DE69735788T2

DE69735788T2 - Schnurloses ATM-Kommunikationssystem mit Weiterreichen und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE69735788T2
Application number: DE69735788T
Authority: DE
Inventors: Thomas A. Arlington Heights Freeburg; Daniel B. Norwood Grossman; Paul Arlington Heights Odlyzko
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: EP0796022B1; US6570856B1; DE69735788D1; US5940381A; EP0796022A3; US6009086A; EP0796022A2; US6128287A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drahtloses Kommunikationssystem, das eine asynchrone Übertragungsbetriebsart (ATM-Kommunikation) verwendet, und auf eine entfernte Station (im Allgemeinen als eine 'Mobilstation' bezeichnet, obwohl sie nicht notwendigerweise mobil sein muss) zum Betrieb in einem solchen System und im Besonderen auf eine Basisstationssteuerung und ein Betriebsverfahren.
Hintergrund der Erfindung
In der Welt der modernen Telekommunikation sind Sprachkommunikationen nach wie vor eine populäre Kommunika tionsbetriebsart, aber neue Dienste, wie zum Beispiel Videotelephonie, Hochgeschwindigkeitsdaten und SMS expandieren auf vorhandenen Diensten. Das Erscheinen neuer Telekommunikationsdienste erzeugt neue Anforderungen für Telekommunikationsnetzwerke. Neue Telekommunikationstechniken (Übertragungsbetriebsarten) werden erforderlich und bieten im Vergleich zu vorhandenen Techniken mögliche Vorteile. Traditionelle Übertragungsbetriebsarten für verdrahtete Kommunikationen sind Leitungsvermittlung, in klassischen Telefondiensten geläufig, und Paketvermittlung, in der Telegrafie, modernen SMS und Datensystemen geläufig.
Die asynchrone Übertragungsbetriebsart (ATM) ist eine Betriebsart einer schnellen Paketvermittlung, die es Systemen erlaubt, bei einer viel höheren Rate als traditionelle Paketvermittlungssysteme zu arbeiten. Merkmale, die ATM-Kommunikationen kennzeichnen, sind: die Fähigkeit zu einem asynchronen Betrieb zwischen einem Sendertakt und einem Empfängertakt; Übertragungszellen von vordefinierten Größen; und ein Adressieren, das in einem Header mit fester Größe ausgeführt wird (was nicht nur Zeit, Rahmenposition oder andere feste Merkmale sind). ATM-Kommunikation wird manchmal auch als ATD-Kommunikation bezeichnet (ATD = asynchrones Zeitmultiplex).
Die asynchrone Übertragungsbetriebsart (ATM) ist eine Betriebsart einer schnellen Paketvermittlung, die Vermittlungssysteme ermöglicht, die bei einer viel höheren Rate als traditionelle Paketvermittlungssysteme arbeiten. Merkmale, die ATM-Kommunikationen kennzeichnen, sind: die Fähigkeit zu einem asynchronen Betrieb zwischen einem Sendertakt und einem Empfängertakt; das Konzept einer "virtuellen Verbindung", die für die Laufzeit eines Informationsflusses aufgebaut wird, der Teile der gesamten Kommunikation umfasst; Übertragungszellen von einer festen, standardisierten Größe; und eine Verbindungsidentifizierung, die in einem Header mit fester Größe getragen wird (die nicht nur aus Zeit, Rahmenposition oder andere festen Merkmalen besteht). ATM-Kommunikation wird manchmal auch als ATD-Kommunikation bezeichnet (ATD = asynchrones Zeitmultiplex). Andere Merkmale von ATM-Kommunikationen sind Ansichten hinsichtlich einer "Dienstkategorie", eines "Verkehrsvertrages" und Dienstqualitätszielen, die auf die virtuelle Verbindung zutreffen. Der Ausdruck "virtuelle Verbindung" wird hier verwendet, um einen virtuellen Pfad und ein virtuelles Schaltungspaar zu bezeichnen, und "virtueller Verbindungsidentifizierer" meint entweder einen virtuellen Pfadidentifizierer (VPI) oder einen virtuellen Schaltungsidentifizierer (VCI) oder beides.
