein Leerlaufkanal verfügbar ist. Der Handoff kann auch versagen, falls eine von den benachbarten Basisstationen berichtet, dass sie ein Signal von der Ferneinheit empfängt, wenn die Basisstation tatsächlich aktuell ein Signal einer anderen Ferneinheit empfängt, die den gleichen Kanal zum Kommunizieren mit einer fernen Basisstation nutzt. Dieser Berichtsfehler führt zu dem Trans fer von der Anrufverbindung zu einer falschen Basisstation, typischerweise einer in der die Signalstärke von der aktuellen Ferneinheit ungenügend ist, um Kommunikationen beizubehalten. Ferner, sollte die Ferneinheit versagen, den Befehl zum Wechseln der Kanäle zu empfangen, wird der Handoff fehlschlagen. Aktuelle Betriebserfahrung zeigt an, dass Handoff-Versagen häufig auftritt, was die Zuverlässigkeit von dem System signifikant verringert.
Ein anderes übliches Problem bei dem herkömmlichen AMPS Telefonsystem tritt auf, wenn die Ferneinheit für eine erweiterte Zeitperiode nahe der Grenze zwischen zwei Abdeckungsgebieten verbleibt. In dieser Situation neigt der Signalpegel dazu zu fluktuieren und zwar mit Bezug auf jede Basisstation wenn die Ferneinheit die Position ändert oder wenn andere reflektierende oder dämpfende Objekte innerhalb des Abdeckungsgebiets die Position ändern. Die Signalpegelfluktuationen können zu einer „Ping-Pong"-Situation führen, in der wiederholte Anfragen gemacht werden, um den Anruf weiterzugeben und zwar zurück und weiter zwischen den zwei Basisstationen. Derartige zusätzliche unnötige Handoffs erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass der Anruf unbeabsichtigerweise nicht fortgeführt bzw. unterbrochen wird. Zusätzlich können wiederholte Handoffs die Signalqualität nachteilig beeinflussen, selbst wenn sie erfolgreich sind.
In dem U.S. Patent Nr. 5,101,501 mit dem Titel „METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", erteilt am 31. März 1992, welches an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist, sind ein Verfahren und System offenbart zum Vorsehen von Kommunikation mit der Ferneinheit über mehr als eine Basisstation während dem Handoff von einem CDMA Anruf. Unter Verwendung dieser Art von Handoff ist die Kommunikation innerhalb des zellularen Systems durch den Handoff von der aktiven Basisstation zu der Zielbasisstation ununterbrochen. Diese Art von Handoff kann als sanfter bzw. soft Handoff betrachtet werden und zwar weil gleichzeitige Kommunikationen mit der Zielbasisstation hergestellt werden, welche eine zweite aktive Basisstation wird, bevor die Kommunikation mit der ersten aktiven Basisstation beendet wird.
Eine verbesserte soft Handoff-Technik ist offenbart innerhalb des U.S. Patents Nr. 5,267,261 mit dem Titel „MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM", erteilt am 30. November 1993, hier im Folgenden als das '261 Patent bezeichnet, welches auch an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. In dem System von dem '261 Patent wird der soft Handoff-Prozess gesteuert basierend auf Messungen an der Ferneinheit von der Stärke von „Pilot"-Signalen, die durch jede Basisstation innerhalb des Systems gesendet werden. Diese Pilotstärkenmessungen unterstützen den soft Handoff-Prozess durch Ermöglichen einer Identifikation von brauchbaren Basisstations-Handoff-Kandidaten.
Spezieller überwacht in dem System '261 Patent die Ferneinheit die Signalstärke von Pilotsignalen von benachbarten Basisstationen. Das Abdeckungsgebiet von den benachbarten Basisstationen muss nicht tatsächlich an das Abdeckungsgebiet von der Basisstation angrenzen, mit der die aktive Kommunikation hergestellt ist. Wenn die gemessene Signalstärke von dem Pilotsignal von einer von dem benachbarten Basisstationen eine bestimmte Schwelle überschreitet, sendet die Ferneinheit eine Signalstärkennachricht an einen System-Controller über die aktive Basisstation. Der System-Controller weist eine Zielbasisstation an, Kommunikation mit der Ferneinheit herzustellen und weist die Ferneinheit über die aktive Basisstation an, gleichzeitige Kommunikation durch die Zielbasisstation herzustellen, während die Kommunikation mit der aktiven Basisstation beibehalten wird. Dieser Prozess kann für zusätzliche Basisstationen weitergehen.
Wenn die Fernstation detektiert, dass die Signalstärke von einem Pilot, einer von den Basisstationen entspricht, über die die Ferneinheit kommuniziert unter einen vorbestimmten Pegel gefallen ist, berichtet die Ferneinheit die gemessene Signalstärke von der entsprechenden Basisstation an den System- Controller über die aktiven Basisstationen. Der System-Controller sendet eine Befehlsnachricht an die identifizierte Basisstation und an die Ferneinheit um die Kommunikation über die identifizierte Basisstation zu beenden, während die Kommunikationen über die andere aktive Basisstation oder die anderen aktiven Basisstationen beibehalten wird.
Obwohl die vorhergehenden Techniken gut geeignet sind für Anruftransfers zwischen Basisstationen in dem gleichen zellularen System die durch den gleichen System-Controller gesteuert werden, liegt eine schwierigere Situation vor, durch die Bewegung von der Ferneinheit in ein Abdeckungsgebiet das durch eine Basisstation von einem anderen zellularen System versorgt wird. Ein erschwerender Faktor bei derartigen „Intersystem"-Handoffs ist, dass jedes System durch einen anderen System-Controller gesteuert wird, und es typischerweise keine direkte Verbindung zwischen den Basisstationen von dem ersten System und dem System-Controller von dem zweiten System und umgekehrt gibt. Die zwei Systeme sind daher behindert am Durchführen gleichzeitiger Kommunikation mit der Ferneinheit durch mehr als eine Basisstation während dem Handoff-Prozess. Selbst wenn die Existenz von einer Intersystem-Verbindung zwischen den zwei Systemen verfügbar ist, um den Intersystem-Soft-Handoff zu ermöglichen, erschweren häufig verschiedene Charakteristika von den zwei Systemen den soft Handoff-Prozess weiter.
Wenn Ressourcen nicht verfügbar sind, um Intersystem-Soft-Handoffs auszuführen, wird die Ausführung von einem „hard" Handoff von einer Anrufverbindung von einem System zu dem anderen kritisch falls ununterbrochener Dienst beibehalten werden soll. Der Intersystem-Handoff muss zu einer Zeit und Position ausgeführt werden, bei der es wahrscheinlich ist, dass es zu einem erfolgreichen Transfer von der Anrufverbindung zwischen den Systemen führt. Es folgt daher, dass der Handoff nur versucht werden sollte, wenn beispielsweise:

(i) ein Idle bzw. Leerlaufkanal in der Zielbasisstation verfügbar ist,
(ii) die Ferneinheit innerhalb der Reichweite von der Zielbasisstation und der aktiven Basisstation ist; und
(iii) die Ferneinheit in einer Position ist, bei der es sichergestellt ist, dass sie den Befehl zum Wechseln der Kanäle empfängt.

Idealerweise sollte jeder derartige Intersytem-Hard-Handoff auf eine Art und Weise durchgeführt werden, welche das Potential für „Ping-Pong" von Handoff-Anfragen zwischen den Basisstationen von unterschiedlichen Systemen minimiert.
Diese und andere Nachteile von bestehenden Intersystem-Handoff-Techniken beeinträchtigen die Qualität von zellularen Kommunikationen und es kann erwartet werden, dass die Leistungsfähigkeit sich weiter verschlechtert wenn konkurrierende zellulare Systeme mehr werden. Demgemäß gibt es einen resultierenden Bedarf für eine Intersystem-Handoff-Technik die geeignet ist, zum zuverlässigen Ausführen des Handoffs von einem Anruf zwischen den Basisstationen von unterschiedlichen Systemen.
U.S. Patent Nr. 5,327,575 beschreibt ein Verfahren zum Auswählen von Handover-Zielen für eine Kommunikationseinheit. Timing- bzw. Zeitsteuerungsvorrücken bzw. -beschleunig wird genutzt zum Bestimmen einer relativen Distanz von der Kommunikationseinheit zu dem versorgenden Basisstationsstandort und wird mit einer ersten Schwelle verglichen. Wenn das Timing-Vorrücken die erste Schwelle übersteigt, wird eine Basisstandort-Frequenz-Liste modifiziert um Basisstandorte einzuschließen, die dem versorgenden Basisstandort nicht benachbart sind. Der Basisstandort, der die höchste relative RSSI besitzt, wird als das Handover-Ziel von der modifizierten Basisstandorts-Frequenz-Liste ausgewählt.
WO 96/12380 beschreibt ein Verfahren und System zum Durchführen eines Intersystem-Handoffs von einer Kommunikation mit einer Mobilstation zwischen Basisstationen von ersten und zweiten zellularen Systemen. Ein quantifizierbarer Parameter von einem Signal das durch ein zweite Basisstation von dem zweiten System gesendet wird, wird an der Mobilstation gemessen und wenn es einen ersten vorbestimmten Pegel überschreitet, sendet die Mobil station eine Signalqualitätsnachricht über eine erste Basisstation von dem ersten System zu einer ersten Mobilvermittlungsstation. Eine Kanalanforderungsnachricht wird von der ersten Mobilvermittlungsstation zu einer zweiten Mobilvermittlungsstation innerhalb des zweiten Systems kommuniziert. An der zweiten Station wird ein quantifizierbarer Parameter von dem Signal das von der Mobilstation empfangen wird, auch gemessen. Die zweite Basisstation stellt die Kommunikation mit der Mobilstation her, wenn der gemessene Wert einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
XP000496745 beschreibt mobilunterstützte und nicht-mobilunterstützte Handoffs in CDMA Intersystem-Operationen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und ein System vorgesehen zum Leiten bzw. Lenken von Kommunikationen zwischen einer Ferneinheit bzw. entfernten Einheit und einer ersten Basisstation gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 13.
Die vorliegende Erfindung nutzt zwei unterschiedliche Techniken zum Ermöglichen von hard Handoff von einer ersten Basisstation die durch einen ersten System-Controller gesteuert wird, zu einer zweiten Basisstation, die durch einen zweiten System-Controller gesteuert wird. Die Detektionsregel löst einen Handoff aus, wenn eine Ferneinheit, die innerhalb des Abdeckungsgebiets von einer bestimmten Basisstation lokalisiert ist, die Detektion von einem auslösenden Pilotsignal berichtet. Die vorgenommene Aktion hängt von dem Abdeckungs- bzw. Versorgungsgebiet ab in dem die Ferneinheit lokalisiert ist, und hängt ab von dem auslösenden Pilotsignal, das sie wahrnimmt. Die Überlieferungsregel löst einen Handoff aus, wenn der Aktiv-Satz der Ferneinheit nur eine Basisstation enthält und jene Basisstation als eine Referenzbasisstation bestimmt ist, und die Hin- und Zurück- bzw. Umlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und der Referenzbasisstation eine bestimmte Schwelle überschreitet.
Die Detektions- und Überlieferungsregeln können zusammen mit physikalischen Abdeckungs- bzw. Versorgungsgebietkonfigurationen genutzt werden, welche sowohl räumliche Intrasystem- als auch räumliche Intersystem-Hysteresen vorsehen. Die Regeln könnten auch mit anderen Netzwerkplanungskonfigurationen kombiniert werden, um einen maximalen Vorteil vorzusehen, wie beispielsweise die Nutzung von Handoff von CDMA zu CDMA auf unterschiedlicher bzw. anderer Frequenz.
KURZE BESCHREIBUNG VON DEN ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, wobei die Zeichnungen Folgendes zeigen:
1 sieht eine exemplarische Darstellung von einem zellularen WLL, PCS oder drahtlosen PBX System vor;
2 zeigt ein zellulares Kommunikationsnetzwerk, das aus einem ersten bzw. zweiten zellularen System besteht, das entsprechend durch erste (MSC-I) und zweite (MSC-II) Mobilvermittlungszentralen gesteuert wird;
3 zeigt ein zellulares Kommunikationssystem, das gemeinsam angeordnet ist mit einer Punkt-zu-Punkt-Mikrowellen-Verbindung zwischen zwei direktionalen Mikrowellenantennen;
4A zeigt eine stark idealisierte Repräsentation von der hard Handoff-Region von einem FM System;
4B zeigt eine stark idealisierte Repräsentation von der hard und soft Handoff-Region von einem CDMA System;
4C zeigt eine stark idealisierte Repräsentation von der Handoff-Region entsprechend einem Handoff von CDMA zu CDMA unterschiedlicher Frequenz;
5 zeigt einen Satz von inneren Übergangs- und zweiten Systembasisstationen und wird genutzt zum Darstellen der Funktion von der Fernheinheitsmessungs-gelenkten-hard-Handoff-Tabelle;
6 zeigt ein Antennenmuster für eine Basisstation mit drei Sektoren;
7 stellt die Nutzung von der Detektionsregel in einem Handoff von CDMA zu CDMA gleicher Frequenz dar.
8 stellt die Nutzung von der Detektionsregel bei einem Handoff von CDMA zu CDMA unterschiedlicher Frequenz dar.
9 stellt zwei nebeneinander angeordnete Basisstationen in einer Konfiguration dar, die Handoff von CDMA zu CDMA unterschiedlicher Frequenz vorsieht;
10 stellt Handoff von einem CDMA System dar, zu einem System das Dienste unter Verwendung einer anderen Technologie vorsieht;
11 stellt eine alternative Konfiguration dar, die einen Handoff von CDMA zu CDMA unterschiedlicher Frequenz vorsieht unter Verwendung einer einzelnen Basisstation mit mehreren Sektoren;
12 ist ein Blockdiagramm einer Basisstation nach dem Stand der Technik die Empfangsdiversität aufweist;
13 ist ein Blockdiagramm von einer Grenzbasisstation die Sendediversität besitzt zum Erzeugen von Pfaddiversität;
14 repräsentiert die Nutzung von nebeneinander angeordneten Basisstationen zum Durchführen von hard Handoff;
15 repräsentiert die Nutzung von nahe angeordneten Basisstationen, die einen signifikanten Teil des Abdeckungs- bzw. Versorgungsgebiets überlappend besitzen, um hard Handoff durchzuführen;
16 stellt die Nutzung von einem „Ruhekegel" („Cone of Silence") in einem CDMA System dar, dass durch eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung durchschnitten wird; und
17 stellt die Nutzung von einem „Ruhekegel" in einem CDMA System dar, das durch eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung durchschnitten wird, in dem das Ruhekegel-Versorgungsgebiet und das Mikrowellen-Verbindungsversorgungsgebiet im Wesentlichen das gleiche sind.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Eine exemplarische Darstellung von einem zellularen Telefonsystem, einem drahtlosen Privatzweigaustausch-(private branch exchange = PBX)-System, einen drahtlosen Ortsnetzzugang (wireless local loop = WLL), einem persönliches Kommunikationssystem-(personal communication system = POS)-System oder ein anderes analoges drahtloses Kommunikationssystem ist in 1 vorgesehen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Basisstationen der 1 satelliten-basiert sein. Das in 1 dargestellte System kann verschiedene Mehrfach-Zugriffs-Modulationstechniken zum Durchführen von Kommunikationen zwischen einer großen Anzahl von entfernten Einheiten bzw. Ferneinheiten und einer Vielzahl von den Basisstationen nutzen. Eine Anzahl von Vielfachzugriffskommunikationssystemtechniken, wie beispielsweise Zeit-Multiplex-Vielfachzugriff (time division multiple access = TDMA), Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency divsion multiple access = FDMA), Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access = CDMA) und Schemata mit Amplitudenmodulation (AM) wie beispielsweise amplituden-kompandiertes Einseitenband sind in der Technik bekannt. Die Spreizspektrumsmodulationstechnik von CDMA besitzt jedoch signifikante Vorteile gegenüber diesen Modulationstechniken für Vielfachzugriffskommunikationssysteme. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 , erteilt am 13. Februar 1990 mit dem Titel „SREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen. Viele von den hierin beschriebenen Ideen können mit einer Vielzahl von Kommunikationstechniken genutzt werden, auch wenn die hierin offenbarten bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Bezug auf ein CDMA System beschrieben sind.
In dem oben referenzierten U.S. Patent Nr. 4,901,307 ist eine Vielfachzugriffstechnik offenbart, bei der eine große Anzahl von Mobiltelefonsystemnutzern jeweils einen Transceiver besitzen, der über Satelliten-Repeater oder terrestrische Basisstationen unter Verwendung von CDMA Spreizspektrumkommunkationssignalen kommuniziert. Durch Nutzen von CDMA Kommunikationen kann das gleiche Frequenzspektrum mehrmals wiedergenutzt werden, zum Kommunizieren einer Vielzahl von verschiedenen Kommunikationssignalen. Die Nutzung von CDMA führt zu einer viel höheren spektralen Effizienz als erreicht werden kann unter Verwendung von anderen Vielfachzugriffstechniken, erlaubt somit eine Erhöhung der Systemnutzerkapazität.
In dem typischen CDMA System sendet jede Basisstation ein einmaliges bzw. eindeutiges Pilotsignal. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Pilotsignal ein unmoduliertes Direktsequenz-, Spreizspektrumssignal, das kontinuierlich durch jede Basisstation gesendet wird, und zwar unter Verwendung eines gemeinsamen Spreiz-Codes mit pseudozufälligem Rauschen (pseudorandom noise = PN). Jede Basisstation oder jeder Basisstationssektor sendet die gemeinsame Pilotsequenz zeitlich versetzt von den anderen Basisstationen. Die Ferneinheiten können eine Basisstation identifizieren, basierend auf dem Code-Phasenversatz von dem Pilotsignal, das sie von der Basisstation empfängt. Das Pilotsignal sieht auch eine Phasenreferenz für kohärente Demodulation und die Basis von den Signalstärkemessungen die bei der Handoff-Bestimmung genützt werden, vor.
Bezugnehmend wiederum auf 1 beinhaltet ein System-Controller und Umschalter bzw. Vermittler 10, auch bezeichnet als eine Mobilvermittlungszentrale (mobile switching center = MSC) typischerweise Schnittstellen- bzw. Interface- und Verarbeitungsschaltungen zum Vorsehen von Systemsteuerung für die Basisstationen. Der Controller 10 steuert auch das Routen bzw. Leiten von Telefonanrufen von dem öffentlichen Telefonnetzwerk (public switched telephone network = PSTN) zu der entsprechenden Basisstation zur Übertragung an die entsprechende Ferneinheit. Der Controller 10 steuert auch das Leiten von Anrufen von den Ferneinheiten über wenigstens eine Basisstation zu dem PSTN. Der Controller 10 kann Anrufe zwischen Ferneinheiten über die entsprechenden Basisstationen lenken bzw. dirigieren. Ein typisches drahtloses Kommunikationssystem enthält einige Basisstationen, die mehrere Sektoren besitzen. Eine Basisstation mit mehreren Sektoren weist mehrere unabhängige Sende- und Empfangsantennen sowie einige unabhängige Verarbeitungsschaltungen auf. Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar auf jeden Sektor von einer sektorisierten Basisstation und auf unabhängige Basisstationen mit einem einzelnen Sektor. Von dem Ausdruck Basisstation kann angenommen werden, dass er sich entweder auf einen Sektor von einer Basisstation oder eine Basisstation mit einem einzelnen Sektor bezieht.
