DE3130176A1 - Method for dynamic time slot allocation of the organisation channel of cellular mobile radio networks depending on traffic volume - Google Patents

Method for dynamic time slot allocation of the organisation channel of cellular mobile radio networks depending on traffic volume

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Abstract

Mobile radio networks with cellular radio area division use an organisation channel, which is assigned to the radio cells by temporally offset time slots in time division multiple access, for connection set-up, connection monitoring and signalling procedures for the mobile radio subscribers. The time slots are intended to be allocated to the radio cells in optimum fashion for the radio cells, taking into account the traffic volume which varies through time. This is achieved with the aid of a subscriber management computer system, present in any case, which can also convert instantaneously unused speech channels as required into auxiliary organisation channels whose time slots are then available in addition. <IMAGE>

Description

Verfahren zur dynamischen Zeitschlitzvergabe des Organisati-Procedure for dynamic time slot allocation of the organizational

onskanals zellularer Mobilfunknetze in Abhängigkeit vom Verkehrs aufkommen Mobilfunksysteme, beispielsweise Autotelefonsy-steme, mit zellularer Funkbereichseinteilung benutzen für den Verbindungsaufbau, die Verbindungsüberwachung und für die Meldeprozeduren für die aktiven Mobilfunkteilnehmer einen Organisationskanal, der im Zeitvielfachzugriff den nach dem bekannten Siebener-Frequenzverteilungsplan organisierten Funkzellen in zeitlich nacheinander angeordneten Zeitschlitzen so zugeordnet ist, daß Gleichkanalstörungen durch simultane Benutzung des Organisationskanals in den Funkzellen vermieden werden.onskanals of cellular cellular networks depending on the traffic volume Mobile radio systems, for example car telephone systems, with cellular radio area division use for the establishment of the connection, the connection monitoring and for the reporting procedures for the active mobile radio subscribers an organization channel that is in time division multiple access the radio cells organized according to the well-known seven frequency distribution plan is assigned in time slots arranged one after the other in such a way that co-channel interference can be avoided through simultaneous use of the organization channel in the radio cells.

Ein technisches Problem bei solchen Mobilfunksystemen besteht darin, eine Organisation zur Verfügung zu stellen, die unter Berücksichtigung des zeitlich variablen Verkehrsaufkommens ein optimale Zeitschlitzvergabe an die Funkzellen gewährleistet.A technical problem with such mobile radio systems is to provide an organization that takes into account the time variable traffic volume ensures optimal time slot allocation to the radio cells.

In den bisher konzipierten Mobilfunksystemen ist eine Anpassung der Zeitschlitzvergabe des Organisation-skanals an die Dynamik des Verkehrsaufkommens nicht vorgesehen. Das bedeutet, daß jeder Funkzelle stets die gleiche Anzahl von Zeitschlitzen zur Verfügung steht. Ein solches System hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß die laufende Erreichbarkeitsprüfung der Mobilfunkteilnehmer in verkehrsmäßig stark ausgelasteten Funkzellen nicht mehr innerhalb definierter, garantierter Zeitspannen durchgeführt werden kann.In the mobile radio systems designed so far, an adaptation of the Time slot allocation of the organization channel to the dynamics of the traffic volume not provided. This means that each radio cell always has the same number of Time slots is available. However, such a system has the serious one Disadvantage that the ongoing availability check of the mobile radio subscribers in terms of traffic heavily used radio cells no longer within defined, guaranteed periods of time can be carried out.

Dadurch können sich beträchtliche Störungen der Funkkommunikation einstellen.This can cause considerable interference with radio communications to adjust.