ATM-Kommunikationen haben sich in hochwertigen Punkt-zu-Punkt-Festnetzkommunikationen, zum Beispiel Satellitenverbindungen und Unterseekabeln, als nützlich erwiesen. ATM erlaubt, dass mehrere Simultanschaltungen, manchmal als virtuelle Schaltungen (VCs) bezeichnet, von einem Ende zum anderen entlang der Verbindung aufgebaut werden.
Das Europäische Patent Nr. EP0679042 von Roke Manor Research beschreibt ein mobiles Kommunikationsnetzwerk mit ATM als der Übertragungsbetriebsart, die in der Vermittlungsinfrastruktur verwendet wird, und beschreibt durchzuführende Schritte in der mobilen Netzwerkvermittlungsinfrastruktur, wenn ein mobiles Endgerät seine Zugehörigkeit von einer Basisstation zu einer anderen Basisstation ändert, wie in einem konventionellen Handoff-Betrieb, und wenn ein mobiles Endgerät gleichzeitig durch mehr als eine Basissta tion kommuniziert. Die Übertragungsbetriebsart der Funkverbindung wird nicht beschrieben. Die internationale Patentanmeldung Nr. WO94/28645 von The Trustees der Columbia Universität in New York City adressiert ebenfalls die Verwendung von ATM in einem mobilen Kommunikationssystem-Vermittlungsnetzwerk und adressiert einen verteilten Anrufaufbau und eine Umleitung in einem mobilen ATM-basierten System mit ATM-Schaltern.
Ein mobiles Kommunikationsnetzwerk besteht aus einer Zahl von mobilen Endsystemen, einer Zahl von Basisstationen und einer Zahl von Basisstationssteuerungen, wobei die Basisstationen und die Basisstationssteuerungen durch Verwenden eines ATM-Netzwerkes zusammengeschaltet sind (ATM = asynchrone Übertragungsbetriebsart). Wenn sich ein mobiles Endsystem von einer Funkseite (oder "Zelle" oder "Zone") zu einer anderen bewegt, ist es notwendig, ein Handoff zwischen den entsprechenden Basisstationen auszuführen.
Die standardisierte AMT-Architektur hindert jedes ATM-Netzwerk (ein drahtloses ATM-Netzwerk einschließend) daran, ATM-Anwenderdatenzellen falsch anzuordnen oder zu duplizieren. Im Allgemeinen sollten ATM-Netzwerke zu jeder Zeit, auch nicht während Handoffs, wenige oder vorzugsweise keine ATM-Anwenderdatenzellen verlieren (das heißt, durch Verwerfen). Weiterhin unterscheidet die ATM-Dienstarchitektur zwischen "Echtzeit"- und "Nicht-Echtzeit"-Dienstkategorien. In Echtzeitdienstkategorien ist Zellenverzögerungsvariation (CDV) ein Element einer Dienstqualität (CDV = Variabilität in dem Muster von Zellenankunftsereignissen bei dem Ausgang einer ATM-Verbindung relativ zu dem Muster von entsprechenden Ereignissen, die bei dem Eingang der Verbindung beobachtet werden). Eine CDV wird zwischen den Endsystemen (mobile Endsysteme umfassend) und dem (den) Netzwerk(en) ausgehandelt. Wenn eine Zelle die vereinbarte CDV übersteigt, dann geht sie entweder verloren oder wird, wenn sie zugeführt wird, für das Endsystem unbrauchbar; somit wird eine verspätete Zelle so behandelt, als wenn sie verloren gegangen wäre. Nicht-Echtzeitdienste sind hinsichtlich einer CDV indifferent, können jedoch gegenüber einem Verwerfen einer Zelle empfindlicher sein.