Der Controller 10 kann mit den Basisstationen gekoppelt werden, durch verschiedene Mittel wie beispielsweise dedizierte Telefonleitungen, optische Glasfaserverbindungen oder durch Mikrowellenkommunikationsverbindungen. 1 stellt exemplarische Basisstationen 12, 14, 16 und eine exemplarische Ferneinheit 18 dar. Die Ferneinheit 18 kann ein fahrzeugbasiertes Telefon, eine handhaltbare portable Einheit, eine PCS Einheit oder eine drahtlose Ortszugangsnetzeinheit mit fester Position oder irgendeine andere konforme Sprach- oder Datenkommunikationseinrichtung sein. Pfeile 20A bis 20B stellen die mögliche Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation 12 und der Ferneinheit 18 dar. Pfeile 22A–22B stellen die mögliche Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation 14 und der Ferneinheit 18 dar. In ähnlicher Weise stellen Pfeile 24A–24B die mögliche Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation 16 und der Ferneinheit 18 dar.
Die Basisstationspositionen sind ausgelegt um Dienst bzw. Versorgung für Ferneinheiten vorzusehen, die innerhalb ihrer Versorgungs- bzw. Abdeckungsgebiete lokalisiert sind. Wenn die Ferneinheit im Leerlauf (idle) ist, d. h. kein Anruf läuft, überwacht die Ferneinheit durchgehend die Pilotsignalübertragungen von jeder nahegelegenen Basisstation. Wie 1 dargestellt ist, werden die Pilotsignale an die Ferneinheit 18 durch die Basisstationen 12, 14 und 16 über die Kommunikationsverbindungen 20B, 22B bzw. 24B gesendet.
Allgemein gesprochen bezeichnet der Ausdruck Vorwärtsverbindung die Verbindung von der Basisstation zu der Ferneinheit. Allgemein gesprochen, bezeichnet der Ausdruck Rückwärtsverbindung die Verbindung von der Ferneinheit zu der Basisstation.
In dem in 1 dargestellten Beispiel kann die Ferneinheit 18 betrachtet werden, als sei sie in dem Abdeckungsgebiet von der Basisstation 16. Als solches tendiert die Ferneinheit 18, zum Empfangen des Pilotsignals von der Basisstation 16 mit einem höheren Pegel, als jedes andere Pilotsignal, welches sie überwacht. Wenn die Ferneinheit 18 eine Verkehrskanalkommunikation (d. h. einen Telefonanruf) initiiert, wird eine Steuernachricht an die Basisstation 16 gesendet. Die Basisstation 16, nach dem Empfangen der Anrufanforderungsnachricht, signalisiert dem Controller 10 und transferiert die angerufene Telefonnummer. Der Controller 10 verbindet dann den Anruf über das PSTN zu dem gewünschten Empfänger.
Sollte ein Anruf von dem PSTN initiiert werden, sendet der Controller 10 die Anrufinformation zu einem Satz von Basisstationen, die in der Nähe zu der Position lokalisiert sind, bei der die Ferneinheit zuletzt ihre Präsenz registriert hat. Die Basisstationen strahlen wiederum eine Ruf- bzw. Pagingnachricht aus (broadcast). Wenn die gewünschte Ferneinheit ihre Page- bzw. Rufnachricht empfängt antwortet sie mit einer Steuernachricht, die an die nächste Basisstation gesendet wird. Die Steuernachricht benachrichtigt den Controller 10, dass diese bestimmte Basisstation in Kommunikation mit der Ferneinheit ist. Der Controller 10 leitet den Anruf anfangs durch diese Basisstation zu der Ferneinheit.
Sollte sich die Ferneinheit 18 heraus aus dem Abdeckungsgebiet von der anfänglichen Basisstation, beispielsweise Basisstation 16 bewegen, wird die Kommunikation zu einer anderen Basisstation transferiert. Der Prozess des Transferierens der Kommunikation zu einer anderen Basisstation wird als Weitergabe bzw. Handoff bezeichnet. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel initiiert und unterstützt die Ferneinheit den Handoff-Prozess.
In Übereinstimmung mit dem „Mobile Station-base Station Compatiblility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", TIA/EIA/IS-95, im Allgemeinen einfach als IS-95 bezeichnet, kann ein „Ferneinheitsunterstützter"-Handoff durch die Ferneinheit selbst initiiert werden. Die Ferneinheit ist mit einem Suchempfänger ausgerüstet, welcher genutzt wird, um nach der Pilotsignalübertragung von benachbarten Basisstationen zu scannen bzw. zu suchen und zwar zusätzlich zum Durchführen anderer Funktionen. Falls ein Pilotsignal von einer von den benachbarten Basisstationen, beispielsweise, der Basisstation 12, stärker als eine bestimmte Schwelle gefunden wird, sendet die Ferneinheit 18 eine Nachricht an die aktuelle Basisstation, Basisstation 16. Die Information wird über die Basisstation 16 an den Controller 10 kommuniziert. Der Controller 10 kann nach dem Empfangen dieser Information eine Verbindung zwischen der Ferneinheit 18 und der Basisstation 12 initiieren. Der Controller 10 fordert, dass die Basisstation 12 Ressourcen für den Anruf zuweist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Basisstation 12 ein Kanalelement zum Verarbeiten des Anrufs zu, und berichtet eine derartige Zuweisung zurück an den Controller 10. Der Controller 10 informiert die Ferneinheit 18 über die Basisstation 16 nach einem Signal von der Basisstation 12 zu suchen und informiert die Basisstation 12 über die Verkehrskanalparameter der Ferneinheit. Die Ferneinheit 18 kommuniziert über beide Basisstation 12 und 16. Während dieses Prozesses macht die Ferneinheit weiter mit Identifizieren und Messen der Signalstärke von den Pilotsignalen, welche sie empfängt. Auf diese Art und Weise wird ein ferneinheitsunterstützter Handoff erreicht.
Der vorhergehende Prozess kann auch als ein „sanfter" bzw. „soft" Handoff betrachtet werden und zwar im Hinblick darauf, dass die Ferneinheit gleichzeitig durch mehr als eine Basisstation kommuniziert. Während einem soft Handoff kann der MSC die Signale kombinieren oder zwischen den Signalen wählen, die er von jeder Basisstation empfängt, mit der die Mobileinheit in Kommunikation ist. Der MSC leitet Signale weiter von dem PSTN an jede Basisstation, mit der die Ferneinheit in Kommunikation ist. Die Ferneinheit kombi niert die Signale, die sie von jeder Basisstation empfängt um ein aggregiertes Ergebnis zu erzeugen.
Nachdem dem Review bzw. der Begutachtung von dem Prozess des soft Handoffs ist es klar, dass der MSC die zentralisierte Steuerung von dem Prozess vorsieht. Ferneinheitsunterstützte Handoffs tendieren dazu komplexer zu sein, falls es passiert, dass die Ferneinheit innerhalb des Abdeckungsgebiets von zwei oder mehreren Basisstationen positioniert ist, die sich nicht innerhalb des gleichen zellularen Systems befinden, d. h. welche nicht durch den gleichen MSC gesteuert werden.
2 zeigt ein zellulares Kommunikationsnetzwerk 13, das erste und zweite zellulare Systeme unter der Steuerung von ersten und zweiten Mobilvermittlungszentralen, MSC-I und entsprechend MSC-II. Die MSC-I und die MSC-II sind entsprechend mit den Basisstationen von den ersten und zweiten zellularen Systemen durch verschiedene Mittel gekoppelt wie beispielsweise dedizierte Telefonleitungen, optische Glasfaserverbindungen oder durch Mikrowellenkommunikationsverbindungen. In 2 sind illustrativ fünf derartige exemplarische Basisstationen B_1A–B_1E dargestellt, und zwar entsprechend vorgesehen innerhalb von Abdeckungsgebieten C_1A–C_1E von dem ersten System und fünf Basisstationen B_2A–B_2E entsprechend vorgesehen innerhalb der Abdeckungsgebiet C_2A–C_2E von dem zweiten zellularen System.
Der angenehmeren Darstellung wegen, sind die Abdeckungsgebiete C_1A–C_1E und C_2A–C_2E der 2 und die in 3 gezeigten Abdeckungsgebiete die nachfolgend hierin eingeführt werden, als zirkular oder hexagonal gezeigt und sind stark idealisiert. In der tatsächlichen Kommunikationsumgebung können Basisstationsabdeckungsgebiete in Größe und Form variieren. Die Basisstationsabdeckungsgebiete können dazu tendieren mit Abdeckungsgebietsgrenzen zu überlappen die Abdeckungsgebietsformen definieren die von der idealen kreisförmigen oder hexagonalen Form verschieden sind. Ferner können Basisstationen auch sektorisiert sein, wie beispielsweise in drei Sektoren wie es auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt ist.
In dem Folgenden können die Abdeckungsgebiete C_1A–C_1E und C_2C–C_2E als Grenz- oder Übergangs-Abdeckungsgebiete bezeichnet werden, weil diese Abdeckungsgebiete nahe der Grenze zwischen den ersten und zweiten zellularen Systemen sind. Der Rest von den Abdeckungsgebieten innerhalb jedes Systems wird bezeichnet als intern oder innerhalb des Abdeckungsgebiets.
Eine schnelle Untersuchung von 2 zeigt, dass der MSC-II keinen direkten Zugang zum Kommunizieren mit den Basisstationen B_1A–B_1E besitzt und dass der MSC-I keinen direkten Zugang zum Kommunizieren mit den Basisstationen B_2A–B_2E besitzt. Wie in 2 gezeigt ist, können der MSC-I und der MSC-II miteinander kommunizieren. Beispielsweise definieren EIA/TIA/IS-41 mit dem Titel „Cellular Radio Telecommunication Intersystem Operations" und nachfolgende Revisionen davon einen Standard für Kommunikation zwischen Umschalten bzw. Vermittlungen von unterschiedlichen Betriebsregionen und zwar wie durch eine Intersystemdatenverbindung 34 in 2 gezeigt ist. Zum Vorsehen von soft Handoff zwischen einer der Basisstationen B_1C–B_1E und einer der Basisstationen B_2C–B_2E muss eine große Menge an Anrufsignal und Leistungssteuerinformation zwischen MSC-I und MSC-II ausgetauscht werden. Die verzögerte Art von der Vermittlungs-zu-Vermittlungs-Verbindung und die große Menge von Anrufsignal- und Leistungssteuerinformation kann unnötige Verzögerung verursachen und kann unnötig Ressourcen opfern. Eine andere Schwierigkeit beim Vorsehen von soft Handoff ist, dass die Architektur von dem durch den MSC-I gesteuerten System und dem durch den MSC-II gesteuerten System sehr unterschiedlich sein kann. Auch kann das Verfahren der Leistungssteuerung die durch die zwei Systeme genutzt wird, ziemlich unterschiedlich sein. Deshalb bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Vorsehen eines Mechanismus für hard Handoff zwischen zwei Systemen zum Vermeiden der Komplikationen und Kosten von Intersystem-Soft-Handoff.
Ein Mechanismus für hard Handoff kann in mehreren Situationen genutzt werden. Beispielsweise könnte das durch den MSC-II gesteuerte System nicht CDMA zum Kommunizieren von Signalen nutzen, sondern könnte stattdessen FM, TDMA oder ein anderes Verfahren nutzen. In einem derartigen Fall ist hard Handoff erforderlich, selbst wenn ein Mechanismus für Intersystem-Soft-Handoff in dem System, das durch den MSC-I gesteuert wird, vorgesehen ist, weil soft Handoff nur möglich ist, falls beide Systeme unter Verwendung von CDMA betrieben werden. Entsprechend könnte diese Erfindung genutzt werden zum Handoff von Ferneinheiten zwischen zwei Systemen, die unterschiedliche Luftschnittstellen einsetzen. Das zweite System könnte modifiziert werden müssen zum Senden eines Pilotsignals oder einer anderen CDMA Bake (beacon) um bei der Initiierung von dem hard Handoff-Prozess zu helfen. Ein System das eine Pilot-Bake einsetzt ist im Detail dargestellt in dem U.S. Patent Nr. 5,594,718 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING MOBILE UNIT ASSISTED HARD HANDOFF FROM A CDMA COMMUNICATION SYSTEM TO AN ALTERNATIVE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM" erteilt am 14. Januar 1997. Ein alternatives System ist im Detail dargestellt im U.S. Patent Nr. 6,108,364 mit dem Titel „TIME-DIVISION-DUPLEX REPEATER FOR USE IN A CDMA SYSTEM", erteilt am 22. August 2000, die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind. Ein System welches eine Pilot-Baken-Einheit nutzen kann, ist im Detail dargestellt in dem U.S. Patent Nr. 5,697,055 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR HANDOFF BETWEEN DIFFERENT CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEMS" erteilt am 9. Dezember 1997 und an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Eine andere Situation in der ein hard Handoff nützlich sein kann, ist der Fall, in dem eine Ferneinheit die Frequenz wechseln muss, mit der sie betrieben wird. Z. B. innerhalb des PCS Bandes, könnten Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen in Koexistenz mit dem CDMA Kommunikationssystem betrieben werden. In 3 ist eine Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 zwischen einer direktionalen Mikrowellenantenne 130 und einer direktionalen Mikrowellenantenne 135 gezeigt. Basisstationen 40, 100 und 110 können notwendig sein, um die Nutzung von dem Frequenzband zu vermeiden, dass durch die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 genutzt wird, und um dadurch Interferenz bzw. Störungen zwischen den zwei Systemen zu vermeiden. Weil die direktionale bzw. gerichtete Mikrowellenantenne 130 und die direktionale Mikrowellenantenne 135 stark direktional bzw. gerichtet sind, besitzt die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 ein sehr enges Feld. Somit können die anderen Basisstationen von dem System wie beispielsweise Basisstationen 115, 120 und Sektoren 50 und 70 ohne Interferenz Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 betrieben werden. Somit kann die Ferneinheit 125 auf einem CDMA Kanal in dem gleichen Frequenzband betrieben werden, wie die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140. Falls sich die Ferneinheit 125 hin zu der Basisstation 110 bewegt, die Kommunikation auf dem Frequenzband auf dem die Ferneinheit 125 aktuell betrieben wird, nicht unterstützt, ist es nicht möglich einen soft Handoff von der Basisstation 115 zu der Basisstation 110 zu komplettieren. Stattdessen kann die Basisstation 115 die Ferneinheit 125 anweisen, einen hard Handoff zu einem anderen Frequenzband durchzuführen, welches durch die Basisstation 110 unterstützt wird.
Eine andere Situation in der ein hard Handoff nützlich sein kann, ist der Fall in der eine Ferneinheit die Frequenz ändern muss, bei der sie betrieben wird, um eine Last bzw. Auslastung gleichmäßiger zu verteilen. Z. B. kommuniziert innerhalb des PCS Bandes das CDMA mit Verkehrskanalsignalen in einer Vielzahl von Frequenzbändern wie beispielsweise einem Frequenzband f₁ und einem Frequenzband f₂. Falls das Frequenzband f₂ stärker ausgelastet ist mit aktiven Kommunikationssignalen als das Frequenzband f₁ könnte es vorteilhaft sein, einige Last von dem aktiven Kommunikationssignal von dem Frequenzband f₂ zu dem Frequenzband f₁ abzuladen. Um ein Lastteil bzw. gemeinsames Nutzen zu bewirken, wird eine oder werden mehrere Ferneinheiten die in dem Frequenzband f₂ operieren bzw. betrieben werden, angewiesen, in dem Frequenzband f₂ zu operieren, und zwar durch Ausführen eines Intrasystems-Hard-Handoffs.
Die zuverlässigste Art den hard Handoff durchzuführen, kann sein, dass die Basisstation 115 einen hard Handoff zu einer alternativen Frequenz innerhalb sich selbst durchführen muss. An einem Punkt, wenn die Ferneinheit 125 ziemlich große und zuverlässige Signale von der Basisstation 115 empfängt, weist die Basisstation 115 somit die Ferneinheit 125 an, auf einer anderen Frequenz, die durch die Basisstation 115 unterstützt wird zu operieren. Die Basisstation 115 fängt an zu senden und versucht das von der Ferneinheit gesendete Signal bei der neuen Frequenz zu empfangen. Alternativ könnte ein hard Handoff zwischen einer ersten Frequenz von einer Basisstation 115 und einer zweiten Frequenz von der Basisstation 110 stattfinden. Keine der zwei Arten von hard Handoff erfordert irgendeine Intersystem-Kommunikation.
Wiederum bezugnehmend auf 2 steuert die erste Mobilvermittlungszentrale (MSC-I) das Routen von Telefonanrufen von dem PSTN zu der entsprechenden Basisstation B_1A–B_1E zur Übertragung an die bestimmte Ferneinheit. Der MSC-I steuert auch das Leiten von Anrufen von den Ferneinheiten innerhalb des Abdeckungsgebiets, über wenigstens eine Basisstation, an das PSTN. Der MSC-II wird auf eine ähnliche Art und Weise betrieben, um den Betrieb von den Basisstationen B_2A–B_2E zu bestimmen, um Anrufe zwischen den PSTN und den Basisstationen B_2A–B_2E zu routen. Steuernachrichten und ähnliches können zwischen dem MSC-I und dem MSC-II über eine Intersystem-Datenverbindung 34 kommuniziert werden, unter Verwendung eines Industriestandards wie z. B. IS-41 oder einem nachfolgend überarbeiteten Standard.
Wenn eine Ferneinheit innerhalb des Abdeckungsgebiets von einer internen Basisstation angeordnet ist, ist die Ferneinheit programmiert zum Überwachen der Pilotsignalübertragungen von einem Satz von benachbarten Basisstationen. Man betrachte einen Fall, in dem die Ferneinheit innerhalb eines Abdeckungsgebiets C_1D angeordnet ist, aber sich dem Abdeckungsgebiet C_2D nähert. In diesem Fall könnte die Ferneinheit beginnen, nutzbare Signalpegel von der Basisstation B_2D zu empfangen, was dann an die Basisstation B_1D und jede andere Basisstation berichtet werden würde, mit der die Ferneinheit sich aktuell in Kommunikation befindet. Die Zeit zu der nutzbare Signalpegel durch eine Ferneinheit empfangen werden, kann bestimmt werden durch Messen von einem oder mehreren quantifizierbaren Parametern (z. B. Signalstärke, Signal-zu-Rausch-Verhältnis, Rahmenfehlerrate, Rahmenlöschungsrate, Bit-Fehlerrate und/oder relative Zeitverzögerung von dem empfangenen Signal). In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel basiert die Messung auf der Pilotsignalstarke, wie sie durch die Ferneinheit empfangen wird. Nach einer derartigen Detektion von nutzbaren empfangenen Signalpegeln an der Ferneinheit und darüber berichten an die Basisstation B_1D unter Verwendung einer Signalstärke oder Qualitätsnachricht könnte dann ein ferneinheitsunterstützter hard Handoff auf gleicher Frequenz von der Basisstation B_1D zur Basisstation B_2D wie folgt ablaufen:

(i) die Basisstation B_1D reicht den von der Ferneinheit berichteten Signalpegel der von der Basisstation B_2D empfangen wurde an den MSC-I weiter, welchem bewusst ist, dass die Basisstation B_2D durch den MSC-II gesteuert wird;
(ii) der MSC-I fordert Kanalressourcen und Intersystem-Trunk bzw. -Fernamteinrichtungen an und zwar zwischen den zwei Systemen an der Basisstation B_2D von dem MSC-II über die Intersystem-Datenverbindung 34;
(iii) der MSC-II antwortet auf die Anforderung durch Liefern von Information an den MSC-I, über die Intersystem-Datenverbindung 34, welche den Kanal identifiziert auf dem die Kommunikation herzustellen ist, sowie auch andere Information. Zusätzlich reserviert der Controller innerhalb der Basisstation B_2D den bestimmten Kanal für Kommunikation mit der Ferneinheit und Fernamts-(Trunk-)-Ressource;
(iv) der MSC-I liefert die neue Kanalinformation an die Ferneinheit über die Basisstation B_1D und spezifiziert eine Zeit zu der die Ferneinheit Kommunikation mit der Basisstation B_2D beginnen soll;
(v) Kommunikation wird über den hard Handoff hergestellt zwischen der Ferneinheit und der Basisstation B_2D zu der spezifizierten Zeit; und
(vi) der MSC-II bestätigt dem MSC-I den erfolgreichen Übergang von der Ferneinheit in das System.