Der Organisationskanal zellularer Mobilfunknetze wird im Zeitvielfachzugriff den Funkzellen in einem sich wiederholenden Zeitrahmen von vorzugebender Länge mit k Zeitschlitzen angeboten. Jeder Zeitschlitz ist durch seine Lage im Zeitrahmen eindeutig gekennzeichnet.The organization channel of cellular cellular networks is time division multiple access with the radio cells in a repeating time frame of a specified length k time slots offered. Each time slot is in the time frame due to its location clearly marked.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur dynamischen Zeitschlitzvergabe des Organisationskanals zellularer Mobilfunknetze in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen zu schaffen, mit dem vermeidbar ist, daß jeder Funkzelle stets die gleiche Anzahl von Zeitschlitzen zur Verfügung gestellt wird und dadurch bei ungleicher Verkehrslast Störungen in den verkehrsmäßig stark belasteten Funkzellen eintreten.The present invention is based on the object of a method for dynamic time slot allocation of the organization channel of cellular mobile radio networks to create depending on the volume of traffic, with which it is avoidable that everyone The same number of time slots is always made available to the radio cell and as a result, disruptions in the heavily loaded areas when the traffic load is uneven Enter radio cells.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, das durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist.The object on which the invention is based is achieved by a method according to the preamble of claim 1 solved by the in the characterizing Part of claim 1 specified features is characterized.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß den Funzellen in Abhängigkeit der jeweils bestehenden Verkehrslast eine relativ betrachtet ausgewogene Vergabe von Zeitschlitzen angeboten wird.The inventive method offers the advantage that the radio cells depending on the existing traffic load, a relatively balanced one Allocation of time slots is offered.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are indicated in the subclaims indicated features.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert.In the following the invention is based on several, exemplary embodiments explained in detail for the figures relating to the invention.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem zellular aufgebauten Mobilfunknetz mit wabenförmigen Funk- zellen, die in Zuständigkeitsbereiche für Teilnehmerverwaltungsrechner eingeteilt sind.Fig. 1 shows schematically a section from a cellular structure Cellular network with honeycomb radio cells that are in jurisdiction are assigned to subscriber administration computers.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Auschnitt aus einer Vielzahl von Funkzellen und die Konfiguration zweier Funkzellen A, A' in einem Abstand K; der praktisch den Radius des Störbereiches der Zelle A darstellt.Fig. 2 shows schematically a section from a plurality of radio cells and the configuration of two radio cells A, A 'at a distance K; the practical represents the radius of the interference area of cell A.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die zeitlich dynamische Zuteilung der Zeitschlitze des Organisationskanals als zusätzliche Dienstleistung des Teilnehmerverwaltungsrechnersystems, das in einem Mobilfunksystem der angegebenen Art ohnehin vorhanden ist, dezentral durchzuführen. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, bei hohem Verkehrsaufkommen Sprachkanäle dynamisch in zusätzliche Organisationskanäle umzuwandeln.According to the invention, it is proposed that allocation be dynamic over time the time slots of the organization channel as an additional service of the subscriber administration computer system, which is already present in a mobile radio system of the specified type, decentralized perform. There should be the possibility when there is a high volume of traffic Dynamically convert voice channels into additional organizational channels.

Zu diesem Zwecke prüft der betreffende Teilnehmerverwaltungsrechner jeweils nach Ablauf von n Zeitschlitzen (n k) die Zeitschlitzverteilung des Organisationskanals in denjenigen Funkzellen, für deren Teilnehmererfassung er bereits konzeptionsmäßig zuständig ist, vergl. Fig. 1. Um einen blockierungsfreien Informationsaustausch zwischen den Teilnehmerverwaltungsrechnern zu gewährleisten, ist der Berechnungszeitpunkt für Nachbarbereiche dabei zeitlich versetzt anzuordnen. Unterschreitet bei dieser Überprüfung der Quotient Zeitschlitze/Teilnehmerbestand pro Zeitrahmen einen vorzugebenden Versorgungsgütewert in einer Funkzelle Z, beginnt der zuständige Rechner mit einer Zeitschlitz-Neuverteilung in seinem Zuständigkeitsbereich. Dazu prüft der Rechner zunächst anhand einer Teilnehmerstandortdatei und einer ständig aktualisierten Zeitschlitzdatei, ob ein bislang einer Nachbarfunkzelle Y zugeordneter Zeitschlitz alternativ in der Funkzelle Z verwendet werden kann, ohne daß - der Versorgungsgütewert in der Funkzelle Y unterschritten wird und - für die Funkzelle Z der vorgegebene räumliche Mindestabstand K zu allen Funkzellen, die diesen Zeitschlitz ebenfalls gerade benutzen, unterschritten wird, wodurch sich Gleichkanalstörungen einstellen könnten, vergl. Fig. 2.For this purpose, the relevant subscriber administration computer checks after the expiry of n time slots (n k), the time slot distribution of the organization channel in those radio cells for whose subscriber registration he is already conceptualized is responsible, see. Fig. 1. To a blockage-free exchange of information The time of calculation is to ensure between the participant administration computers to be staggered in time for neighboring areas. Falls below this Verification of the quotient time slots / number of subscribers per time frame, one to be specified Supply quality value in a radio cell Z, the responsible computer starts with a Time slot reallocation in his area of responsibility. The computer checks for this initially on the basis of a subscriber location file and a constantly updated time slot file, whether a time slot previously assigned to a neighboring radio cell Y is alternatively in the Radio cell Z can be used without - the supply quality value in the radio cell Y is undershot and - for radio cell Z the specified one spatial minimum distance K to all radio cells that also use this time slot just use, is not reached, causing co-channel interference could, see Fig. 2.