Die in der obigen Patentanmeldung nach dem Stand der Technik beschriebenen Anordnungen sind hinsichtlich ihrer Verwendung von ATM-Ressourcen in einem Zugangsnetz weder optimal, noch adressieren solche Anordnungen eine Kommunikation, die ATM als die Übertragungsbetriebsart über die Luft verwendet.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO94/32594 von NTT Mobile Communication Network, Inc. beschreibt ein Zellularmobilfunkkommunikationssystem-Weiches-Handover-Schema, das CDMA verwendet, wobei Signale, die von verschiedenen Basisstationen übertragen werden, mit verschiedenen Spreizcodes gespreizt werden und mit Empfangseinheiten entsprechend den verschiedenen Basisstationen gleichzeitig bei einer Mobilstation empfangen werden. Es wird beschrieben, wie eine Kommunikation in Paketen stattfinden kann, die eine Rufnummer, in dem Falle, dass die Mobilstation eine Mehrzahl von Anrufen bewältigen muss, eine Sequenznummer und eine Identifizierungsnummer (ID) für die Mobilstation umfassen. Es wird erklärt, wie das selbe Paket bei der Mobilstation von mehr als einer Basisstation, oder bei mehr als einer Basisstation von der selben Mobilstation, empfangen werden kann, um ein verlässliches Diversity-Handover-Schema zur Verfügung zu stellen. Der Aufbau einer simultanen Kom munikation durch zwei Basisstationen wird beschrieben, ohne dass die Beendigung eines Handover-Prozesses beschrieben wird. Es muss angenommen werden, dass die Beendigung eines Handovers vorher vorhandenen CDMA-Weiches-Handover-Prinzipien entspricht. Die Patentanmeldung erwähnt außerdem, dass das Paketkommunikationsschema ein ATM-Schema sein kann.
Aufmerksamkeit kehrt sich der Verwendung von ATM für die Funkschnittstellenübertragungsbetriebsart von drahtlosen Kommunikationen zu. Es gibt zum Beispiel einen Bedarf für Drahtlosanwender, über einen Zugang zu verdrahteten ATM-Netzen zu verfügen, und vorhandene AMT-Systeme; wie zum Beispiel Multimediaanwendungen, benötigen eine drahtlose Plattform, die eine Multimediaunterstützung zur Verfügung stellt. Es wird außerdem erkannt, dass Systeme, wie zum Beispiel Universalmobiltelefonsysteme (UMTS) und vorhandene drahtlose lokale Netze (LANs) nicht allen zukünftigen Datenanwenderbedürfnissen genügen können. Heutige Bemühungen betreffen die Verwendung von ATM in der drahtlosen Erweiterung von festen Infrastruktursystemen, wie zum Beispiel lokale Netze (LANs) und ISDN.
Für private mobile Landnetze und zellulare Funknetze sind leitungsvermittelte Frequenzvielfach-Zugriffsverfahren (FDMA) mit oder ohne Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA), ebenso wie CDMA, weiterhin das zur Verfügung stehende Mehrfachzugriffsschema für die Funkschnittstelle. Jedes dieser Mehrfachzugriffsschemata hat unter verschiedenen Umständen seine Vor- und Nachteile und die verschiedenen Schemata sind im allgemeinen gegenseitig inkompatibel.
Ein Artikel mit dem Titel "Requirements for Mobility Support in ATM" von L. Van Hauwermeiren et al. in Proceed ings of the Global Telecommunications Conference (GLOBE-COM), San Francisco, 28. Nov. – 02. Dez. 1994, Band 3, 28. November 1994, Seiten 1691-1695, XP000488814 IEEE, beschreibt die Transportfunktionen, die erforderlich sind, um mobile Systeme in einer B-ISDN-Umgebung zu integrieren, und wie sie sich auf die ATM-Schicht des B-ISDN-Protokoll-Referenzmodells abbilden. Es werden einige neue ATM-Schichtfunktionen hinzugefügt, um eine Mobilität der Endgeräte in dem mobilen System zu unterstützen.
Die Europäische Patentanmeldung Nr. EP-A-0679042 beschreibt ein ATM-Kommunikationsnetzwerk, das über mindestens ein mobiles Endgerät verfügt, das geeignet ist, sich in Funkkommunikation mit einer Mehrzahl von Basisstationen zu befinden.
Es wird nun ein mobiles Funksystem ins Auge gefasst, das ATM als die Übertragungsbetriebsart und ein neues Mehrfachzugriffsschema, das über Vorteile gegenüber vorhandenen FDMA-, TDMA- und CDMA-Mehrfachzugriffsschemata verfügt, verwendet. Es gibt einen Bedarf an einem Verfahren eines Handover in solchen neuen Systemen.
Glossar von Begriffen