Eine Schwierigkeit bei diesem Ansatz ist, dass der MSC-I unwissend darüber ist, ob das Signal von der Ferneinheit durch die Basisstation B_2D mit einem ausreichenden Pegel zum Unterstützen von Kommunikation zu der Zeit empfangen wird. Der MSC-I weist die Ferneinheit an, die Kommunikation mit der Basisstation B_2D herzustellen. In ähnlicher Weise könnte die Basisstation B_2D noch nicht einen brauchbaren Signalpegel von der Ferneinheit empfangen. Als Ergebnis könnte die Anrufverbindung während des Prozesses des Transferierens der Steuerung an den MSC-II fallengelassen werden bzw. verlorengehen. Falls die Anrufverbindung fallengelassen wird, bzw. aufhört würde eher eine Fehlernachricht als eine Bestätigung von dem MSC-II an dem MSC-I gesendet werden.
Eine andere Schwierigkeit beim Vorsehen von hard Handoff ist die Art der Abdeckungsgebietsgrenzen von dem CDMA System. In einem FM System wie beispielsweise AMPS sind die Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen ziemlich breit. Die Abdeckungsgebietsüberlappungsregion ist der Bereich in dem die Kommunikation zwischen einer Ferneinheit und einer von den zwei unterschiedlichen Basisstationen allein unterstützt werden kann. Bei dem FM System müssen derartige Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen breit sein, weil hard Handoffs nur erfolgreich stattfinden können, wenn sich die Ferneinheit in einer Abdeckungsgebietsüberlappungsregion befindet. Zum Beispiel ist die 4A eine stark idealisierte Repräsentation von einem FM System. Eine Basisstation 150 und eine Basisstation 165 sind geeignet zum Vorsehen von Vorwärts- und Rückwärtsverbindungs-FM-Kommunikation zu einer Ferneinheit 155. (Die Vorwärtsverbindung bezieht sich auf die Verbindung von der Basisstation zu der Ferneinheit. Die Rückwärtsverbindung bezieht sich auf die Verbindung von der Ferneinheit zu der Basisstation.) Innerhalb einer Region 160 ist die Signalstärke von sowohl der Basisstation 150 als auch der Basisstation 165 bei einem ausreichenden Pegel um Kommunikation mit der Ferneinheit 155 zu unterstützten. Man beachte, dass aufgrund der Art des FM Systems die Basisstationen 150 und 165 nicht gleichzeitig mit der Ferneinheit 155 kommunizieren können. Wenn ein Hard Handoff von der Basisstation 150 zu der Basisstation 165 innerhalb der Region 160 stattfindet, wird eine neue Frequenz für die Kommunikation zwischen der Basisstation 165 und der Ferneinheit 155 genutzt als jene die zu der Basisstation 150 und der Ferneinheit 155 genutzt wurde. Die Basisstation 165 sendet nie auf irgendeiner Frequenz die durch die Basisstation 150 genutzt wird und somit sieht die Basisstation 165 nominell keine Interferenz für die Kommunikation zwischen der Basisstation 150 und irgendeiner Ferneinheit vor, mit der sie sich in Kommunikation befindet. Eine Grenze 182 zeigt die Position an hinter der die Kommunikation von der Basisstation 165 zu der Ferneinheit 155 nicht möglich ist. In ähnlicher Weise zeigt eine Grenze 188 die Position an hinter der die Kommunikation von der Basisstation 150 zu der Ferneinheit 155 nicht möglich ist. Offensichtlicherweise sind die 4A sowie auch die 4B und 4C nicht maßstabsmäßig gezeichnet und in der Realität sind die Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen relativ schmal im Vergleich zu dem gesamten Abdeckungsgebiet von jeder Basisstation.
Mit dem CDMA soft Handoff ist die Existenz von einer Abdeckungsgebietsüberlappungsregion in der die Kommunikation vollständig nur durch eine von zwei Basisstationen unterstützt werden kann, nicht kritisch. In der Region in der soft Handoff stattfindet, ist es ausreichend dafür, dass zuverlässige Kommunikation aufrechterhalten werden kann, falls die Kommunikation gleichzeitig mit zwei oder mehr Basisstationen hergestellt wird. In dem CDMA System werden typischerweise die aktiven und benachbarten Basisstationen mit der gleichen Frequenz betrieben. Wenn sich die Ferneinheit einem Abdeckungsgebiet von einer benachbarten Basisstation nähert fallen somit die Signalpegel von der aktiven Basisstation und die Interferenz-Pegel von der benachbarten Basisstation erhöhen sich. Aufgrund der zunehmenden Interferenz von den benachbarten Basisstationen, könnte, falls soft Handoff nicht hergestellt wird, die Verbindung zwischen der aktiven Basisstation und der Ferneinheit gefährdet werden. Die Verbindung wird speziell gefährdet, falls das Signal mit Bezug auf die aktive Basisstation schwindet bzw. fadet aber nicht mit Bezug auf die benachbarten Basisstationen.
4B ist eine stark idealisierte Darstellung von einem CDMA System. Eine CDMA Basisstation 200 und eine CDMA Basisstation 205 sind geeignet zum Vorsehen von Vorwärts- und Rückwärtsverbindung-CDMA-Kommunikation zu der Ferneinheit 155. Innerhalb der dunkelsten Region 170 ist die Signalstärke von sowohl der Basisstation 200 als auch der Basisstation 205 bei einem ausreichenden Pegel, um Kommunikation mit der Ferneinheit 155 zu unterstützten, selbst wenn die Kommunikation mit nur einer von der Basisstation 200 oder der Basisstation 205 hergestellt ist. Hinter einer Grenze 184 ist die Kommunikation durch ausschließlich die Basisstation 205 nicht zuverlässig. In ähnlicherweise ist hinter einer Grenze 186 die Kommunikation durch ausschließlich die Basisstation 200 nicht zuverlässig.
Regionen 175A, 170 und 175B repräsentieren die Areale in denen es wahrscheinlich ist, dass eine Ferneinheit sich im soft Handoff zwischen den Basisstation 200 und 205 befindet. Herstellen von Kommunikation durch sowohl die Basisstation 200 als auch 205 verbessert die Gesamtzuverlässigkeit von dem System selbst wenn die Kommunikationsverbindung mit einer Ferneinheit innerhalb der Region 175A zur Basisstation 205 alleine nicht zuverlässig ist, um die Kommunikation zu unterstützen. Hinter einer Grenze 180 sind die Signalpegel von der Basisstation 205 selbst im soft Handoff ungenügend um die Kommunikation mit der Ferneinheit 155 zu unterstützen. Hinter einer Grenze 190 sind die Signalpegel von der Basisstation 200 selbst im soft Handoff ungenügend um die Kommunikation mit der Ferneinheit 155 zu unterstützten.
Man beachte dass die 4A und 4B mit Bezug aufeinander gezeichnet sind. Die Bezugszeichen, die genutzt wurden zum Bezeichnen der Grenzen 180, 182, 184, 186, 188 und 190 nehmen im Wert zu mit zunehmender Distanz von der Basisstation 150 und der Basisstation 200. Daher ist die soft Handoff Region zwischen den Grenzen 180 und 190 die weiteste bzw. breiteste Region. Die FM Abdeckungsgebietsüberlappungsregion zwischen den Grenzen 182 und 188 liegt innerhalb der CDMA soft Handoff Region. Die CDMA 'hard Handoff'-Region ist die engste Region zwischen den Grenzen 184 und 186.
Man beachte, dass falls die Basisstation 200 zu einem ersten System gehört und die Basisstation 205 zu einem zweiten System gehört, die Basisstationen 200 und die Basisstation 205 nicht geeignet sein könnten für gleichzeitige Kommunikation mit der Ferneinheit 155. Somit, falls die Kommunikation von der Basisstation 200 zu der Basisstation 205 transferiert werden muss, muss ein hard Handoff von der Basisstation 200 zu der Basisstation 205 ausgeführt werden. Man beachte, dass die Ferneinheit in der CDMA hard Handoff-Region zwischen den Grenzen 184 und 186 in der Region 170 für den hard Handoff angeordnet sein muss, um eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit zu besitzen. Die Schwierigkeit liegt in der Tatsache, dass die hard Handoff-Region 170 sehr eng sein kann und die Zeit, die notwendig ist, damit die Ferneinheit 155 sich hinein und heraus aus der hard Handoff-Region 170 bewegt, sehr klein sein kann. Zusätzlich ist es schwierig zu unterscheiden, ob die Ferneinheit 155 innerhalb der hard Handoff-Region 170 ist. Sobald bestimmt worden ist, dass die Ferneinheit 155 in der hard Handoff-Region 170 ist, muss eine Entscheidung getroffen werden, ob, zu welcher Basisstation und wann der hard Handoff stattfinden sollte. Die vorliegende Erfindung spricht diese Probleme an.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System und Verfahren zum Bestimmen der Regionen innerhalb des Abdeckungsgebiets in denen hard Handoff sowohl notwendig als auch wahrscheinlich erfolgreich durchgeführt werden kann und zu welcher von den Basisstationen der hard Handoff versucht werden sollte. Die in 3 gezeigte hexagonal gekachelte Anordnung ist stark idealisiert. Wenn Systeme aktuell eingesetzt werden, besitzen die resultierenden Abdeckungsgebiete viel unterschiedlichere Formen. 5 zeigt eine realistischere Repräsentation von einem Satz von Basisstationen. Basisstation T₁–T₃ und Basisstationen I₁–I₃ sind Teil von einem ersten Kommunikationssystem das durch einen System-1-Controller 212 gesteuert wird. Die Basisstationen I₁–I₃ sind interne Basisstationen die nur an andere Basisstationen von dem gleichen System angrenzen. Die Basisstationen T₁–T₃ sind Übergangs- oder Grenzbasisstationen die Abdeckungsgebiete besitzen, die an den Abdeckungsgebieten von Basisstationen liegen, die zu einem unterschiedlichen System gehören. Basisstationen S₁–S₃ sind Teil von einem zweiten System das durch einen Controller 214 des Systems 2 gesteuert wird. Die äußersten, dicken konzentrischen Kreise, die die Basisstation S₃ die Basisstationen I₁–I₃ und Basisstationen T₂–T₃ umschließen, zeigen die idealisierten Abdeckungsgebiete von den Basisstationen an, in denen es möglich ist, Kommunikation mit der entsprechenden Basisstation herzustellen. Die äußersten, dicken wellenförmigen Linien, die die Basisstationen S₁–S₂ und die Basisstation T₁ einkreisen, zeigen realistischere Abdeckungsgebiete von den entsprechenden Basisstationen. Zum Beispiel präsentiert eine wellige Linie 228 die Abdeckungsgebiete von der Basisstation S₁. Die Form von den Abdeckungsgebieten ist stark beeinflusst durch das Terrain in dem sich die Basisstation befindet sowie auch die Höhe bei der die Antennen befestigt sind, die Anzahl Reflektivität und Höhe von großen Gebäuden in dem Abdeckungsgebiet und auch von Bäumen, Hügeln und anderen Hindernissen innerhalb des Abdeckungsgebiets. Realistische Abdeckungsgebiete sind nicht für jede Basisstation gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen.
In einem tatsächlichen System können einige von den Basisstationen sektorisiert sein, wie beispielsweise in drei Sektoren. 6 zeigt ein Antennenmuster für eine Basisstation mit drei Sektoren. Keine Basisstationen mit drei Sektoren sind in 5 gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen. Die Konzepte der vorliegenden Erfindung sind direkt anwendbar auf sektorisierte Basisstationen.
In 6 ist ein Abdeckungsgebiet 300A durch die feinste Linie dargestellt. Ein Abdeckungsgebiet 300B ist durch die Linie mittlerer Breite dargestellt. Ein Abdeckungsgebiet 300C ist durch die dickste Linie dargestellt. Die in 6 gezeigte Form von den drei Abdeckungsgebieten ist die Form die durch standardmäßige direktionale Dipolantennen erzeugt wird. Die Ränder von den Abdeckungsgebieten kann man sich vorstellen als die Position an der eine Ferneinheit den minimalen Signalpegel empfängt der notwendig ist zum Unterstützen von Kommunikation durch jenen Sektor. Wenn sich eine Ferneinheit in den Sektor hineinbewegt, nimmt die von der Basisstation empfangene Signalstärke zu, wie sie durch die Ferneinheit wahrgenommen wird. Eine Ferneinheit an einem Punkt 302 kann durch den Sektor 300A kommunizieren. Eine Ferneinheit an einem Punkt 303 kann durch den Sektor 300A und den Sektor 300B kommunizieren. Eine Ferneinheit an einem Punkt 304 kommuniziert durch den Sektor 300B. Wenn sich eine Ferneinheit über den Rand von dem Sektor hinausbewegt, kann die Kommunikation durch jenen Sektor sich verschlechtern. Eine Ferneinheit, die im soft Handoff-Modus zwischen der Basisstation in 6 und einer ungezeigten benachbarten Basisstation betrieben wird, ist wahrscheinlich nahe dem Rand in einem von den Sektoren angeordnet.
Die Basisstation 60 der 3 repräsentiert eine idealisiertere Basisstation mit drei Sektoren. Die Basisstation 60 besitzt drei Sektoren von denen jeder mehr als 120 Grad von dem Basisstationsabdeckungsgebiet abdeckt. Der Sektor 50, der ein Abdeckungsgebiet besitzt, das durch die durchgezogenen Linien 55 angezeigt ist, überlappt das Abdeckungsgebiet von einem Sektor 70, welcher ein Abdeckungsgebiet besitzt, das durch die grob gestrichelten Linien 75 angezeigt ist. Der Sektor 50 überlappt auch den Sektor 80, welcher ein Abdeckungsgebiet besitzt, wie es durch die feingestrichelten Linien 85 angezeigt ist. Z. B. ist die Position 90 wie sie durch das X angezeigt ist sowohl in dem Abdeckungsgebiet vom Sektor 50 als auch vom Sektor 70 lokalisiert.
Im Allgemeinen ist eine Basisstation sektorisiert um die Gesamtinterferenzleistung zu Ferneinheiten die innerhalb des Abdeckungsgebiets von der Basisstation lokalisiert sind, zu reduzieren, während die Anzahl von Ferneinheiten erhöht wird, die durch die Basisstation kommunizieren können. Z. B. würde der Sektor 80 ein Signal das für eine Ferneinheit an der Position 90 gedacht ist nicht senden, und somit würde keine Ferneinheit die in dem Sektor 80 lokalisiert ist, signifikant durch die Kommunikation von einer Ferneinheit an der Position 90 mit der Basisstation 60 gestört werden.
Für eine Ferneinheit, die an der Position 90 positioniert ist, besitzt die Gesamtinterferenz Beiträge von den Sektoren 50 und 70 und von den Basisstationen 115 und 120. Eine Ferneinheit an der Position 90 könnte im softer Handoff mit den Sektoren 50 und 70 sein. Eine Ferneinheit an der Position 90 könnte gleichzeitig im soft Handoff mit einer oder beiden von den Basisstationen 115 und 120 sein.
Ferneinheitsunterstützter soft Handoff wird basierend auf der Pilotsignalstärke von mehreren Sätzen von Basisstationen wie sie durch die Ferneinheit gemessen wird, betrieben. Der Aktiv-Satz ist der Satz von Basisstationen über die die aktive Kommunikation hergestellt wird. Der Nachbarsatz ist ein Satz von Basisstationen die eine aktive Basisstation umgeben, wobei der Nachbarsatz Basisstationen aufweist, die eine hohe Wahrscheinlichkeit haben, dass sie eine Signalstärke von ausreichendem Pegel zum Herstellen von Kommunikation besitzen. Der Kandiatensatz ist ein Satz von Basisstationen, die eine Pilotsignalstärke mit einem ausreichenden Signalpegel zum Herstellen von Kommunikation besitzen.
Wenn Kommunikationen anfangs hergestellt werden, kommuniziert eine Ferneinheit durch eine erste Basisstation und der Aktiv-Satz enthält nur die erste Basisstation. Die Ferneinheit überwacht die Pilotsignalstärke von den Basisstationen von dem Aktiv-Satz, dem Kandidatensatz und dem Nachbarsatz. Wenn ein Pilotsignal von einer Basisstation in dem Nachbarsatz einen vorbestimmten Schwellenpegel übersteigt, wird die Basisstation zu dem Kandidatensatz hinzugefügt und von dem Nachbarsatz von der Ferneinheit entfernt. Die Ferneinheit kommuniziert eine Nachricht an die erste Basisstation, die neue Basisstation identifizierend. Der System-Controller entscheidet ob Kommunikation zwischen der neuen Basisstation und der Ferneinheit herzustellen ist. Sollte der System-Controller entscheiden dies zu tun, sendet der System-Controller eine Nachricht an die neue Basisstation mit identifizierender Information über die Ferneinheit und einen Befehl zum Herstellen von Kommunikationen mit ihr. Eine Nachricht wird auch an die Ferneinheit durch die erste Basisstation gesendet. Die Nachricht identifiziert einen neuen Aktiv-Satz, der die erste und die neue Basisstation beinhaltet. Die Ferneinheit sucht nachdem von der neuen Basisstation gesendeten Informationssignal und Kommunikation wird mit der neuen Basisstation hergestellt, und zwar ohne Terminierung von Kommunikation durch die erste Basisstation. Dieser Prozess kann mit zusätzlichen Basisstationen weitergehen.
Wenn die Ferneinheit durch mehrere Basisstationen kommuniziert, fährt sie fort die Signalstärke von den Basisstationen von dem Aktiv-Satz, dem Kandidatensatz und dem Nachbarsatz zu überwachen. Sollte die Signalstärke die einer Basisstation von dem Aktiv-Satz entspricht unter eine vorbestimmte Schwelle für eine vorbestimmte Zeitperiode fallen, erzeugt und sendet die Ferneinheit eine Nachricht zum Berichten des Ereignisses. Der System-Controller empfängt diese Nachricht über wenigstens eine von den Basisstationen, mit der die Ferneinheit kommuniziert. Der System-Controller kann entscheiden, Kommunikationen durch die Basisstation zu beenden die eine schwache Pilotsignalstärke besitzt.
Der System-Controller erzeugt nach dem Entscheiden zum Terminieren von Kommunikationen durch eine Basisstation eine Nachricht, die einen neuen Aktiv-Satz von Basisstationen identifiziert. Der neue Aktiv-Satz enthält nicht die Basisstation über die die Kommunikation zu beenden ist. Die Basisstationen über die die Kommunikation hergestellt ist, senden eine Nachricht an die Ferneinheit. Der System-Controller kommuniziert auch Information an die Basisstation zum Terminieren von Kommunikationen mit der Ferneinheit. Die Ferneinheitskommunikationen werden somit nur durch Basisstationen geleitet bzw. geroutet, die in dem neuen Aktiv-Satz identifiziert sind.
Wenn eine Ferneinheit im soft Handoff ist, empfängt der System-Controller decodierte Pakete von jeder von den Basisstationen die ein Mitglied von dem Aktiv-Satz sind. Für den Satz von Signalen muss der System-Controller ein einzelnes Signal zur Übertragung an das PSTN kreieren. Innerhalb jeder Basisstation können Signale, die von einer gemeinsamen Ferneinheit empfangen werden, kombiniert werden, bevor sie decodiert werden, somit einen vollständigen Vorteil von den mehreren empfangenen Signalen ziehend. Das decodierte Ergebnis von jeder Basisstation wird an den System-Controller geliefert. Sobald ein Signal decodiert worden ist, kann es nicht einfach und vorteilhaft mit anderen Signalen 'kombiniert' werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel muss der System-Controller zwischen der Vielzahl von decodierten Signalen auswählen, die eins zu eins einer Basisstation entsprechen mit der Kommunikation hergestellt ist. Das am vorteilhaftesten decodierte Signal wird ausgewählt von dem Satz von Signalen von den Basisstationen und die anderen Signale werden einfach verworfen.