Läßt sich ein solcher Zeitschlitz nicht finden, signalisiert der Rechner der Funkzelle Z, daß ein bislang im Umkreis der Funkzelle Z unbenutzter Sprachkanal als zweiter, zusätzlicher Organisationskanal verwendet werden soll. Dazu wird der unbenutzte Kanal als Sprachkanal im K-Umkreis von der Funkzelle Z gesperrt. Liegt die Funkzelle Z in der Randzone des Zuständigkeitsbereiches des betreffenden Rechners, wird die Sperrung des unbenutzten Kanals im Dialog mit den für die Nachbarbereiche zuständigen Teilnehmerverwaltungsrechnern durchgeführt. Da die Mobilfunkstationen über die Existenz des zweiten Organisationskanals unterrichtet werden müssen, wird im Informationsteil der Zeitschlitze des Standard-Organi sati onskanal s die Kanalzahl des zweiten Organisationskanals aufgeführt. Damit wird den Mobilfunkstationen, die sich neu anmelden, gleichzeitig signalisiert, daß der Standardorganisationskanal belegt ist und sie auf den zweiten Organisationskanal umschalten sollen. Die Verwaltung dieser Mobilfunkstationen erfolgt dann ausschließlich in dem zweiten Organisationskanal.If such a time slot cannot be found, the computer signals of the radio cell Z that a voice channel that has not been used so far in the vicinity of the radio cell Z should be used as a second, additional organization channel. To do this, the Unused channel as a voice channel in the K area is blocked by radio cell Z. Lies the radio cell Z in the edge zone of the area of responsibility of the computer concerned, the blocking of the unused channel in dialogue with the one for the neighboring areas responsible participant administration computers. As the cellular stations will have to be informed about the existence of the second organizational channel the number of channels in the information part of the time slots of the standard Organi sati onskanal s of the second organizational channel. This means that the mobile radio stations that log on again, at the same time signals that the standard organization channel is busy and you should switch to the second organization channel. The administration these mobile radio stations then take place exclusively in the second organization channel.

Zur Überprüfung der eigenen funktechnischen Situation bezüglich der automatischen Bereichszuordnung vollziehen die von dem zweiten Organisationskanal verwalteten Mobilfunkstationen innerhalb des Zeitschlitzrahmens des zweiten Organisatiuns kanals einen periodischen Sprung in den Standardorganisationskanal, um die.Kanalzeitschlitze der der Nachbarfunkzellen mitzubeobachten.To check your own radio situation with regard to the automatic area assignment are carried out by the second organization channel managed mobile radio stations within the time slot frame of the second organization channel makes a periodic jump into the standard organization channel in order to avoid the channel timeslots that of the neighboring radio cells to be observed.

Tritt in mehreren Nachbarfunkzellen ein gleichzeitiger Zusatzbedarf an Organisationskanal-Kapazität auf, so kann in entsprechender Weise zum Standardorganisationskanal eine Auffächerung der Kanalzeitschlitze des zweiten Organisati- onskanals auf mehrere Nachbarfunkzellen erfolgen. In entsprechender Weise können bei Bedarf auch mehrere Sprachkanäle als Hi.lfsorganisationskanäle benutzt werden.If there is a simultaneous additional requirement in several neighboring radio cells of organization channel capacity, it can be converted to the standard organization channel in a corresponding manner a fanning out of the channel time slots of the second organization onskanals to several neighboring radio cells. In a corresponding manner, if necessary several voice channels can also be used as auxiliary organization channels.