Zusätzlich zum soft Handoff kann das System auch „softer" Handoff einsetzen. Der softer Handoff bezieht sich allgemein auf Handoff zwischen Sektoren von einer gemeinsamen Basisstation. Weil Sektoren von einer gemeinsamen Basisstation viel enger miteinander verknüpft sind, kann der Handoff zwischen Sektoren von einer gemeinsamen Basisstation durchgeführt werden durch Kombinieren undecodierter Daten eher als durch Auswahl von decodierten Daten. Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise anwendbar ob oder ob nicht softer Handoff innerhalb des einen oder anderen Systems eingesetzt wird. Der Prozess des softer Handoffs ist beschrieben in dem U.S. Patent Nr. 5,625,876 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF A COMMON BASE STATION", erteilt am 29. April 1997, welches an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Auswahlprozess durch den System-Controller innerhalb eines Selektorbanksubsystems (SBS) durchgeführt. Das SBS besteht aus einem Satz von Selektoren bzw. Auswählern. Jeder Selektor handhabt die aktive Kommunikation für eine Ferneinheit. Bei der Terminierung von einer Anrufverbindung kann der Selektor an eine andere aktive Ferneinheit zugewiesen werden. Der Selektor sieht alle Arten von Kontrollfunktionen für sowohl die Ferneinheit als auch die Basisstationen vor. Der Selektor sendet und empfängt Nachrichten von den Basisstationen. Ein Beispiel einer derartigen Nachricht ist die Nachricht, die durch die Basisstation jedes Mal gesendet wird, wenn die Rundlauf- bzw. Hin- und Rückverzögerung zwischen der Basisstation und der Ferneinheit sich um einen Schwellenbetrag ändert. Der Selektor kann auch die Basisstation anweisen eine Nachricht an die Ferneinheit zu senden. Ein Beispiel einer derartigen Nachricht ist eine an die Basisstation gesendete Nachricht, die diese anweist die Ferneinheit anzuweisen eine Pilotstärkenmessnachricht (Pilot Strength Measurement Message = PSMM) zu liefern. Die Nutzung von beiden von diesen Signalen ist unten vollständiger erläutert. In dem allgemeinsten Ausführungsbeispiel muss es nicht ein Selektor sein, welcher den Handoff-Prozess steuert und jedwelcher Art von Kommunikationssteuerungseinheit kann die Funktionen ausführen, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel an den Selektor delegiert sind.
Wenn eine Ferneinheit Kommunikation mit einer Basisstation hergestellt hat, kann die Basisstation die Umlaufzeitverzögerung bzw. die Rundlaufverzögerung (roundtrip delay = RTD) messen, die mit der Ferneinheit assoziiert ist. Die Basisstation richtet seine Übertragungen zeitlich auf die Ferneinheit aus, und zwar basierend auf einer Universalzeit. Das Signal wird von der Basisstation an die Ferneinheit über die drahtlose Luftverbindung gesendet. Das gesendete Signal benötigt einige Zeit um von der Basisstation zu der Ferneinheit zu reisen. Die Ferneinheit nutzt das Signal das sie von der Basisstation empfängt um die Übertragung auszurichten, die sie zurück an die Basisstation sendet. Durch Vergleichen der Zeitausrichtung von dem Signal, das die Basisstation von der Ferneinheit empfängt, mit der Ausrichtung von dem Signal, das die Basisstation an die Ferneinheit gesendet hat, kann die Basisstation die Rundlaufverzögerung bzw. die Hin- und Rückwegsverzögerung bestimmen. Die Rundlaufverzögerung kann genutzt werden zum Schätzen der Distanz zwischen der Basisstation und der Ferneinheit. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel berichtet die Basisstation die Rundlaufverzögerung an den Selektor, wann immer die Rundlaufverzögerung sich um mehr als einen vorherbestimmten Betrag ändert.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung nutzt die Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und den Basisstationen welche Mitglieder von dem Aktiv-Satz und dem Kandidatensatz sind, um die Position von einer Ferneinheit zu identifizieren. Erlangen der Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und einer Basisstation, welche ein Mitglied von dem Kandidatensatz ist, ist etwas komplizierter als Bestimmen der Rundlaufverzögerung von einem Mitglied von dem Aktiv-Satz. Weil eine Basisstation, die ein Mitglied von dem Kandidatensatz ist ein Signal von der Ferneinheit nicht demoduliert, kann die Rundlaufverzögerung nicht direkt durch die Kandidatenbasisstationen gemessen werden.
Die Messung, die von der Ferneinheit an die Basisstationen gesendet wird, die die Pilotsignalinformation von den Mitgliedern von den Kandidaten- und Aktiv-Sätzen aufweist, wird als eine Pilotstärkenmessnachricht (Pilot Strength Measurement Message = PSMM) bezeichnet. Eine PSMM wird durch die Ferneinheit gesendet und zwar entweder ansprechend auf eine Anforderung von der Basisstation oder weil die Signalstärke von einer Basisstation von dem Nachbarsatz eine Schwelle überschritten hat oder die Signalstärke von einer Basisstation in dem Kandidatensatz die Stärke von einer von den Basisstationen von dem Aktiv-Satz um einen vorbestimmten Betrag überstiegen hat, oder aufgrund des Ablaufs von einem Handoff-Abwurf-Timer (drop timer).
Vier Parameter steuern den Soft Handoff-Prozess. Als erstes spezifiziert die Pilotdetektionsschwelle (pilot detection threshold) T_ADD den Pegel, den die Pilotsignalstärke von einer Basisstation die ein Mitglied von dem Nachbarsatz ist, übersteigen muss, um als ein Mitglied von dem Kandidatensatz klassifiziert zu werden. Die Pilotabwurfschwelle (pilot drop threshold) T_DROP spezifiziert den Pegel unterhalb den die Pilotsignalstärke von einer Basisstation die ein Mitglied von dem Aktiv- oder Kandidatensatz ist, fallen muss, um einen Timer bzw. Zeitgeber anzustoßen. Die Dauer von dem angestoßenen bzw. getriggerten Timer wird durch T_TDROP spezifiziert. Nachdem die durch T_TDROP spezifizierte Zeit vergangen ist, initiiert, falls die Pilotsignalstärke noch unterhalb des T_DROP Pegels ist, die Ferneinheit die Entfernung von der entsprechenden Basisstation von dem Satz zu dem sie aktuell gehört. Die Vergleichsschwelle von Aktiv-Satz zu Kandidatensatz T_COMP legt den Betrag fest, um den die Pilotsignalstärke von einem Mitglied von dem Kandidatensatz die Pilotsignalstärke von einem Mitglied von dem Aktiv-Satz überstei gen muss, um eine PSMM auszulösen. Jeder von diesen vier Parametern ist in der Ferneinheit gespeichert. Jeder von diesen vier Parametern kann neu programmiert werden, auf einen neuen Wert und zwar durch eine Nachricht, die von der Basisstation gesendet wurde.
Die PSMM beinhaltet zwei Stücke von Information, die für die vorliegende Erfindung einschlägig sind. Die PSMM weist einen Eintrag bzw. eine Aufzeichnung für jedes Pilotsignal auf und zwar entsprechend einer Basisstation, die ein Mitglied von dem Aktiv- oder Kandidatensatz ist. Erstens weist die PSMM eine Messung von der Signalstärke auf. Zweitens weist die PSMM eine Messung von der Pilotsignalphase auf. Die Ferneinheit misst die Pilotsignalphase für jedes Pilotsignal in dem Kandidatensatz. Die Pilotsignalphase wird an der Ferneinheit gemessen durch Vergleichen der Phase von der frühesten ankommenden nutzbaren Mehrpfadkomponente von dem Kandidatenpilotsignal mit der frühesten ankommenden nutzbaren Mehrpfadkomponente von einem Mitglied von dem Aktiv-Satz. Die Pilotsignalphase kann in relativen PN Chips gemessen werden. Das Pilotsignal von der Basisstation- in dem Aktiv-Satz, dass das früheste ankommende Signal vorsieht, wird als das Referenzpilotsignal bezeichnet.
Der System-Controller kann die Pilotsignalphase in eine Schätzung der Rundlaufverzögerung übersetzen, und zwar unter Verwendung der folgenden Gleichung: RTDcan1 = RTDref + 2·(PilotPhasecan1 – ChannelOffsetcan1·PilotInc) Gleichung 1wobei:

RTD_can1: = die berechnete Schätzung von der Rundlaufverzögerung von einer Basisstation, die einen Eintrag in den Kandidatensatz besitzt;
RTD_ref: = die Rundlaufverzögerung, die für das Referenzpilotsignal berichtet wird;
PilotPhase_can1: = die Phase relativ zu der wahrgenommenen Universalzeit der Ferneinheit und zwar berichtet in der PSMM in Einheiten von PN Chips;
ChannelOffset_can1: = der Kanalversatz von der Kandidatenbasisstation, welcher eine einheitslose Zahl ist; und
PilotInc: = das systemweites Pilotsequenzversatzindexinkrement in Einheiten von PN Chips pro Kanal.

Die für das Referenzpilotsignal RTD_ref berichtete Rundlaufverzögerung wird durch die entsprechende Basisstation an den Selektor geliefert. Die Rundlaufverzögerung für das Referenzpilotsignal dient als die Basis zum Schätzen der Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation die ein Mitglied von dem Kandidatensatz ist. Man denke daran, dass in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, jede Basisstation die gleiche Pilotsequenz zeitlich versetzt sendet, so dass die Ferneinheit eine Basisstation basierend auf den Code-Phasen-Versatz von dem Pilotsignal identifizieren kann. Das Pilotsequenzversatzindexinkrement PilotInc ist das Code-Phasen-Versatzinkrement um das die Basisstationspilotsignale versetzt sind. Der Kanalversatz ChannelOffset_can1 von der Kandidatenbasisstation bestimmt welche von den Code-Phasen der Kandidatenbasisstation zugewiesen ist. Die relative Phase von der Kandidatenbasisstation PilotPhase_can1 ist der Code-Phasen-Versatz von der Kandidatenbasisstation wie er durch die Ferneinheit gemessen wird, und zwar im Vergleich zu dem Referenzpilotsignal in Einheiten von PN Chips. Die PilotPhase_can1 wird an die Basisstation in der PSMM berichtet. Der ChannelOffset_can1 und das PilotInc sind dem Selektor bekannt.
Falls es keine Verzögerung bei der Übertragung in dem System gäbe, würde die Phase von der Kandidatenbasisstation das Produkt von dem Kanalversatz ChannelOffset_can1 und dem systemweiten Pilotsequenzversatzindexinkrement PilotInc sein. Weil es Übertragungsverzögerungen in dem System gibt, nimmt die Ferneinheit sowohl das Referenzpilotsignal als auch das Kandidatenbasisstationspilotsignal mit verschiedener und variierender Verzögerung wahr. Subtrahieren des systeminduzierten PN Versatzes (= das Produkt von Chan nelOffset_can1 und PilotInc) von dem wahrgenommenen PN Versatz (= PilotPhase_can1) gibt den relativen Versatz zwischen dem Referenzpilotsignal und dem Pilotsignal von der Kandidatenbasisstation, an. Falls die Differenz negativ ist, ist die RTD zwischen der Referenzbasisstation und der Ferneinheit größer als die RTD zwischen der Kandidatenbasisstation und der Ferneinheit. Die durch die Ferneinheit wahrgenommene Differenz reflektiert nur die relative Verzögerung der Vorwärtsverbindung. Die relative Verzögerung der Vorwärtsverbindung wird verdoppelt um die volle Rundlaufverzögerung zu berücksichtigen.

Zum Zwecke des Beispiels, wird angenommen, dass das systemweite Pilotsequenzversatzindexinkrement 64 PN Chips ist und dass die folgende Information für die Basis von einer Rundlaufverzögerungsmessung genutzt wird.

PilotPhase_ref = 0	RTD = 137 (Basisstation Id = 12)
PilotPhase₁₄ = 948	RTD = 244 (Basisstation Id = 14, relativer Versatz 52 PN)
PilotPhase_16' = 1009	(Basisstation Id = 16, relativer Versatz –15 PN)

Weil in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel jede Basisstation oder jeder Basisstationssektor die gleiche Pilotsequenz zeitlich versetzt sendet, kann man sich die Basisstationsidentifikation vorstellen als den Kanal-PN-Versatz, der durch die Basisstation genutzt wird zum Senden des Pilotsignals. Ferner wird angenommen, dass die Basisstationen 12 und 14 (von denen angenommen werden kann, dass sie sich auf die in 1 gezeigten Basisstationen beziehen) Mitglieder von dem Aktiv-Satz sind und das die RTD Messungen, wie sie durch die Basisstationen 12 und 14 gemessen werden, als 137 bzw. 244 PN Chips berichtet werden.
Rechts von den Pilotphasen und den Rundlaufverzögerungsdaten für die Basisstation 14 ist der berechnete relative Versatz vermerkt. Die gemessene Pilotphase von der Basisstation 14 ist 948 PN Chips. Der feste Versatz von der Basisstation 14 ist gleich der Basisstations-ID (14) multipliziert mit dem Pilot sequenzversatzinkrement (64) was gleich zu 894 PN Chips ist. Die Differenz zwischen der gemessenen Pilotphase und dem Pilotphasenversatz an der Basisstation ist der relative Versatz zwischen der Basisstation und der Ferneinheit, welches in diesem Fall 52 PN Chips ist (= 948 – 896). Es ist unnötig diese Nummern zum Berechnen der Rundlaufverzögerung zwischen der Basisstation 14 und der Ferneinheit zu nutzen, weil die Basisstation 14 eine Rundlaufverzögerungsmessung direkt durchführt, weil die Basisstation 14 ein Mitglied von dem Aktiv-Satz ist.
Weil jedoch die Basisstation 16 ein Mitglied von dem Kandidatensatz ist, wird durch die Basisstation 16 keine Rundlaufverzögerungsmessung direkt durchgeführt und die obige Gleichung 1 muss genutzt werden um die Rundlaufverzögerung zu Bestimmen. Für die Basisstation 16 sind die Parameter wie folgt:
RTD_ref = 137 PN Chips;
PilotPhase_can1 = 1009 PN Chips;
ChannelOffset_can1 = 16; und
PilotInc = 64 PN Chips pro Kanal.
Einsetzen dieser Zahlen direkt in die Gleichung 1 ergibt eine Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation 16 von 107 PN Chips. Wie oben bemerkt wird, um den absoluten Versatz von der Kandidatenbasisstation zu finden, das Produkt von dem ChannelOffset_can1 und dem PilotInc von der PilotPhase_can1 subtrahiert, was in diesem Fall –15 PN Chips ergibt. Eine interessante Bemerkung ist, dass die Rundlaufverzögerung zwischen der Basisstation 16 und der Ferneinheit weniger ist als die Rundlaufverzögerung zwischen der Basisstation 12.
Ein erstes Verfahren zum Identifizieren der Position von der Ferneinheit beruht auf der Nutzung von einem speziellen Ferneinheitszustand mit messungsdirigiertem hard Handoff (measurement directed hard handoff = MDHO). Um den Verarbeitungseinfluss zu minimieren, geht das System in dem MDHO Zustand nur, wenn irgendein Mitglied von dem Aktiv-Satz als eine Übergangsbasisstation markiert ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel geht das System in den MDHO Zustand nur wenn alle Mitglieder von dem Aktiv-Satz Übergangsbasisstationen sind. In noch einem dritten Ausführungsbeispiel geht das System in den MDHO Zustand nur, wenn es eine einzelne Basisstation in dem Aktiv-Satz gibt und jene Basisstation eine Übergangsbasisstation ist. In einem vierten Ausführungsbeispiel existierten ausreichende Verarbeitungsressourcen, so dass der MDHO Zustand immer aktiv ist. Während des MDHO Zustands bzw. Statuses überwacht der Selektor die Rundlaufverzögerung von den Mitgliedern von dem Aktiv-Satz und berechnet die Rundlaufverzögerung für die Mitglieder von dem Kandidatensatz. Nachdem sich die Bedingungen bzw. Zustände geändert haben, die den MDHO Zustand auslösen, kann der MDHO Zustand verlassen werden.
Der MDHO Zustand basiert auf der Nutzung von einer MDHO Tabelle. In der MDHO Tabelle repräsentiert jede Zeile einen Abschnitt von der Abdeckungsgebietsregion, welche eine Abdeckungsgebietsüberlappungsregion ist. Wie oben definiert, ist eine Abdeckungsgebietsüberlappungsregion ein Gebiet in dem Kommunikation zwischen einer Ferneinheit und einer von zwei unterschiedlichen Basisstationen allein unterstützt werden könnte. Jede Zeile enthält eine Liste von Paaren von Basisstationsidentifikationsnummern und Rundlaufverzögerungsbereichen. Der Rundlaufverzögerungsbereich ist spezifiziert im Hinblick auf eine minimale und maximale Rundlaufverzögerung. Um die MDHO Tabelle zu nutzen wird entweder ein Netzwerkplanungstool oder werden empirische Daten genutzt zum Identifizieren eines Satzes von Regionen und der entsprechenden angemessenen Aktion für jede Region. Alternativ könnte ein regelbasiertes oder Expertensystem genutzt werden zum Erzeugen der MDHO Tabelle. Wie oben bemerkt, zeigt die 5 einen Satz von internen Übergangs- und zweiten Systembasisstationen und wird genutzt zum Darstellen der Funktion von der ferneinheitsmessungsdirigierten hard Handoff-Tabelle. Die schraffierten Linien um die Basisstationen herum zeigen Rundlaufverzögerungsmessschwellen an. Z. B. repräsentiert eine schraffierte Linie 222 die die Basisstation S₂ einkreist die Position an der ein direkter Pfad von der Basisstation S₂ zu einer Ferneinheit die auf der schattierten Linie 222 positioniert ist, eine Rundlaufverzögerung von 200 PN Chips zeigt. Eine schraffierte Linie 220, die die Basisstation S₂ umkreist repräsentiert die Position an der ein direkter Pfad von der Basisstation S₂ zu einer Ferneinheit die auf der schattierten Linie 222 positioniert ist, eine Rundlaufverzögerung von 220 PN Chips zeigt. Deshalb würde jede Ferneinheit, die zwischen der schattierten Linie 220 und der schattierten Linie 222 positioniert ist, eine Rundlaufverzögerung zwischen 200 und 220 PN Chips zeigen.
In ähnlicher Weise repräsentiert eine schraffierte Linie 226 die die Basisstation T₁ umkreist die Position an der ein direkter Pfad von der Basisstation T₁ zu einer Ferneinheit die auf der schattierten bzw. schraffierten Linie 226 positioniert ist, eine Rundlaufverzögerung von 160 PN Chips zeigt. Eine schraffierte Linie 224 die die Basisstation T₁ umkreist, repräsentiert die Position an der ein direkter Pfad von der Basisstation T₁ zu einer fernen Einheit, die auf der schattierten Linie 224 positioniert ist, eine Rundlaufverzögerung von 180 PN Chips zeigt. Deshalb würde jede Ferneinheit die zwischen der schattierten Linie 224 und der schattierten Linie 226 positioniert ist eine Rundlaufverzögerung zwischen 160 und 180 PN Chips zeigen.
Auch repräsentiert eine schraffierte Linie 232 die die Basisstation S₁ umkreist die Position an der ein direkter Pfad von der Basisstation S₁ zu einer Ferneinheit die auf der schraffierten Linie 232 positioniert ist eine Rundlaufverzögerung von 170 PN Chips zeigt. Eine schraffierte Linie 230 die die Basisstation S₁ umkreist repräsentiert die Position an der ein direkter Pfad von der Basisstation S₁ zu einer Ferneinheit die auf der schraffierten Linie 230 angeordnet ist, eine Rundlaufverzögerung von 180 PN Chips zeigt. Deshalb würde jede Ferneinheit die zwischen der schraffierten Linie 230 und der schraffierten Linie 232 positioniert ist, eine Rundlaufverzögerung zwischen 170 und 180 PN Chips mit Bezug auf die Basisstation S₁ zeigen.
Wie oben bemerkt, werden Mehrpfadsignale die nicht einen direkten Pfad zwischen der Ferneinheit und der Basisstation nehmen durch reflektieren der Elemente innerhalb der Umgebung erzeugt. Falls das Signal nicht einen direkten Pfad nimmt, wird die Rundlaufverzögerung erhöht. Das am frühesten an kommende Signal ist das Signal, das den kürzesten Pfad zwischen der Ferneinheit und der Basisstation genommen hat. Es ist das früheste ankommende Signal, welches im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zum Schätzen der Rundlaufverzögerung gemessen wird.
Man beachte, dass spezielle Regionen durch die Rundlaufverzögerungen zwischen den verschiedenen Basisstationen identifiziert werden können. Z. B. können Abdeckungsgebiete 240 und 242 durch die Tatsache identifiziert werden, dass die Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation T₁ zwischen 160 und 180 PN Chips ist, und die Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit und der Basisstation S₂ zwischen 200 und 220 PN Chips ist. Das Abdeckungsgebiet 242 ist ferner definiert durch die Tatsache, dass ein Pilotsignal von der Basisstation S₁ überhaupt wahrgenommen werden kann und zwar egal, was die Rundlaufverzögerung ist. Angenommen, dass die richtige Aktion für eine Ferneinheit die innerhalb der Region 240 positioniert ist und aktuell in Kommunikation mit der Basisstation T₁ ist, einen hard Handoff auf gleicher Frequenz zu der CDMA Basisstation S₂ ausführen soll. Ferner angenommen, dass in der Region 242 die gesamte Interferenz so hoch ist, dass die einzige Alternative ist, einen hard Handoff zu dem durch die Basisstation S₁ unterstützten AMPS System auszuführen.
Tabelle I illustriert einen Teil von einer exemplarischen MDHO Tabelle. Die erste Spalte zeigt an, welche Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen der Zeile in der MDHO Tabelle entsprechen. Zum Beispiel entspricht das Abdeckungsgebiet 242 der Abdeckungsregion N auf der Tabelle I und das Abdeckungsgebiet 240 entspricht dem Abdeckungsgebiet N + 1 auf der Tabelle I. Man beachte, dass eine Ferneinheit, die in dem Abdeckungsgebiet 242 positioniert ist, die für das Abdeckungsgebiet 240 angegebenen Parameter erfüllt. In dem illustrativen Ausführungsbeispiel wird die MDHO Tabelle in numerischer Reihenfolge durchquert und die erste Region die die gegebenen Parameter erfüllt wird ausgewählt, so dass die einzige Möglichkeit, dass ein gegebener bzw. bestimmter Satz von Parametern mit der Region N + 1 verglichen wird, ist, dass die Region N bereits als eine mögliche Position eliminiert wor den ist. Die zweite Spalte enthält eine erste Basisstations-ID. Die dritte Spalte enthält den Bereich von Rundlaufverzögerungen die der durch die Zeile bezeichneten Abdeckungsregion entsprechen. Die vierten und fünften Spalten zeigen eine zweite Basisstations-ID und ein Rundlaufverzögerungspaar, wie auch die sechsten und siebten Spalten. Mehr Spalten, die die Basisstations-ID und Rundlaufverzögerungspaare bezeichnen, können nach Bedarf hinzugefügt werden.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die MDHO Tabelle in dem Selektorbanksubsystem-Controller (selector bank subsystem controller, SBSC) gespeichert. Der SBSC speichert bereits die Pilotdatenbank, die die Nachbarlisten und den Pilotversatz und andere derartige Daten vorsieht, die für den standardmäßigen Betrieb erforderlich sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel fordert der Selektor, dass der SBSC auf die MDHO Tabelle jedesmal zugreift, wenn eine neue PSMM empfangen wird und wann immer die RTD Messung für irgendeine von den aktiven Basisstationen sich um einen signifikanten Betrag ändert.

AbdeckungsRegion	BSId [1]	Rundlaufverzögerungsbereich bzw. RTD Range [1]	BSId [2]	Rundlaufverzögerungsbereich bzw. RTD Range [2]	BSId [3]	Rundlaufverzögerungsbereich bzw. RTD Range [3]	Aktion	System ID	ZielBSId
. . .
N	T1	160, 180	S2	200, 220	S1	0, 1000	HO zu AMPS	Sys 2	S1
N + 1	T1	160, 180	S2	200, 220			HO zu CDMA	Sys 2	S2
N + 2	T2	160, 180	S2	200, 220			HO zu CDMA	Sys 2	S2
N + 3	T2	160, 200	T3	0, 1000			HO zu CDMA anderer Freq.	Sys 1	T2
N + 4	T2	200, 240	S3	190, 210	S2	200, 240	Ho zu Amps	Sys 1	T2
. . .

Die mit Aktion beschriftete Spalte beschreibt die Aktion die durchgeführt werden sollte, wenn die Position von der Ferneinheit auf eine von den Abdeckungsregionen abgebildet wird. Es gibt mehrere exemplarische Aktionsarten, die durchgeführt werden können, wie beispielsweise:
Intersystembasisstation CDMA-zu-AMPS hard Handoff;
Intrasystembasisstation CDMA-zu-AMPS hard Handoff;
Intrasystembasisstation CDMA-zu-CDMA hard Handoff;
Intersystem CDMA-zu-CDMA anderer Frequenz hard Handoff; und
Intersystem CDMA-zu-CDMA gleicher Frequenz hard Handoff;
Falls weitere Rundlaufverzögerungsinformation erforderlich ist, um die Position von der Ferneinheit zu identifizieren, können die T_ADD und T_DROP Schwellen modifiziert werden, wenn eine Ferneinheit in dem MDHO Zustand bzw. Status ist. Durch Verringern von sowohl der T_DROP als auch der T_ADD Schwellen qualifizieren niedrigere Pilotsignalstärken die entsprechenden Basisstationen zur Mitgliedschaft in den Kandidaten- und Aktiv-Sätzen und niedrigere Pilotsignalstärken verbleiben in den Kandidaten- und Aktiv-Sätzen länger bevor sie fallengelassen werden. Die erhöhte Anzahl von Basisstationen, die in dem Kandidatensatz und dem Aktiv-Satz aufgeführt sind, erhöht die Anzahl von Rundlaufverzögerungsdatenpunkten, die zum Lokalisieren der Ferneinheit genutzt werden können. Systemweites Verringern von T_ADD und T_DROP kann einen negativen Effekt besitzen, da jede Ferneinheit im Handoff System-Ressourcen von zwei Basisstationen nutzt. Es ist wünschenswert, die Anzahl von Ferneinheiten im Handoff zu minimieren, um Ressourcen an jeder Basisstation zu sparen, und um die Kapazität zu maximieren. Deshalb werden in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die T_ADD und T_DROP nur in den Übergangsbasisstationen im Wert verringert. Auch kann die zeitliche Länge, die durch T_TDROP bezeichnet wird, erhöht werden, um den Zeitbetrag zu erhöhen, den eine Basisstation in dem Aktiv-Satz verbleibt, nachdem sie unterhalb von T_DROP gefallen ist.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird, falls das zweite System nicht bereits ein CDMA Pilotsignal von den Grenzbasisstationen auf der in dem ersten System genutzten Frequenz sendet, das zweite System modifiziert, um ein Pilotsignal oder eine andere CDMA Bake zu senden, um die Initiierung von dem hard Handoff-Prozess zu unterstützen wie es im Detail beschrieben ist, in dem oben erwähnten U.S. Patent Nr. 5,594,718 und dem U.S. Patent Nr. 6,108,364 . In einem alternativen Ausführungsbeispiel, selbst falls das System nicht bereits ein CDMA Pilotsignal von der Grenzbasisstation sendet, erzeugen die Grenzbasisstationen in dem zweiten System keine Pilotsignale und es gibt keine Einträge in der Basisstations-ID-Spalte von der MDHO Tabelle, die den Basisstationen S₁ bis S₃ entsprechen. Pilot-Baken-Einheiten können auch auf internen bzw. innenliegenden Basisstationen genutzt werden, um beim Identifizieren der Regionen zu helfen, welche durch Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen betroffen sind.
In einigen Situationen kann es auch möglich sein, die Nutzung von den Kandidatenbasisstationen zu eliminieren, und zwar als ein Mittel zum Identifizieren der Position von den Ferneinheiten, somit nur die Aktiv-Basisstationsinformation zum Bestimmen der Ferneinheitsposition übrigzulassen. Mit kluger Netzwerkplanung kann es beispielsweise sein, dass die Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen effektiv identifiziert werden können, unter Verwendung von nur der Rundlaufverzögerung von den Mitgliedern von dem Aktiv-Satz.
Wie oben erwähnt sind in 5 keine sektorisierten Basisstationen gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen. In Realität unterstützt die Präsenz von Sektorisierung den Lokalisierungsprozess durch Einengen der Regionen in denen die Ferneinheit lokalisiert sein kann. Man beachte beispielsweise die Geometrie von der Basisstation 60 der 3. Bevor die Rundlaufverzögerungen überhaupt berücksichtigt werden, wird das Abdeckungsgebiet von der Basisstation 60 in sechs unterschiedliche Regionen unterteilt: das Areal bzw. Gebiet das nur durch den Sektor 50 abgedeckt bzw. versorgt wird, das Areal das durch den Sektor 50 und den Sektor 70 abgedeckt wird, das Areal das nur durch den Sektor 70 abgedeckt wird, das Areal das durch den Sektor 70 und den Sektor 80 abgedeckt wird, das Areal das nur durch den Sektor 80 abgedeckt wird, und das Areal das durch den Sektor 80 und den Sektor 50 abgedeckt wird. Falls Netzwerkplanung genutzt wird, um die Basisstationen mit drei Sektoren entlang der Grenze zwischen den zwei Systemen auszurichten, kann es möglich sein, die Nutzung von Pilot-Baken in den Grenzbasisstationen des Systems 2 und die Nutzung von der Kandidatenbasisstationsrundlaufverzögerungsbestimmung zu eliminieren.
Jede Basisstation in dem System wird anfangs derart kalibriert, dass die Summe von dem in Dezibel gemessenen unbelasteten Empfängerpfadrauschen und der in Dezibel gemessenen gewünschten Pilotleistung bis auf eine Konstante gleich ist. Die Kalibrierungskonstante ist über das System von Basisstationen hinweg übereinstimmend. Wenn das System ausgelastet wird (d. h. Ferneinheiten beginnen mit den Basisstationen zu kommunizieren, bewegt sich die Rückwärtsverbindungs-Handoff-Grenze effektiv mehr hin zu der Basisstation). Um den gleichen Effekt auf der Vorwärtsverbindung zu imitieren hält deshalb ein Kompensationsnetzwerk die konstante Beziehung zwischen der an der Basisstation empfangenen Rückwärtsverbindungsleistung und der von der Basisstation gesendeten Pilotleistung aufrecht und zwar durch Verringern der Pilotleistung, wenn die Auslastung zunimmt. Der Prozess des Abgleichens der Vorwärtsverbindungs-Handoff-Grenze mit der Rückwärtsverbindungs-Handoff-Grenze wird bezeichnet als Basisstationsstationsatmung und ist im Detail dargestellt in den U.S. Patenten mit den Nummern 5,548,812 und 5,722,044 die beide den Titel haben „METHOD AND APPARATUS FOR BALANCING THE FORWARD LINK HANDOFF BOUNDARY TO THE REVERSE LINK HANDOFF BOUNDARY IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM", erteilt am 20. August 1996 bzw. am 24. Februar 1998 und an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Der Prozess des Atems kann den Betrieb in dem MDHO Zustand nachteilig beeinflussen. Wiederum Bezug nehmend auf 4B, falls die durch die Basisstation 200 gesendete Leistung im Vergleich zu der durch die Basisstation 205 gesendeten Leistung abnimmt, bewegen sich die Abdeckungsgebietüberlappungsgrenzen näher zu der Basisstation 200 und weiter weg von der Basisstation 205. Der Signalpegel beeinflusst nicht die Rundlaufverzögerung zwischen der Ferneinheit an einer Position und der Basisstation. Deshalb identifiziert die MDHO Tabelle weiterhin die gleichen Positionen als für den Handoff geeignet, während sich die tatsächlichen Grenzen geändert haben können.
Es gibt mehrere Arten mit dem Fall des Atmens umzugehen. Ein Weg ist es, die definierten Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen wie sie in der MDHO Tabelle gespeichert sind, ausreichend eng zu machen, so dass die Abdeckungsgebietsüberlappungsregionen gültig bleiben und zwar unabhängig von dem aktuellen Zustand des Atmens.
Ein zweiter Weg mit dem Fall des Basisstationsatmens umzugehen ist es das Atmen bei den Grenzbasisstationen abzuschalten bzw. zu deaktivieren oder zu begrenzen. Der Atmungsmechanismus wird auf dem Vorwärtsverbindungssignal betrieben um die Vorwärtsverbindungsleistungsfähigkeit zu zwingen die natürliche Reaktion von der Rückwärtsverbindung auf den Pegel der Auslastung zu imitieren. Deshalb entfernt die Eliminierung des Atmens das Risiko nicht, dass die Grenzen sich mit der Auslastung auf der Rückwärtsverbindung ändern, und somit bleibt die Auslastung ein Faktor, selbst wenn ein System das Atmen nicht einsetzt.
Ein dritter Weg um mit dem Fall der Basisstationsatmung umzugehen ist durch Netzwerkplanung. Falls die Grenzbasisstationen von dem zweiten System Verkehrskanalsignale (d. h. spezielle Signale einer aktiven Ferneinheit) nicht bei den Frequenzen senden, die durch die Grenzbasisstationen von dem ersten System genutzt werden, wird der Effekt des Atmens minimiert. Falls die Grenzbasisstation ein Pilotsignal von einer Pilotbakeneinheit sendet, wird der Effekt des Atmens auch minimiert, weil keine Verkehrskanalsignale erzeugt werden, wenn eine Pilotbakeneinheit genutzt wird. Die durch eine Pilotbakeneinheit ausgegebene Leistung bleibt über die Zeit konstant.
Ein vierter Weg um mit dem Fall der Basisstationsatmung umzugehen ist durch die Nutzung von einem regelbasierten System. Falls die Grenzbasisstationen atmen, wird ein Atmungsparameter von jeder Basisstation an den System-Controller gesendet. Der System-Controller aktualisiert die MDHO Tabelle basierend auf dem aktuellen Wert der Atmung. Typischerweise würde der System-Controller die Rundlaufverzögerungswerte in der MDHO Tabelle vergrößern um die Effekte der Atmung zu reflektieren.
Die Effekte der Atmung könnten in den meisten Situationen nicht von Bedeutung sein. Weil diese Grenzgebiete traditionell eine Quelle von technischen und wirtschaftlichen Problemen gewesen sind, strebt die Netzwerkplanung typischerweise danach die Grenzen zwischen den zwei Systemen in Gebieten mit niedrigem Verkehr zu platzieren. Kleinere Mengen an Verkehr entsprechen kleineren Effekten der Atmung.
In einigen Fällen könnte es wünschenswert sein, speichern der und zugreifen auf die MDHO Tabelle zu vermeiden. In einem derartigen Fall können andere Verfahren zum Bewirken von Handoff genutzt werden. Beispielsweise werden in einem alternativen Ausführungsbeispiel zwei Mittel genutzt um einen Handoff auszulösen. Das erste Verfahren wird die Detektionsregel genannt. Bestimmte Basisstationen (oder Basisstationssektoren) werden als Referenzbasisstationen R bezeichnet bzw. bestimmt. Falls eine Ferneinheit innerhalb des Abdeckungsgebiets von einer Referenzbasisstation ist, und sie die Detektion von einem auslösenden Pilotsignal P_B berichtet, löst der Selektor einen Handoff aus bzw. stößt diesen an und zwar mit einer Zielbasisstation die durch den Datensatz (R, P_B) bestimmt ist. Die Detektionsregel wird typischerweise, aber nicht immer mit einer Pilotbakeneinheit genutzt.
Das zweite Verfahren wird die Überlieferungsregel (hand-down rule) genannt. Bestimmte Basisstationen werden als Grenzbasisstationen markiert. Der Selektor löst einen Handoff aus, falls der Aktiv-Satz der Ferneinheit nur eine Basisstation enthält und jene Basisstation eine Grenzbasisstation ist, und die Referenzpilotsignalumlaufverzögerung eine Schwelle übersteigt. Alternativ löst der Selektor einen Handoff aus, falls der Aktiv-Satz der Ferneinheit nur Basisstationen enthält die Grenzbasisstationen sind und die Referenzpilotsignalrundlaufverzögerung eine Schwelle übersteigt. Typischerweise variiert die Schwelle zwischen Basisstationen und ist unabhängig von dem Rest von dem Aktiv-Satz. Die Überlieferungsaktion wird bestimmt durch den aktuellen Referenzpilot. Die Überlieferungsregel kann die erste in einem Satz von Regeln für messungsdirigierten Handoff sein. Man beachte, dass es nicht notwenig ist, dass eine Basisstation, die als eine Grenzbasisstation bezeichnet wird, ein Abdeckungsgebiet besitzt, welches an ein Abdeckungsgebiet von einer Basisstation von einem anderen System angrenzt. Die Überlieferungsregel kann sowohl für Intersystem-Handoff als auch Intrasystem-Handoff genutzt werden.
Sowohl die Detektionsregel als auch die Überlieferungsregel können von den physikalischen Charakteristika von dem System abhängig sein. Die Nutzung von diesen zwei Regelen kann die Auslegung von dem Netzwerk belasten, sowie die Platzierung von den Basisstationen, die Orientierung von den Sektoren innerhalb einer Basisstation mit mehreren Sektoren und die physikalische Platzierung von den Antennen.
Falls eine Ferneinheit oder Basisstation versucht einen Anruf in einer Grenzbasisstation zu initiieren, tauschen die Ferneinheit und die Basisstation eine Ursprungs- bzw. Veranlassungsnachricht (origination message) auf dem Zugangskanal aus. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel residiert der Überhangkanalmanager (overhead channel manager) in der Basisstation und steuert den Zugangskanal. Der Überhangkanalmanager untersucht die aus der Veranlassungsnachricht berechnete Rundlaufverzögerungsschätzung. Falls die Rundlaufverzögerung die Schwelle übersteigt, benachrichtigt der Überhangkanalmanager die Mobilvermittlungszentrale, welche die Basisstation anweisen kann an die Mobileinheit eine Dienstredirektionsnachricht zu senden. Die Dienstredirektionsnachricht kann eine AMPS geeignete Ferneinheit an ein AMPS System oder an eine andere CDMA Frequenz oder System dirigieren. Die Redirektionsnachricht hängt auch von der Dienstart ab, die durch die Ferneinheit angefordert wird. Falls eher eine Datenverbindung als eine Sprachverbindung angefordert wird, könnte das AMPS System nicht fähig sein die Verbindung zu unterstützen. Aus diesem Grund muss die unternommene Aktion im Allgemeinen von den Fähigkeiten und dem Status von der Ferneinheit abhängen. Typischerweise besitzt jede Ferneinheit in dem System eine Klassenbezeichnung, welche ihre Fähigkeiten bezeichnet. Der aktuelle Status von der Ferneinheit kann durch die Basisstation abgefragt werden und eine Entscheidung kann basierend auf der zurückgegebenen Information getroffen werden.
7 stellt die Nutzung von der Detektionsregel in einem Handoff von CDMA zu CDMA gleicher Frequenz dar. Angenommen, dass eine Ferneinheit von dem System S₁ zu dem System S₂ in der C_1A/C₂ Region reist. Wenn sich die Ferneinheit C₂ nähert, beginnt sie das dadurch gesendete Pilotsignal wahrzunehmen. Unter Nutzung der Detektionsregel, falls C_1A die Referenzbasisstation ist, fordert der Selektor einen Handoff zu einer AMPS Basisstation an, die mit dem Abdeckungsgebiet C_1A angeordnet ist. Wie oben erwähnt, kann der hard Handoff von einem FM AMPS System zu einem anderen FM AMPS System über eine viel größere physikalische Region erreicht werden, als ein hard Handoff von einem CDMA System zu einem anderen CDMA System, das auf der gleichen Frequenz betrieben wird. Man beachte, dass es eine eins zu eins Abbildung oder wenigstens eine wesentliche Überlappung zwischen den CDMA Basisstationsabdeckungsgebieten und den AMPS Basisstationsabdeckungsgebieten in den Grenzbasisstationen geben muss. Hat man zu dem FM AMPS Betrieb gewechselt, ist die Wahrscheinlichkeit von einem erfolgreichen Intersystem hard Handoff zwischen dem FM System groß.