Die dynamische Rückumwandlung von Hilfsorganisationskanälen in Sprachkanäle bei sinkendem Verkehrsaufkommen erfolgt mit den gleichen Prozeduren in umgekehrtem logischen Ablauf.The dynamic reconversion of auxiliary organization channels into voice channels if the traffic volume decreases, the same procedures are used in reverse logical sequence.

6 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite 6 claims 2 figures Blank page

Claims (6)

Patentansprüche: Verfahren zur dynamischen Zeitschlitzvergabe des Organisationskanals zellularer Mobilfunknetze in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen, wobei in dem Mobilfunknetz die Funkzellen in Zuständigkeitsbereiche für Teilnehmerverwaltungsrechner, die ein Teilnehmerverwaltungsrechnersytem darstellen, bildende Gruppen zusammengefaßt sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zeitlich dynamische Zute 1ung der Zeitschlitze des Organisationskanals als zusätzliche Funktion des Teilnehmerverwaltungsrechnersystems derart vorgesehen ist, daß der betreffende Teilnehmerverwaltungsrechner jeweils nach Ablauf von n Zeitschlitzen die Zeitschlitzverteilung des Organisationskanals in denjenigen Funkzellen ( ... Y, Z) für deren Teilnehmererfassung er konzeptionsmäßig zuständig ist, prüft, wobei die Prüfzeitpunkte für Nachbarbereiche zeitlich versetzt angeordnet sind, daß der Teilnehmerverwaltungsrechner bei Unterschreiten des Quotienten "Zeitschlitze/Teilnehmerbestand pro Zeitrahmen" eines vorgegebenen Versorgungsgütewertes in einer Funkzelle (z. B. Z) mit einer Zeitschlitz-Neuverteilung in seinem Zuständigkeitsbereich beginnt, wozu der Teilnehmerverwaltungsrechner zunächst anhand einer Teilnehmerstandortdatei und einer ständig aktualisierten Zeitschlitzdatei prüft, ob ein bislang einer Nachbarfunkzelle (z. B. Y) zugeordneter Zeitschlitz alternativ in der betreffenden Funkzelle (Z) verwendet werden kann, ohne daß dabei der Versorgungsgütewert in der Nachbarfunkzelle (Y) unterschritten wird und ohne daß für die betreffende Funkzelle (Z) der vorgegebene räumliche Mindestabstand (K) zu allen übrigen Funkzellen, die diesen Zeitschlitz ebenfalls gerade benutzen, unterschritten wird, und daß für den Fall, daß sich auf diese Weise kein freier Zeitschlitz finden läßt, ein bislang in der betreffenden Funkzelle (Z) unbenutzter Sprachkanal als zweiter, zusätzlicher Organisationskanal bestimmt wird, wozu der bislang unbenutzte Kanal als Sprachkanal in dem K-Umkreis der betreffenden Funkzelle (Z) gesperrt und als Organsiationskanal gekennzeichnet wird.Patent claims: Procedure for dynamic time slot allocation of the organization channel cellular cellular networks depending on the volume of traffic, whereby in the cellular network the radio cells in areas of responsibility for subscriber administration computers, which a Represent participant administration computer systems, forming groups are summarized, as a result, that the temporally dynamic allocation of the Time slots of the organization channel as an additional function of the subscriber administration computer system it is provided that the respective subscriber administration computer after the expiry of n time slots, the time slot distribution of the organization channel in those radio cells (... Y, Z) for their subscriber registration he conceptually is responsible, checks, with the check times for neighboring areas staggered in time are arranged that the subscriber administration computer when falling below the quotient "Time slots / number of subscribers per time frame" of a specified supply quality value in a radio cell (e.g. Z) with a time slot reallocation in its area of responsibility begins, for which purpose the subscriber administration computer initially based on a subscriber location file and a constantly updated time slot file checks whether a cell has been in the neighborhood (e.g. Y) assigned time slot alternatively in the relevant radio cell (Z) can be used without affecting the supply quality value in the neighboring radio cell (Y) is undershot and without the predetermined value for the radio cell (Z) in question Spatial minimum distance (K) to all other radio cells that use this time slot also just use, is fallen short of, and that in the event that on in this way no free time slot can be found, one so far in the relevant one Radio cell (Z) unused voice channel as a second, additional organization channel it is determined what the previously unused channel is used as a voice channel in the K radius of the concerned Radio cell (Z) blocked and used as an organizational channel is marked. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß für den Fall, daß die betreffende Funkzelle (Z) in der Randzone des Zuständigkeitsbereiches (B., Bi+l' Bi+2 . ) des betreffenden Teilnehmerverwaltungsrechners (Rj, Rj+l, Ri+2 ... ) liegt,die Sperrung des unbenutzten Sprachkanals jeweils in einem Dialog mit den für die Nachbarbereiche zuständigen Teilnehmerverwaltungsrechnern durchgeführt wird, daß dabei die Mobilfunkstationen über die Existenz des zweiten Organisationskanals informiert werden, wozu in einem Informationsteil der Zeitschlitze des Standardorganisationskanals die Kanal kennzahl deszweiten Organisationskanals aufgeführt wird, und daß den Mobilfunkstationen, die sich neu anmelden, gleichzeitig signalisiert wird, daß der Standardorganisationskanal belegt ist und sie auf den zweiten Organisationskanal umschalten müssen, woraufhin die Verwaltung dieser Mobilfunkstationen dann ausschließlich in dem zweiten Organisationskanal erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that in the event that the relevant radio cell (Z) is in the edge zone of the area of responsibility (B., Bi + l 'Bi + 2.) Of the relevant subscriber administration computer (Rj, Rj + 1, Ri + 2 ...), the unused voice channel is blocked in a dialog with the subscriber administration computers responsible for the neighboring areas is that doing the mobile radio stations on the existence of the second organization channel be informed, including in an information part of the time slots of the standard organization channel the channel code of the second organization channel is listed, and that the mobile radio stations, who register for the first time, it is signaled at the same time that the standard organization channel is busy and you have to switch to the second control channel, whereupon the management of these mobile radio stations then exclusively in the second organization channel he follows. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die von dem zweiten Organisationskanal verwalteten Mobilfunkstationen zur Überprüfung der eigenen funktechnischen Situation bezüglich der automatischen Bereichszuordnung innerhalb des Zeitschlitzrahmens des zweiten Organisationskanals einen periodischen Sprung in den Standardorganisationskanal vollziehen, um die Kanalzeitschlitze der Nachbarfunkbereiche mitzubeobachten.3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the managed by the second organization channel mobile radio stations for Review of your own radio situation with regard to the automatic area assignment a periodic one within the time slot frame of the second organization channel Jump to the standard organization channel to view the channel time slots of the Observe neighboring radio areas. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für den Fall, daß in mehreren Nachbarfunkzellen ein gleichzeitiger Zusatzbedarf an Organisationskanal-Kapazität auftritt, in entsprechender Weise wie im Falle des Standardorganisationskanals eine Auffächerung der Kanalzeitschlite des zweiten Organi- sationskanals auf mehrere Nachbarfunkzellen durchgeführt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized g e k e n n n z e i c h n e t that in the event that one in several neighboring radio cells simultaneous additional demand for organization channel capacity occurs, in corresponding As in the case of the standard organization channel, the channel timeslots are fanned out of the second organization transmission channel to several neighboring radio cells is carried out. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Bedarf mehrere unbenutzte Sprachkanäle als Hilfsorganisationskanäle benutzt werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized g e it is not noted that, if required, several unused voice channels can be used as auxiliary organization channels to be used. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine dyna. sche Rückumwandlung von Hilfsorganisationskanälen in Sprachkanäle bei sinkendem Verkehrsaufkommen mit den gleichen Prozeduren, wie sie für die Umwandlung von Sprachkanälen in Hilfsorganisationskanäle vorgesehen sind, jedoch in einem umgekehrten logischen Ablauf erfolgt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized g e no indication that a dyna. cal reverse conversion of auxiliary organization channels in voice channels with decreasing traffic volume with the same procedures as they are intended for the conversion of voice channels into auxiliary organization channels are, however, in a reverse logical sequence.
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