8 stellt die Nutzung von der Detektionsregel in einem Handoff von CDMA zu CDMA anderer Frequenz dar. In 8 ist das dem System S₂ entsprechende Areal schattiert um anzuzeigen, dass das System S₂ mit Verkehrskanalsignalen bei einer Frequenz f₂ kommuniziert, jedoch mit Verkehrskanalsignalen bei einer Frequenz f₁ nicht kommuniziert. In 8 ist das dem System S₁ entsprechende Areal nicht schattiert, um anzuzeigen, dass das System S₁ mit Verkehrskanalsignalen bei der Frequenz f₁ kommuniziert, nicht jedoch mit Verkehrskanalsignalen bei der Frequenz f₂ kommuniziert. Es könnte oder könnte auch nicht eine Pilotbakeneinheit geben, die in den Grenzbasisstationen von entweder einem von dem System S₁ oder dem System S₂ oder in beiden betrieben wird. Falls es eine Pilotbakeneinheit gibt, kann die Detektionsregel genutzt werden. Alternativ, falls C_1A oder C_1B die einzigen Basisstationen in dem Aktiv-Satz werden, kann die Überlieferungsregel angewendet werden, sobald die Rundlaufverzögerungsmessung die Schwelle übersteigt. In jedem Fall könnte ein Handoff zu einer nahe angeordneten bzw. zusammen angeordneten AMPS Basisstation innerhalb von C_1A oder C_1B durchgeführt werden.
Die Konfiguration von 8 besitzt einen großen Vorteil gegenüber der Konfiguration von 7. 4C stellt den Vorteil von Handoff dar unter Verwendung von zwei verschiedenen CDMA Frequenzen. Die 4C ist eine stark idealisierte Darstellung von einer Handoff Region die zwei unterschiedliche CDMA Frequenzen einsetzt und zwar dem gleichen Format die 4A und 4B folgend. In 4C sendet die Basisstation 205 Verkehrskanalsignale nicht auf der gleichen Frequenz wie die Basisstation 200, wie durch die gestrichelten Übertragungspfeile dargestellt ist, die von der Basisstation 205 und der Ferneinheit 155 ausgehen. Eine Grenze 189 repräsentiert den Punkt bis zu dem zuverlässige Kommunikation zwischen der Ferneinheit 155 und der Basisstation 200 bei der Frequenz f₁ hergestellt werden kann. Eine Region 176 zwischen der Grenze 180 und der Grenze 189 repräsentiert das Areal in der die Ferneinheit 155 ein Pilotsignal von der Basisstation 205 detektieren kann, falls die Basisstation 205 mit einer Pilotbakeneinheit ausgerüstet ist, während sie durch die Basisstation 200 kommuniziert.
Ein Vergleich zwischen den 4B und 4C offenbart den Vorteil von dem Handoff unterschiedlicher Frequenz. Falls die Basisstation 205 ein Pilotsignal nicht sendet, gibt es keine Interferenz von der Basisstation 205 zu dem Signal zwischen der Basisstation 200 und der Ferneinheit 155. Falls die Basisstation 205 ein Pilotsignal sendet, ist der Betrag an Interferenz aufgrund des Pilotsig nals von der Basisstation 205 auf das Signal zwischen der Basisstation 200 und der Ferneinheit 155 signifikant kleiner als die Interferenz, die erzeugt wird, falls die Basisstation 205 Verkehrskanalsignale sendet. Deshalb ist die Grenze 189 viel näher der Basisstation 205 als eine Grenze 186.
Eine Grenze 181 repräsentiert den Punkt bis zu dem zuverlässige Kommunikation zwischen der Ferneinheit 155 und der Basisstation 205 bei der Frequenz f₂ hergestellt werden kann. Eine Region 178 zwischen der Grenze 181 und der Grenze 190 repräsentiert das Areal in dem die Ferneinheit 155 ein Pilotsignal von der Basisstation 200 detektieren kann, falls die Basisstation 200 mit einer Pilotbakeneinheit ausgerüstet ist, die bei der Frequenz f₂ betrieben wird, während sie durch die Basisstation 205 kommuniziert. Wiederum ist zu beachten, wie viel näher die Grenze 181 der Basisstation 200 ist, als eine Grenze 184 es ist. Eine Region 174 zwischen der Grenze 181 und der Grenze 189 repräsentiert das Areal in dem ein Handoff von der Kommunikation von der Basisstation 200 bei der Frequenz f₁ zu der Basisstation 205 bei der Frequenz f₂ oder umgekehrt erreicht werden kann. Man beachte, wie viel größer die Region 174 als die Region 170 in 4B ist. Die größere Größe von der Region 174 ist stark vorteilhaft für den hard Handoff-Prozess. Die Tatsache, dass zwei unterschiedliche Frequenzen genutzt werden, beeinflusst den hard Handoff-Prozess nicht stark, weil in sowohl dem Fall der gleichen Frequenz als auch der unterschiedlichen Frequenz, der Transfer von Kommunikation die 'Trennen vor dem Herstellen' ('break before make') hard Handoff-Charakteristik besitzt. Der einzige leichte Nachteil von dem Fall unterschiedlicher Frequenz kann sein, dass die Ferneinheit einige Zeit benötigt, um den Betrieb von der ersten Frequenz auf die zweite Frequenz umzuschalten.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nutzen sowohl die Basisstation als auch die Ferneinheit eine andere Frequenz zum Senden wie zum Empfangen. In 4C und anderen Figuren und Text, der Handoff zwischen zwei unterschiedlichen CDMA Betriebsfrequenzen beschreibt, kann angenommen werden, dass sowohl die Sende- als auch Empfangsfrequenzen unterschiedlich sind nachdem der Handoff durchgeführt worden ist, selbst wenn der Text und die Zeichnungen der Einfachheit wegen sich auf eine einzelne Frequenz (wie beispielsweise die Frequenz f₁) beziehen, um die Nutzung von einem Satz von Sende- und Empfangsfrequenzen zu bezeichnen.
Bezug nehmend wiederum auf 8 ist es nicht notwendig, dass jede Basisstation in dem System S₂ Abstand nimmt vom Betrieb bei der Frequenz f₁. Es ist nur notwendig, dass die Grenzbasisstationen und möglicherweise die nächste Schicht von innengelegenen bzw. internen Basisstationen in dem System S₂ Abstand nehmen vom Betrieb auf der Frequenz f₁.
Die inneren Basisstationen in dem System S₂ können die Frequenz f₁ für CDMA oder FM oder TDMA oder Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen oder für irgendeine andere Funktion nutzen.
9 zeigt noch ein anderes alternatives Ausführungsbeispiel für ein Übergangsareal zwischen zwei Systemen. Die Konfiguration von 9 erfordert eine Kooperation zwischen den Dienstanbietern von den ersten und zweiten Systemen und könnte am besten anwendbar sein, wenn die zwei Systeme zu dem gleichen Dienstanbieter gehören.
9 illustriert zwei nebeneinander angeordnete oder im Wesentlichen nahe zueinander angeordnete Basisstationen B₁ und B₂ die einen Handoff von CDMA zu CDMA anderer Frequenz vorsehen. Sowohl die Basisstation B₁ als auch die Basisstation B₂ sind Basisstationen mit zwei Sektoren, die Abdeckung bzw. Versorgung für das Abdeckungsgebiet 310 vorsehen. Die Basisstation B₁ von dem System S₁ sieht CDMA Dienst bei der Frequenz f₁ sowohl in einem Sektor α als auch einem Sektor β vor und die Basisstation B₂ von dem System S₂ sieht CDMA Dienst sowohl in dem Sektor α als auch einem Sektor β bei der Frequenz f₂ vor.
Man beachte, dass das Abdeckungsgebiet 310 durch einen Highway bzw. eine Autobahn 312 durchschnitten wird. Wenn eine Ferneinheit sich in das Abdeckungsgebiet 310 von dem System S₁ unter Nutzung der Frequenz f₁ be wegt wird ein standardmäßiger Intrasystem-Soft-Handoff genutzt um die Anrufsteuerung zu der Basisstation B₁, Sektor β zu transferieren. Wenn sich die Ferneinheit weiter den Highway 312 hinab bewegt, wird soft oder softer Handoff genutzt zum Transferieren der Kommunikation von der Basisstation B₁, Sektor β zu der Basisstation B₁, Sektor α. Wenn der Sektor α von der Basisstation B₁ der einzige Sektor in dem Aktiv-Satz wird, wendet die Überlieferungsregel ein Auslösen von Handoff zu dem System S₂, Sektor β von der Basisstation B₂ auf der Frequenz f₂ an.
Der Handoff für die Ferneinheit, die sich von dem System S₂ zu dem System S₁ bewegt findet auf eine ähnliche Art und Weise statt und zwar zwischen dem Sektor α von der Basisstation B₂ und dem Sektor β von der Basisstation B₁. Weil der Sektor α von der Basisstation B₁ zusammen mit dem Sektor β von der Basisstation B₂ angeordnet ist, und der Sektor α von der Basisstation B₂ zusammen mit dem Sektor β von der Basisstation B₁ angeordnet ist, kann in jedem Fall ein hard Handoff erfolgreich vollendet werden, ohne die Befürchtung, dass sich die Ferneinheit nicht in dem Abdeckungsgebiet von der Zielbasisstation befindet.
Die Konfiguration von 9 besitzt mehrere Vorteile. Weil das Areal, in dem der Handoff von dem System S₁ zu dem System S₂ ausgeführt wird, nicht das gleiche ist wie das Areal in dem der Handoff von dem System S₂ zu dem System S₁ ausgeführt wird, ist die Wahrscheinlichkeit von einer Ping-Pong-Situation minimiert. Z. B. falls das Areal in dem der Handoff von dem System S₁ zu dem System S₂ ausgeführt wird, im Wesentlichen das Gleiche ist wie das Areal in dem der Handoff von dem System S₂ zu dem System S₁ ausgeführt wird, könnte eine Ferneinheit die in das Handoff-Areal eintritt und dann aufhört sich zu bewegen oder sich innerhalb der Region bewegt, kontinuierlich zu einem System weitergegeben werden und dann zurück zu dem anderen. Die Konfiguration von 9 führt eine räumliche Hysterese ein. Sobald eine Ferneinheit die Steuerung von dem System S₁ zu dem System S₂ in der unteren Hälfte von dem Abdeckungsgebiet 310 übergeben hat, wird die Ferneinheit nicht die Steuerung zurück zu dem System S₁ überleiten, außer sie än dert die Richtung und tritt vollständig wieder ein in die obere Hälfte von dem Abdeckungsgebiet 310, so dass die Basisstation B₂ Sektor α, das einzige Mitglied von dem Aktiv-Satz der Ferneinheit ist.
Wie bei der Konfiguration von 8, ist es in der Konfiguration von 9 nicht notwendig, dass jede Basisstation in dem System S₂ Abstand nimmt vom Nutzen der Frequenz f₁. Es ist nur notwendig, dass die Grenzbasisstationen und möglicherweise die nächste Schicht von inneren Basisstationen in dem System S₂ Abstand nehmen vom Nutzen der Frequenz f₁. Die inneren Basisstationen in dem System S₂ können die Frequenz f₁ zum Senden von CDMA oder FM oder TDMA oder Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen oder für irgendeine andere Funktion nutzen. Auch ist es in 9 nicht notwendig, dass die Basisstation genau zwei Sektoren aufweist und eine größere Anzahl von Sektoren könnte genutzt werden.
10 zeigt eine Situation in der ein CDMA System an ein System grenzt, das Dienst unter Verwendung einer anderen Technologie vorsieht. Diese Situation kann auf eine ähnliche Art und Weise wie 8 gehandhabt werden. 10 zeigt die spezielle Topologie von Detroit, Michigan, USA. Detroit grenzt an einer Seite an Kanada. Ein Fluss definiert die Grenze zwischen Detroit und Kanada. Ein paar Brücken kreuzen den Fluss um die zwei Länder zu verbinden.
Auf der USA Seite von dem Fluss wird das CDMA System S₁ eingesetzt. Auf der kanadischen Seite von dem Fluss wird das TDMA System S₂ eingesetzt. Sowohl die USA als auch die kanadischen Seite betreiben AMPS Systeme zusätzlich zu den gewählten digitalen Technologien. Eine Ferneinheit die auf der Detroiter Seite von dem System reist ist kontinuierlich in der CDMA Abdeckung, möglicherweise im soft und softer Handoff. Wenn jedoch festgestellt wird, dass die Ferneinheit sich exklusiv in dem Abdeckungsgebiet von Sektor α von dem Abdeckungsareal C_A oder von dem Sektor α von dem Abdeckungsareal C_C ist, wird ein Handoff zu der entsprechenden angeordneten AMPS Basisstation ausgelöst, sobald die Rundlaufverzögerung eine vorbe stimmte Schwelle übersteigt, und zwar unter Verwendung der Überlieferungsregel. Die Ferneinheiten auf dem Wasser können oder können nicht innerhalb der CDMA Abdeckungsgebiete verbleiben und zwar abhängig von der gewählten RTD Schwelle. Die Netzwerkplanung muss sicherstellen, dass die Antennen richtig ausgerichtet sind, und das Basisstationen auf eine derartige Art und Weise angeordnet sind, dass eine AMPS Basisstation eindeutig bestimmt werden kann, basierend auf den Übergangssektoren und dass der Anruf nicht fallengelassen wird, wenn diese Sektoren die einzigen Sektoren in dem Aktiv-Satz werden.
14 illustriert ein Ausführungsbeispiel von der vorliegenden Erfindung, bei dem Träger die die zwei Systeme betreiben fähig sind zwei Basisstationen nahe zu einander anzuordnen. 14 ist eine grafische Darstellung. Das Abdeckungsgebiet C_1A entspricht einer inneren Basisstation in dem System S₁ die auf einer Frequenz f₁ betrieben wird. Das Abdeckungsgebiet C_1B entspricht einer Übergangsbasisstation in dem System S₁ das bei einer Frequenz f₁ betrieben wird. Eine Pilotbake bzw. eine Pilotstrahl (pilot beacon) P₁ ist eine Pilotbakeneinheit, die auf der Frequenz f₁ betrieben wird, die zusammen mit dem Abdeckungsgebiet C_2A angeordnet ist. Das Abdeckungsgebiet C_2A entspricht einer inneren Basisstation in dem System S₂ die auf einer Frequenz f₂ betrieben wird. Das Abdeckungsgebiet C_2B entspricht einer Übergangsbasisstation in dem System S₂ die auf einer Frequenz f₂ betrieben wird. Eine Pilotbake P₂ ist eine Pilotbakeneinheit, die auf einer Frequenz f₂ betrieben wird, die zusammen mit dem Abdeckungsgebiet C_1A angeordnet ist.
Man beachte, dass in der Konfiguration von 14 ein hard Handoff zwischen der Basisstation C_1B und der Basisstation C_2B durchgeführt werden muss, wenn eine Ferneinheit zwischen dem System S₁ und dem System S₂ reist. Weil die inneren Basisstationen Verkehrskanalsignale nicht bei den Frequenzen senden, von denen ein hard Handoff durchgeführt wird, ist die Zuverlässigkeit von Kommunikation zwischen der Basisstation C_1B bei der Frequenz f₁ und einer Ferneinheit die in den Abdeckungsgebieten C_1B und C_2B angeordnet ist, hoch. In ähnlicher Weise ist die Zuverlässigkeit von Kommunikation zwischen der Basisstation C_2B bei der Frequenz f₂ und einer Ferneinheit die in den Abdeckungsgebieten C_1B und C_2B angeordnet ist auch hoch.
Ein Problem mit der Konfiguration von 14 ist die gemeinsame Anordnung von den Abdeckungsgebieten C_1B und C_2B. Eine gemeinsame Anordnung von den Basisstationen erfordert typischerweise eine gewisse Menge an Koordination zwischen den zwei System-Betreibern. Falls die zwei Systeme durch unterschiedliche Versorger betrieben werden, könnten die Versorger eine physikalische Einrichtung nicht gemeinsam nutzen wollen. Auch könnte die gemeinsame Anordnung Regulierungsprobleme aufwerfen. 15 ist ähnlich der 14 außer dass das Abdeckungsgebiet C_1B und das Abdeckungsgebiet C_2B nicht vollständig gemeinsam angeordnet sind. Die Prinzipien von diesem Ausführungsbeispiel sind auf den Fall anwendbar, in dem sich die zwei Basisstationsabdeckungsgebiete im Wesentlichen überlappen. Die räumliche Hysterese-Region schrumpft ungefähr um den Betrag, um den die zwei Abdeckungsgebiete voneinander versetzt sind.
Sowohl bei der 14 als auch bei der 15 ist der Betrieb der gleiche und relativ einfach. Eine Ferneinheit, die in dem System S₁ hin zu dem System S₂ reist ist anfangs in Kommunikation mit dem Abdeckungsgebiet C_1A unter Verwendung der Frequenz f₁. Wenn sich die Ferneinheit den zwei gemeinsam angeordneten Abdeckungsgebieten nähert, wird soft Handoff bei der Frequenz f₁ genutzt zum Transferieren von Kommunikation zu dem Abdeckungsgebiet C_1B. Falls die Ferneinheit fortfährt hin zu dem System S₂ beginnt die Ferneinheit das Pilotsignal von der Pilotbake P₁ zu detektieren. Wenn der Aktiv-Satz nur die Basisstation entsprechend zu dem Abdeckungsgebiet C_1B enthält und/oder die Pilotsignalstärke von dem Pilotsignal P₁ eine bestimmte Schwelle übersteigt, wird ein hard Handoff von der Basisstation entsprechend dem Abdeckungsgebiet C_1B zu der Basisstation entsprechend dem Abdeckungsgebiet C_2B durchgeführt. Wenn die Ferneinheit fortfährt hin zu dem System S₂ wird soft Handoff genutzt zum Überleiten von Kommunikation zwischen der Basisstation entsprechend dem Abdeckungsgebiet C_2B und der Basisstation entsprechend dem Abdeckungsgebiet C_2A. Der reziproke Betrieb wird genutzt zum Vollenden eines Handoffs von dem System S₂ zu dem System S₁.
Die Konfigurationen von den 14 und 15 sind der Konfiguration von 9 ähnlich und zwar im Hinblick darauf, dass sie ein Maß von räumlicher Hysterese einführen. Z. B. wird die Verbindung von einer Ferneinheit die von dem System S₁ zu dem System S₂ reist durch eine gestrichelte Linie 356 repräsentiert. Man beachte, dass bis die Ferneinheit die Position erreicht, die durch einen Pfeil 350 angezeigt ist, sie versorgt verbleibt durch das System S₁ bei der Frequenz f₁ durch die Basisstation entsprechend dem Abdeckungsgebiet C_1B. In ähnlicher Weise ist die Verbindung von einer Ferneinheit, die von dem System S₂ zu dem System S₁ reist, repräsentiert durch eine gestrichelte Linie 354. Man beachte, dass bis die Ferneinheit die Position erreicht, die durch einen Pfeil 352 angezeigt ist, sie versorgt verbleibt, durch die Basisstation entsprechend dem Abdeckungsgebiet C_2B. Deshalb, hängt zwischen dem Pfeil 350 und dem Pfeil 352 der Dienst der Kommunikation zu der Ferneinheit vorsieht, ab davon, welches System Kommunikation vorgesehen hat, als die Ferneinheit in die Region eingetreten ist. Die Ferneinheit kann sich innerhalb der Region zwischen den Pfeilen 352 und 350 herumbewegen, ohne zwischen den zwei Systemen weitergegeben zu werden.
Wieder bezugnehmend auf 4B ist eine andere Lösung für das hard Handoff-Dilema die Größe von der hard Handoff-Region 170 zu erhöhen. Eine der Gründe dafür, dass die Region so eng ist, ist aufgrund der Effekte von Fading bzw. Schwund. Weil eine Ferneinheit die innerhalb einer hard Handoff-Region 170 angeordnet ist, Kommunikation nur mit entweder der Basisstation 200 oder der Basisstation 205 herstellen kann, wird, falls das Signal mit Bezug auf die aktive Basisstation schwindet, aber mit Bezug auf die inaktive Basisstation nicht schwindet, die Interferenz von der inaktiven Basisstation signifikant werden. Ein Verfahren zum Erhöhen der Größe von der Region und der Zuverlässigkeit von der Kommunikation innerhalb der Region ist es den Betrag an Schwund zu minimieren, den die Ferneinheit in diesem Gebiet erfährt. Diversität ist ein Ansatz zum Unterdrücken bzw. Bekämpfen der schädlichen Effekte von Fading. Drei Hauptarten von Diversität existieren: Zeitdiversität, Frequenzdiversität und Raumdiversität. Zeit- und Frequenzdiversität sind in einem Spreizspektrum-CDMA-System inhärent vorhanden.
Raumdiversität die auch Pfaddiversität genannt wird, wird durch mehrere Signalpfade von einem gemeinsamen Signal kreiert. Die Pfaddiversität kann vorteilhafterweise durch Spreizspektrumsverarbeitung ausgenutzt werden, und zwar durch separates Empfangen und Verarbeiten von Signalen, die mit unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungen ankommen. Beispiele von Pfaddiversitätsausnutzung sind dargestellt in dem U.S. Patent Nr. 5,101,501 erteilt am 31. März 1992 mit dem Titel „SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" und dem U.S. Patent Nr. 5,109,390 erteilt am 28. April 1992 mit dem Titel „DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Die Existenz von einer Mehrpfadumgebung kann die Pfaddiversität für ein breitbandiges CDMA System vorsehen. Falls zwei oder mehr Signalpfade mit differentieller bzw. unterschiedlicher Pfadverzögerung von mehr als einer Chipdauer kreiert werden, können zwei oder mehr Empfänger eingesetzt werden um die Signale an einer einzelnen Basisstation oder einem Ferneinheitsempfänger separat zu empfangen (der geforderte ein Chip-Pfad-Verzögerungsunterschied ist eine Funktion von den Mitteln durch die Zeitnachführung in dem Empfänger erreicht wird.) Nachdem die Signale separat empfangen worden sind, können sie vor dem Decodierungsprozess diversitäts-kombiniert werden. Somit wird die gesamte kombinierte Energie von der Vielzahl von Pfaden in dem Decodierungsprozess genutzt, somit die Energie und die Genauigkeit von dem Decodierungsprozess erhöhend. Mehrpfadsignale zeigen typischerweise Unabhängigkeit im Fading, d. h. unterschiedliche Mehrpfadsignale schwinden üblicherweise nicht zusammen. Somit, falls die Ausgabe von den zwei Empfängern diversitäts-kombiniert werden kann, tritt ein signifikanter Leistungsfähigkeitsverlust nur auf, wenn beide Mehrpfadsignale zu der gleichen Zeit schwinden.
Wiederum bezugnehmend auf 4B wird angenommen, dass die Basisstation 200 die aktive Basisstation ist. Falls es zwei ausgeprägte Signalkomponenten von der Basisstation 200 gibt, die durch die Ferneinheit 155 empfangen werden, schwinden die zwei ausgeprägten Signale unabhängig oder nahezu unabhängig. Deshalb erfährt das Gesamtsignal von der Basisstation 200 nicht die tiefen Schwunde, die auftreten, wenn nur ein ausgeprägtes Signal empfangen wird. Als Ergebnis ist die Wahrscheinlichkeit niedriger, dass die Signale von der Basisstation 205 das Signal von der Basisstation 200 zu der Ferneinheit 155 dominieren werden.
Eher als man sich auf natürliche und statistische entwickelte Mehrpfadsignale verlässt, kann Mehrpfad künstlich eingeführt werden. Eine typische Basisstation besitzt zwei Empfangantennen und eine Sendeantenne. Häufig ist die sendende Antenne die gleiche wie eine von den Empfangsantennen. Eine derartige Basisstationskonfiguration ist in 12 gezeigt.
In der 12 liefert ein Sender 330 ein Sendesignal an einen Diplexer 332, welcher wiederum ein Signal an eine Antenne 334 liefert. Die Antenne 334 liefert ein erstes Empfangssignal an einen Anschluss 1 bzw. Port 1 von einem Empfänger 338 und eine Antenne 336 liefert ein zweites Empfangssignal an einen Anschluss 2 oder Port 2 von dem Empfänger 338. Innerhalb des Empfängers 338 werden die Empfangssignale von dem Port 1 und dem Port 2 separat empfangen und dann vor dem Decodieren für einen maximalen Vorteil kombiniert. Die Antenne 334 und die Antenne 336 sind derart konfiguriert, dass die von jeder Antenne empfangenen Signale unabhängig von den Signalen, die von der anderen empfangen werden schwinden. Weil die Empfangssignale von den Antennen 334 und 336 an unterschiedliche Empfänger geliefert werden und nicht kombiniert werden bis nachdem die Signale innerhalb des Empfängers 338 demoduliert worden sind, ist es nicht kritisch, dass die auf der Antenne 334 empfangenen Signale von den auf der Antenne 336 empfangenen Signale um wenigstens 1 PN Chip in eine Richtung versetzt sind.
Um Diversität in das System von 12 einzuführen, kann ein zweiter Diplexer genutzt werden zum Koppeln des Sendesignals an die vorherige Nur-Empfangsantenne und zwar über eine Verzögerungsleitung. Eine derartige Konfiguration ist in 13 gezeigt.
In 13 liefert der Sender 330 ein Sendesignal an den Diplexer 332, welcher wiederum ein Signal an die Antenne 334 liefert. Zusätzlich liefert der Sender 330 ein Sendesignal (welches in dem einfachsten bzw. grundlegendsten Ausführungsbeispiel die gleichen Signale wie das originale Sendesignal enthält) an eine Verzögerungsleitung 340 und an einen Diplexer 342 und an die Antenne 336. Wie in 12 sind die Antenne 334 und die Antenne 336 derart konfiguriert, dass die Signale wie sie von jeder Antenne an der Ferneinheit empfangen werden unabhängig voneinander schwinden. Weil beide Signale durch eine einzelne Antenne an der Ferneinheit empfangen werden, zusätzlich zu der Unabhängigkeit im Schwund, müssen die zwei Signale zeitlich ausreichend separiert werden, so dass die Ferneinheit die Signale separat unterscheiden kann. Die Verzögerungsleitung fügt ausreichend Verzögerung hinzu, so dass das durch die Antenne 336 abgestrahlte Signal an der Ferneinheit mit einer Verzögerung von mehr als einem Chip relativ zu dem Signal von der Antenne 334 ankommt, so dass die Ferneinheit die Signale unterscheiden und separat empfangen und diese demodulieren kann. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Diversitäts-Basisstations-Konfiguration von 13 nur in den Grenzbasisstationen genutzt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Verzögerungsleitung 340 ein Verstärkungseinstellelement auf. Das Verstärkungseinstellelement kann genutzt werden zum Einstellen des Pegels von dem durch die Antenne 336 gesendeten Signals relativ zu dem durch die Antenne 334 gesendeten Signal. Der Vorteil von dieser Konfiguration ist, dass das Signal von der Antenne 336 nicht signifikant andere Signale in dem System stört. Der Signalpegel von der Antenne 336 relativ zu dem Signalpegel von der Antenne 334 wird jedoch signifikant, wenn das Signal von der Antenne 334 schwindet. Somit ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, falls das Signal von der Antenne 334 einen tiefen Schwund mit Bezug auf die Ferneinheit erfährt, das Signal von der Antenne 336 ausreichend groß zum Vorsehen zuverlässiger Kommunikation für die Dauer des Schwundes.
Es kann vorteilhaft sein, ein Signal von der Antenne 336 nur zu liefern, wenn wenigstens eine Ferneinheit in dem hard Handoff-Bereich angeordnet ist. Diese Technik kann auch auf jedes von den folgenden alternativen Ausführungsbeispielen angewendet werden.
Noch ein anderes Ausführungsbeispiel kann einen separaten Signalpfad kreieren, der einen anderen Satz von Signalen zur Übertragung über die Antenne 336 befördert. In diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die Basisstation, welche Ferneinheiten die Diversität benötigen (d. h. welche Ferneinheiten in der hard Handoff-Region angeordnet sind). Der Satz von Signalen, die über die Antenne 336 gesendet werden, kann ausschließlich die Verkehrskanalsignale für die Ferneinheiten in der hard Handoff-Region und ein Pilotsignal aufweisen. Alternativ könnten auch die Ruf- bzw. Paging- und Sync- bzw. Synchronisationskanalübertragungen beinhaltet sein. Wie direkt oben bemerkt, könnte es vorteilhaft sein, den Pilot und andere Signale von der Antenne 336 nur zu liefern, wenn wenigstens eine Ferneinheit in der hard Handoff-Region angeordnet ist. Die Ferneinheiten, die Diversität benötigen, könnten identifiziert werden, beispielsweise durch Detetektieren der Ferneinheiten, die mehr Sendeleistung als irgendeine Schwelle fordern oder basierend auf der Rundlaufverzögerung. Die Nutzung von zwei Sendern reduziert den Nettobetrag von gesendeter Leistung und wird somit die Interferenz in dem System reduzieren und zwar einschließlich der Inteferenz-zu-Ferneinheiten innerhalb in der hard Handoff-Region 170, die in Kommunikation mit der Basisstation 205 sind. In 13 stellt eine gestrichelte Linie 348 das zweite Ausführungsbeispiel dar, bei dem zwei separate Signalpfade genutzt werden, die einen unterschiedlichen Satz von Signalen befördern. Es wird angenommen, dass jedwelche Verzögerung zwischen den zwei Signalen, die notwendig ist, innerhalb des Senders 330 eingeführt bzw. induziert wird.
Es sollte auch bemerkt werden, dass der zweite Sender bzw. Strahler nicht mit der Basisstation zusammen angeordnet sein muss. Er könnte durch eine große Entfernung separiert sein und könnte neben der hard Handoff-Grenze angeordnet sein. Alternativ, anstelle des Nutzens der vorher Nur-Empfangsantenne zum Senden des Diverstiätssignals könnte das Signal von einer davon verschiedenen Antenne gesendet werden. Die davon verschiedene Antenne könnte eine stark direktionale Punktantenne sein, die die Energie auf die hard Handoff-Region fokussiert.
Eine speziell vorteilhafte Konfiguration kann erreicht werden unter Verwendung eines separaten Signalpfads zusammen mit einer distinkten bzw. davon verschiedenen Antenne. In diesem Fall kann mehr Diversität erreicht werden durch Zuweisen eines anderen PN Versatzes an das, durch die distinkte Antenne, zu sendende Signal, als der PN Versatz, der nominal an den Sender 330 zugewiesen wird. Auf diese Weise führt die Basisstation einen softer Handoff aus, wenn die Ferneinheit in das Abdeckungsgebiet von der distinkten Antenne eintritt. Die Nutzung von einem distinkten bzw. ausgeprägten PN Versatz ist nützlich beim Identifizieren, wenn die Ferneinheit in der hard Handoff-Region angeordnet ist. Die obigen Ausführungsbeispiele können mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Topologien implementiert werden, um die gleichen Ergebnisse vorzusehen.
Es ist auch zu bemerken, dass es mehrere Verfahren gibt, durch die Diversität in das System eingeführt wird. Beispielsweise können die Effekte von Schwund auch minimiert werden durch Schwankung von der Phase von dem Signal von der Diversitätsantenne. Die Schwankung von der Phase unterbricht die Ausrichtung von der Amplitude und Phase von den Mehrpfadsignalen, welchen einen tiefen Schwund in einem Kanal kreieren können. Ein Beispiel von einem derartigen System ist im Detail angegeben in dem U.S. Patent Nr. 5,437,055 mit dem Titel „ANTENNA SYSTEM FOR MULIPATH DIVERSITY IN AN INDOOR MICROCELLULAR COMMUNINICATION SYSTEM", welches erteilt worden ist am 25. Juli 1996, und welches an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Die schädlichen Effekte von Schwund können ferner in einem gewissen Maß in einem CDMA System gesteuert werden, durch Steuerung der Sendeleistung. Ein Schwund, welcher die durch die Ferneinheit von der Basisstation empfangene Leistung verringert, kann kompensiert werden durch Erhöhen der durch die Basisstation gesendeten Leistung. Die Leistungssteuerfunktion wird in Übereinstimmung mit einer Zeitkonstanten betrieben. Abhängig von der Zeitkonstanten von den Leistungssteuerschleife bzw. Leistungsregelschleife und der zeitlichen Länge von einem Schwund kann das System den Schwund kompensieren durch Erhöhen der Sendeleistung von der Basisstation. Der von der Basisstation zu einer Ferneinheit gesendete nominale Leistungspegel könnte erhöht werden, wenn die Ferneinheit in der Region ist, in der ein hard Handoff durchgeführt werden kann. Wiederum könnte die Ferneinheit die die erhöhte Leistung benötigt, identifiziert werden, beispielsweise, basierend auf der Rundlaufverzögerung oder durch Bericht von einem Pilotsignal das eine Schwelle übersteigt. Durch ausschließliches Erhöhen der gesendeten Leistung an jene Ferneinheiten, die es benötigen, wird der Nettobetrag von gesendeter Leistung reduziert, somit wird die gesamte Interferenz von dem System reduziert.
Wie oben im Zusammenhang mit 3 bemerkt, ist eine Situation in der ein hard Handoff durchgeführt werden muss, eine Situation in der eine Ferneinheit die Frequenz wechseln muss, mit der sie innerhalb eines einzelnen Systems betrieben wird. Beispielsweise kann ein derartiger Handoff durchgeführt werden zum Vermeiden von Interferenz mit einer Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung welche in Koexistenz mit dem CDMA Kommunikationssystem betrieben wird oder um alle Verkehrskanalsignale auf eine einzelne Frequenz zu verlagern, so dass ein Handoff von CDMA zu CDMA anderer Frequenz an der Grenze von dem System stattfinden kann. In 3 ist die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 zwischen der direktionalen Mikrowellenantenne 130 und der direktionalen Mikrowellenantenne 135 gezeigt. Weil die direktionale Mikrowellenantenne 130 und die direktionale Mikrowellenantenne 135 stark direktional bzw. gerichtet sind, besitzt die Punkt-zu- Punkt-Mikrowellenverbindung 140 ein sehr enges Feld. Daher können die anderen Basisstationen von dem System wie beispielsweise die Basisstationen 115, 120 und die Sektoren 50, 70 und 80 ohne Interferenz mit der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 betrieben werden.
In dem Beispiel von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die CDMA Signale bei Mikrowellenfrequenzen gesendet und deshalb stört die Punt-zu-Punkt-Verbindung, welche das System durchschneidet nur, falls sie auch mit einer Mikrowellenfrequenz betrieben wird. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindung in dem allgemeinsten Ausführungsbeispiel kann bei Frequenzen betrieben werden, die höher oder niedriger sind als jene, die allgemein als Mikrowellenfrequenzen bezeichnet werden.
Obwohl die zuvor hierin beschriebenen Techniken auf einen derartigen hard Handoff anwendbar sein könnten, besitzt typischerweise der Intrasystem-Hard Handoff einen Vorteil gegenüber den Intersystem-Hard-Handoffs und zwar dergestalt, dass die zwei Basisstationen zwischen denen der Handoff zu vollenden ist, durch den gleichen Controller gesteuert werden. 11 zeigt eine alternative Konfiguration zum Vorsehen eines Handoffs von CDMA zu CDMA anderer Frequenz unter Verwendung einer einzelnen Basisstation mit mehreren Sektoren. Sowohl die Basisstation B_1A als auch die Basisstation B_1B besitzen zwei direktionale Sektoren, die als Sektoren α und β beschriftet sind. In der Basisstation B_1A werden die Sektoren α und β bei der Frequenz f₁ betrieben. In der Basisstation B_1B werden die Sektoren α und β bei der Frequenz f₂ betrieben. Sowohl die Basisstation B_1A als auch die Basisstation B_1B besitzen einen omnidirektionalen Sektor γ, der mit einer anderen Frequenz betrieben wird, als die direktionalen Sektoren in jener Basisstation. Z. B. wird in der Basisstation B_1A der Sektor γ bei der Frequenz f₂ betrieben und in der Basisstation B_1B wird der Sektor γ bei der Frequenz f₁ betrieben.
11 nutzt die Überlieferungsregel. Die omnidirektionalen Sektoren γ werden als Grenzsektoren markiert mit einer Rundlaufverzögerungsschwelle von 0, was bedeutet dass falls einer von den γ Sektoren die einzige Basisstation in dem Aktiv-Satz ist, ein Handoff unmittelbar ausgelöst wird, und zwar unabhängig davon was die Rundlaufverzögerung ist. Man beachte, dass die γ Sektoren nicht tatsächliche Grenzsektoren zwischen den zwei Systemen sind, aber aus der Perspektive der Ferneinheit ist die unternommene Aktion die gleiche. Wenn die Ferneinheit in die Basisstation B_1A hineinreist, und zwar von einem angrenzenden Abdeckungsgebiet innerhalb des Systems S₁ bei der Frequenz f₁ wird soft Handoff genutzt zum Herstellen der Kommunikation mit dem Sektor α von der Basisstation B_1A und soft oder softer Handoff wird genutzt zum Transferieren der Verbindung zu dem Sektor β von der Basisstation B_1A. Soft Handoff wird dann genutzt zum Transferieren der Verbindung zu dem Sektor γ von der Basisstation B_1B welche als eine Grenzbasisstation markiert ist. Sobald der Sektor γ von der Basisstation B_1B das einzige Mitglied von dem Aktiv-Satz wird, wird ein Hard Handoff von dem Sektor γ von der Basisstation B_1B zu dem Sektor β von der Basisstation B_1B durchgeführt.
Man beachte, dass diese Konfiguration auch räumliche Hysterese einführt, dadurch, dass sobald der Betrieb, der zu der Frequenz f₂ transferiert worden ist, der Betrieb nicht zurück zu der Frequenz f₁ transferiert wird, außer die Ferneinheit tritt in das Abdeckungsgebiet von dem Sektor γ von der Basisstation B_1A ein, und zwar in einem Umfang das er das einzige Mitglied von dem Aktiv-Satz wird. Man beachte auch, dass die Wahl des Nutzens von drei unterschiedlichen Sektoren in der Tatsache liegt, dass die meisten Basisstationen mit mehreren Sektoren aus drei Sektoren bestehen und deshalb die verfügbare Basisstationsausrüstung typischerweise drei Sektoren unterstützt. Daher macht ein Design unter Verwendung von drei Sektoren praktisch Sinn. Natürlich könnte eine größere oder kleinere Anzahl von Sektoren genutzt werden.
Es gibt zwei unterschiedliche Arten von Situationen in denen eine derartige Konfiguration genutzt werden kann. Die Konfiguration von 11 kann genutzt werden an einer Position an der der gesamte Verkehr die Frequenzen wechseln muss. In einem derartigen Fall nutzen die Basisstationen links von der Basisstation B_1A die Frequenz f₂ nicht und die Basisstationen rechts von der Basisstation B_1B nutzen die Frequenz f₁ nicht. In einem derartigen Fall müssen alle Ferneinheiten, die auf einer Seite eintreten und von der anderen Seite austreten die Frequenzen wechseln. In einer alternativen Situation nutzen die Basisstationen rechts von der Basisstation B_1B nur die Frequenz f₂ und zwar beispielsweise weil eine Mikrowellenverbindung die Nutzung von der Frequenz f₁ in jenem Gebiet verhindert. Basisstationen links von der Basisstation B_1A können jedoch entweder auf der Frequenz f₁ oder auf der Frequenz f₂ betrieben werden. In einem derartigen Fall können entweder alle, einige oder keine von den Ferneinheiten, die von der Basisstation B_1B zu der Basisstation B_1A reisen, von der Frequenz f₂ zu der Frequenz f₁ wechseln.
Ein zweites sehr anderes Verfahren um mit Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen oder anderen Gebieten umzugehen, in denen ein Teil des Spektrums freigehalten werden muss, ist in 16 dargestellt. In 16 wird ein „Ruhekegel" („Cone of Silence") um die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 herum konstruiert, wie durch Strahlen 364 und 366 gezeigt ist. Der Ruhekegel ist ein Pilotsignal, das als ein Referenzsignal für die Ferneinheiten agiert, die es detektieren. Wenn eine Ferneinheit die Detektion von einem Pilotsignal berichtet, dass dem Ruhekegel entspricht, weiß der System-Controller dass das Pilotsignal eher eine Ruhekegelanzeige ist, als ein brauchbares Kandidatenpilotsignal. Der System-Controller nutzt den Empfang von dem Pilotsignal entsprechend dem Ruhekegel als einen Stimulus um einen hard Handoff zu initiieren. Typischerweise ist der durchgeführte Handoff ein Intrasystem-Handoff von CDMA zu CDMA anderer Frequenz obwohl andere Arten von Handoff ausgeführt werden können. Ein interessanter Aspekt von dem Ruhekegel ist, dass das Ruhekegelpilotsignal mit irgendeiner speziellen Basisstation unassoziiert ist. Typischerweise wird das Ruhekegelpilotsignal durch eine Pilotbakeneinheit erzeugt, die mit den direktionalen Mikrowellenantennen 130 und 135 zusammen angeordnet ist. Es gibt zwei unterschiedliche Ruhekegeltopologien, die genutzt werden können. In der ersten in 16 gezeigten Topologie sind die Strahlen 364 und 366 tatsächlich enge Übertragungsbänder, die jede Seite von der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 schützen. In der zweiten in 17 gezeigten To pologie definieren die Strahlen 360 und 362 die Ränder von dem Pilotsignalübertragungsabdeckungsgebiet. In 17 überlagern sich das Pilotsignalabdeckungsgebiet und das Abdeckungsgebiet von der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung 140 tatsächlich in der gleichen Region. Typische Strahlen 364 und 366 werden durch zwei separate Antennen erzeugt, die von der Mikrowellenantenne unterschieden sind. Die Strahlen 360 und 362 können durch die gleiche Antenne wie das Mikrowellensignal erzeugt werden, einer anderen aber identischen Antenne oder einer Antenne, die ein etwas breiteres Abdeckungsgebiet, als die Mikrowellenantenne definiert.
Die erste Topologie in 16 besitzt den Vorteil, dass die Ruhekegelpilotsignale nicht mit der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung interferieren bzw. die sie nicht stören, selbst wenn die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung bei der gleichen Frequenz wie das Ruhekegelpilotsignal betrieben wird. Die erste Topologie besitzt den Nachteil, dass falls die Ferneinheit durch die Ruhekegelpilotsignalstrahlen hindurch passiert, ohne die Signale zu detektieren, und ohne die Frequenz zu wechseln, die Verbindung fallengelassen werden kann oder die Verbindung weitergehen kann und Interferenz bzw. Störung für die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung erzeugt. Auch, falls Leistung an die Ferneinheit angelegt wird, während sie innerhalb der Strahlen 364 und 366 angeordnet ist, wird die Ferneinheit unfähig sein die Pilotsignale zu detektieren und könnte Interferenz für die Mirkowellenverbindung verursachen.
Die Mikrowellenverbindung könnte bidirektional sein, und daher könnte der Betrieb von der Verbindung zwei CDMA Frequenzkanäle erfordern. In einem Ausführungsbeispiel werden zwei CDMA Rückwärtsverbindungskanäle frei gemacht, um die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung aufzunehmen. Zwei unterschiedliche Vorwärtsverbindungsruhekegelpilotsignale werden in dem Ruhekegelabdeckungsgebiet gesendet und zwar entsprechend zu jedem von den zwei Rückwärtsverbindungskanälen, die für die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung frei gemacht wurden. Auf diese Art und Weise können die zwei Pilotsignale das Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungsab deckungsgebiet überlagern ohne die aktuelle Kommunikation zwischen den zwei direktionalen Antennen aufgrund der Frequenz-Diversität zu stören.
In noch einem dritten Ausführungsbeispiel kann das Pilotsignal geeignet sein bei der gleichen Frequenz mit der Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung zu koexistieren und zwar ohne einen signifikanten Interferenzbetrag für die Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindung zu verursachen. Das CDMA Pilotsignal ist ein breitbandiges Spreizspektrumsignal mit niedriger Leistung. Diese Art von Signal wird als einfaches Gauß-förmiges Rauschen für andere Arten von Kommunikationssystemen wahrgenommen. Die inhärenten CDMA Signaleigenschaften machen es einzigartig möglich mit anderen Kommunikationssystemen zu koexistieren ohne signifikante Interferenz zu induzieren.
Die Distanz zwischen den zwei Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungsantennen kann viel größer sein als die Distanz zwischen einer typischen Basisstation und dem Rand von dem Abdeckungsgebiet, welches sie definiert. Deshalb kann die Verzögerung bei der die Ferneinheit das Ruhekegelpilotsignal wahrnimmt signifikant länger sein, als die Verzögerung, die typischerweise mit einem zellularen System assoziiert ist. Daher könnte es notwendig sein, dass das Ruhekegelpilotsignal als eines von einem Satz von aufeinanderfolgenden Pilotsignalversätzen erkannt wird. Z. B. ist die Verzögerung, die in dem Ruhekegelpilotsignal induziert ist, viel größer als der normale Versatz zwischen Pilotsignalen, was dazu führt, dass der wahrgenommene Pilotsignalversatz auf den nächsten folgenden Pilotsignalversatz abgebildet wird. Diese Betriebsart ist typischerweise nicht ein Problem, weil ein typisches System nur jeden siebten oder achten PN Versatz nutzt. Der Satz von Versätzen bei denen die Ruhekegelpilotsignale erwartet werden, kann zu dem Nachbarsatz hinzugefügt werden, so dass die Ferneinheit nach diesen Signalen auf die gleiche Art und Weise sucht, wie sie nach den anderen Nachbarlisteneinträgen sucht.
Nach der Detektion von dem Ruhekegelpilotsignal hängt die vorgenommene Aktion ab von den Basisstationen mit denen aktive Kommunikation hergestellt ist. Weil das gleiche Ruhekegelpilotsignal viele Basisstationsabdeckungsgebiete durchqueren kann, liefert das Pilotsignal selbst sehr wenig Information bezüglich der Position von der Ferneinheit oder der Aktion die unternommen werden muss. Die Basisstation und die Frequenz auf die ein Handoff durchgeführt werden sollte, basiert auf den Mitgliedern von dem Aktivsatz zu der Zeit zu der das Pilotsignal wahrgenommen wird. Auch könnte die vorzunehmende Aktion bestimmt werden durch die Mitglieder von den Aktiv- und Kandidatensätzen. Zusätzlich könnte die vorzunehmende Aktion basieren auf dem wahrgenommenen PN Versatz von dem Ruhekegelpilotsignal. Auch könnte es vorteilhaft sein, die vorzunehmende Aktion aufzuschieben, bis die Signalstärke von dem Ruhekegelpilotsignal eine zweite höhere Schwelle übersteigt. Weil das Ruhekegelpilotsignal so wenig Information vorsieht, könnte der gleiche Pilotsignalversatz durchweg in dem System genutzt werden zum Schützen einer Vielzahl von unterschiedlichen Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungen. In 16 können alle von den Strahlen 364 und 366 bei dem gleichen oder bei vier unterschiedlichen PN Versätzen betrieben werden.
Falls die Distanz zwischen den zwei Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenverbindungsantennen zu groß wird, könnte es notwendig sein, einen Repeater zu nutzen um die Abdeckung von dem Pilotsignal zu erweitern. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorsehen eines Repeaters in einem CDMA System ist im Detail dargestellt in dem U.S. Patent Nr. 6,108,364 mit dem Titel „Time-Divsion-Duplex Repeater for use in a CDMA System" erteilt am 22. August 2000 und an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Alternativ kann eine Reihe von Antennen die Pilotsequenzen mit dem gleichen oder unterschiedlichen Versatz vorsehen, entlang des Pfads von der Mikrowellenlänge installiert werden um enger und präziser und zuverlässiger das Ruhekegelareal zu definieren.
Viele von den Konzepten der vorliegenden Erfindung können kombiniert werden. Beispielsweise können die Detektions- und Überlieferungsregeln zusammen genutzt werden mit physikalischen Abdeckungsgebietskonfiguratio nen welche sowohl räumliche Intrasystem- als auch Intersystem-Hysterese vorsehen. Die Regeln können auch mit anderen Netzwerkplanungskonfigurationen kombiniert werden zum Vorsehen des maximalen Vorteils wie beispielsweise die Nutzung von Handoff von CDMA zu CDMA anderer Frequenz. Die Parameter, die den soft Handoff-Prozess steuern, können erweitert werden um die Anzahl von Mitgliedern von den Kandidaten- und Aktiv-Sätzen zu erhöhen. Die Basisstationsatmung kann auch erweitert werden. Das ferneinheitsmessungsgesteuerte bzw. -geleitete hard Handoff-Konzept kann kombiniert werden mit physikalischen Abdeckungsgebietskonfigurationen, die sowohl räumliche Intrasystem- als auch Intersystem-Hysterese vorsehen. Es kann auch kombiniert werden mit anderen Netzwerkplanungskonfigurationen zum Vorsehen des maximalen Vorteils wie z. B. die Nutzung von Handoff von CDMA zu CDMA anderer Frequenz.
Die vorhergehende Beschreibung von dem bevorzugten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, um es jedem Fachmann zu ermöglichen die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder zu nutzen. Die verschiedenen Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen werden Fachleuten unmittelbar klar sein und die hierin definierten generischen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Nutzung von erfinderischer Fähigkeit angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll im weitesten Umfang gewürdigt werden, wie durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Ein Verfahren zum Lenken von Kommunikationen zwischen einer entfernten Einheit (18,155) und einer ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) in einem Kommunikationsnetzwerk, in dem ein Netzwerkbenutzer (30) durch die entfernte Einheit (18, 155) mit einem anderen Benutzer über mindestens eine Basisstation kommuniziert, wobei das Kommunikationsnetzwerk eine erste Mobiltelefonvermittlungsstelle (212, MSC-I) zum Steuern von Kommunikationen beinhaltet, und zwar durch einen ersten Satz von Basisstationen, der die erste Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) enthält, mit ähnlichen Charakteristiken, was ein Intrasystemsofthandoff zwischen ihnen erlaubt, und Mittel zum Benennen einer Basisstation als eine Grenzbasisstation an einem Ort, der an einen zweiten Satz von Basisstationen angrenzt, mit Charakteristiken unähnlich zu den Charakteristiken des ersten Satzes von Basisstationen, um so ein Intersystemsofthandoff zwischen den ersten und zweiten Sätzen komplizierter zu gestalten, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Speichern bei der entfernten Einheit (18, 155) einer Liste von Aktivbasisstationen, die einen Eintrag entsprechend zu jeder Basisstation, mit der aktive Kommunikation aufgebaut ist, enthält, und wobei die erste Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) einen Eintrag in der Liste von Aktivbasisstationen besitzt; und Messen bei der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) einer Umlaufzeitverzögerung eines ersten Aktivkommunikationssignals zwischen der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) und der entfernten Einheit (18, 155), gekennzeichnet durch: Initiieren eines Handoffs bzw. Übergabe des ersten Aktivkommunikationssignals zu einer der Basisstationen aus dem zweiten Satz von Basisstationen, wenn die Umlaufzeitverzögerung der ersten Aktivkommunikation eine Schwelle überschreitet und wenn die erste Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) als eine Grenzbasisstation benannt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Initiieren eines Handoffs ausgeführt wird, wenn die Liste von Aktivbasisstationen einen einzelnen Eintrag besitzt und wobei der einzelne Eintrag einer Basisstation aus einem Satz von Grenzbasisstationen entspricht, wobei jede Basisstation (B_1C bis B_1E) des Satzes von Grenzbasisstationen gesteuert wird durch die erste mobile Vermittlungsstelle (212, MSC-I) und einen Abdeckungsbereich hat, der an einen Abdeckungsbereich entsprechend zu einer Basisstation (B_2A bis B_2E) gesteuert von einer zweiten Mobiltelefonvermittlungsstelle (214, MSC-II) anstößt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Initiieren eines Handoffs ausgeführt wird, wenn jeder Eintrag in der Liste von Aktivbasisstationen einem Satz von Grenzbasisstationen entspricht, wobei jede Basisstation (B_1C bis B_1E) des Satzes von Grenzbasisstationen gesteuert wird durch die erste Mobiltelefonvermittlungsstelle (212, MSC-I) und einen Abdeckungsbereich besitzt, der an einen Abdeckungsbereich entsprechend zu einer Basisstation (B_2A bis B_2E) gesteuert durch eine zweite Mobiltelefonvermittlungsstelle (214, MSC-II) anstößt bzw. angrenzt.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Bestimmen eines Handoff-Typs, der bei der Initiierung eines Handoffs versucht werden soll, durch eine aktive bzw. Aktivkommunikationssteuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Handoff-Typ, der versucht werden soll, ein Handoff ist von der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃), die mit der entfernten Einheit (18, 155) unter Verwendung von Codemultiplex-Vielfachzugriff kommuniziert, zu der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃), die unter Verwendung einer alternativen Modulationstechnologie operiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die alternative Modulationstechnologie Frequenzmodulation ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die alternative Modulationstechnologie Zeitmultiplex-Vielfachzugriff bzw. TDMA ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Handoff-Typ, der versucht werden soll, ein Handoff ist von der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃), die mit einer ersten Frequenz mit der entfernten Einheit (18, 155) unter Verwendung von Codemultiplex-Vielfachzugriff kommuniziert, zu der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃), die mit einer zweiten Frequenz unter Verwendung von Codemulitplex-Vielfachzugriff kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Bestimmen eines Handoff-Typs aufweist, der vorgenommen werden soll beim Initiieren des Handoffs basierend auf der Liste von Aktivbasisstationen.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Bestimmen eines Handoff-Typs aufweist, der vorgenommen werden soll beim Initiieren Handoffs basierend auf der Liste von Aktivbasisstationen und einer Liste von Kandidatenbasisstationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk weiterhin eine zweite Mobilvermittlungsstelle aufweist, die einen zweiten Satz von Basisstationen inklusive einer zweiten Basisstation (B₂) steuert, wobei das Verfahren weiterhin Folgendes aufweist: Senden von Kommunikationssignalen von einem Alphasektor der ersten Basisstation (B₁) mit einer ersten Frequenz, die einen ersten Alphaabdeckungsbereich der ersten Basisstation definiert, wobei der Alphasektor der ersten Basisstation (B₁) als eine Grenzbasisstation benannt ist; Senden von Kommunikationssignalen von einem Betasektor der ersten Basisstation (B₁) mit der ersten Frequenz, was einen Betaabdeckungsbereich der ersten Basisstation definiert; Senden von Kommunikationssignalen von einem Alphasektor der zweiten Basisstation (B₂) mit einer zweiten Frequenz, was einen Alphaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation definiert, wobei der Abdeckungsbereich der zweiten Basisstation den Betaabdeckungsbereich der ersten Basisstation überlagert, wobei der Alphasektor der zweiten Basisstation (B₂) als eine Grenzbasisstation benannt wird; und Senden von Kommunikationssignalen von einem Betasektor der zweiten Basisstation (B₂) mit der zweiten Frequenz, was einen Betaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation definiert, wobei der Betaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation den Alphaabdeckungsbereich der ersten Basisstation überlagert.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin Folgendes aufweist: Senden von Kommunikationssignalen von einem Alphasektor der ersten Basisstation (B_1A) mit einer ersten Frequenz, was einen ersten Alphaabdeckungsbereich der ersten Basisstation definiert; Senden von Kommunikationssignalen von einem Betasektor der ersten Basisstation (B_1A) mit der Erstfrequenz, was einen Betaabdeckungsbereich der ersten Basisstation definiert; Senden von Kommunikationssignalen von einem Gammasektor der ersten Basisstation (B_1A) mit einer zweiten Frequenz, was einen Gammaabdeckungsbereich der ersten Basisstation definiert, wobei der Gammaabdeckungsbereich der ersten Basisstation den Alphaabdeckungsbereich der ersten Basisstation und den Betaabdeckungsbereich der ersten Basisstation überlagert und wobei der Gammasektor der ersten Basisstation (B_1A) als eine Grenzbasisstation bezeichnet bzw. benannt wird; Senden von Kommunikationssignalen von einem Alphasektor einer zweiten Basisstation (B_1B) mit einer zweiten Frequenz, was einen Alphaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation definiert; Senden von Kommunikationssignalen von einem Betasektor der zweiten Basisstation (B_1B) mit der zweiten Frequenz, was einen Betaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation definiert und wobei der Betaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation angrenzt an den Abdeckungsbereich der ersten Basisstation; und Senden von Kommunikationssignalen von einem Gammasektor der zweiten Basisstation (B_1B) mit der ersten Frequenz, was einen Gammaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation definiert, wobei der Gammaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation den Alphaabdeckungsbereich der zweiten Basisstation überlagert und wobei der Gammasektor der zweiten Basisstation (B_1B) als eine Grenzbasisstation bezeichnet wird.
Ein System zum Lenken von Kommunikation zwischen einer entfernten Einheit (18, 155) und einer ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) in einem Kommunikationsnetzwerk, in dem ein Netzwerkbenutzer durch die entfernte Einheit (18, 155) mit einem weiteren Benutzer über mindestens eine Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) kommuniziert, wobei das Kommunikationsnetzwerk eine erste Mobiltelefonvermittlungsstelle (212, MSC-I) zum Steuern von Kommunikationen durch einen ersten Satz von Basisstationen inklusive der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) mit ähnlichen Charakteristiken, was ein Intrasystemsofthandoff zwischen ihnen erlaubt, beinhaltet, wobei das System Folgendes aufweist: Mittel zum Speichern bei der entfernten Einheit (18, 155) einer Liste von Aktivbasisstationen, die einen Eintrag entsprechend zu jeder Basisstation enthält, mit der aktive Kommunikation aufgebaut ist, und wobei die erste Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) einen Eintrag in der Liste von Aktivbasisstationen besitzt; und Mittel zum Messen bei der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃), einer Umlaufzeitverzögerung eines ersten Aktivkommunikationssignals zwischen der ersten Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) und der entfernten Einheit (18, 155) gekennzeichnet durch: Mittel zum Bezeichnen der Basisstation als eine Grenzbasisstation, wobei sie an einem Ort ist, der an einen zweiten Satz von Basisstationen mit Charakteristiken unähnlich zu den Charakteristiken des ersten Satzes von Basisstationen ist, angrenzt, um so ein Intersystemsofthandoff zwischen den ersten und zweiten Sätzen komplizierter zu gestalten, Mittel zum Initiieren eines Handoffs bzw. Übergabe des ersten Aktivkommunikationssignals zu einer der zweiten Basisstationen, wenn die Umlaufzeitverzögerung der ersten Aktivkommunikation eine Schwelle überschreitet, und wenn die erste Basisstation (150, 200, B₁, B_1A, B_1C bis B_1E, T₁ bis T₃) als eine Grenzbasisstation benannt ist.