ATM

Asynchrone Übertragungsbetriebsart

BS

Basisstation

BSC

Basisstationssteuerung

CDV

Zellenverzögerungsvariation

CLP

Zellenverlustpriorität

GFC

Generische Flusssteuerung

HEC

Header-Fehlersteuerung

PTI

Nutzlastartidentifizierer

VPI

Virtueller-Pfad-Identifizierer

VCI

Virtuelle-Schaltung-Identifizierer

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines mobilen Funknetzwerkes.
2 bis 6 sind weitere Blockdiagramme des Netzwerkes von 1, die eine Sequenz von Verbindungskonfigurationen zeigen.
7 ist ein Leiterdiagramm, der einen Austausch von Signalisierungsnachrichten für ein Basisstation-zu-Basisstation-Handoff zeigt.
8 ist ein Zeitsequenzdiagramm, das die Timingbeziehung von Zellreihen während verschiedener Handover-Szenarien zeigt.
9 ist ein Zeitsequenzdiagramm, das einen Spleißungsbetrieb in einem ersten Szenarium darstellt.
10 ist ein Zeitsequenzdiagramm, das einen Spleißungsbetrieb in einem zweiten Szenarium darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm einer BSC gemäß einem Aspekt der Erfindung.
12 ist ein Bitmap-Diagramm eines ATM-Headers mit hinzugefügter Physikalische-Schicht-Information.
13 ist ein Blockdiagramm einer Mobilstation.
14 ist ein Flussdiagramm, das Operationen darstellt, die durch die Mobilstation von 13 durchgeführt werden.
15 ist ein Timingdiagramm, das Leistungsersparnismerkmale der Mobilstation von 13 darstellt.
16 ist ein Flussdiagramm, das weitere Operationen zeigt, die durch die Mobilstation von 13 durchgeführt werden.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Funkkommunikationssystem 10, das eine Zahl von Basisstationssteuerungen (BSCs) umfasst, von denen zwei als BSCs 11 und 12 gezeigt werden, die jede eine Zahl von Basisstationen (BSCs), beispielhaft 13, 14, 15 und 16 steuern. Jede der BSCs, zum Beispiel die BSC 11 kommuniziert mit Hilfe eines festen ATM-Netzwerkes 20, das durch Verwenden vorhandener Standards und Implementierungsübereinkommen implementiert wird, mit den verknüpften Basisstationen 13 und 14, mit einem oder mehreren festen ATM-Endsystemen 17 und mit anderen BSCs, zum Beispiel der BSC 12. Das feste ATM-Netzwerk 20 umfasst ein Netz zusammengeschalteter ATM-Knoten, von denen drei (Knoten 21, 22 und 23) in 1 beispielhaft gezeigt werden.
Der Knoten 21 ist an die BSC 11 und die BSs 13 und 14 und den Knoten 22 angeschlossen. Der Knoten 22 ist über einen ersten Anschluss 24 der BSC 12 an die BSC 12 angeschlossen und an das Endsystem 17 fixiert. Der Knoten 23 ist über einen zweiten Anschluss 25 der BSC 12 an die BSC 12 und die BSs 15 und 16 gekoppelt. Somit sind verschiedene Konfigurationen möglich und ein Knoten, zum Beispiel der Knoten 21, kann einen Abwärtsverkehr von dem festen Endsystem 17 an die BSC 11 und von der BSC 11 an die BS 13 führen, während er gleichzeitig einen Aufwärtsverkehr von einer BS 13 zu der BSC 11 und von der BSC 11 zu dem festen Endsystem 17 führt. Alternativ kann eine BSC, zum Beispiel die BSC 12, das Netzwerk in wirksamer Weise in ein Unternetzwerk auf der mobilen Seite und ein Unternetzwerk auf der festen Seite teilen.
In einem realen System gibt es in dem Netzwerk 20 viel mehr Knoten und eine beliebige Verbindung zwischen dem festen Endsystem und einer Basisstation über eine BSC kann durch viele Knoten in Folge passieren.
Das Netzwerk 10 umfasst weiterhin eine Zahl von mobilen ATM-Endsystemen (alternativ "entfernte Stationen" und hiernach einfach "Mobilstationen"), die mit den Basisstationen durch Funk kommunizieren. Eine solche Mobilstation 30 wird beispielhaft gezeigt. Ein Gegenstand einer Ende-zu-Ende-Kommunikation ist der Aufbau einer oder mehrerer virtueller ATM-Verbindungen zwischen der Mobilstation 30 und einem oder mehreren festen Endsystemen 17. Das mobile Endsystem bewegt sich während der Lebensdauer der ATM-Verbindung, wobei es sich aus der durch die erste Basisstation versorgte Funkzelle zu der durch die zweite Basisstation versorgte Funkzelle bewegt, und so weiter. Der erste ATM-Funkkanal 31 wird zwischen der Mobilstation 30 und der Basisstation 13 und der zweite ATM-Funkkanal 32 wird zwischen der Mobilstation 30 und der Basisstation 14 zur Verfügung gestellt. Der erste und zweite ATM-Funkkanal 31 beziehungsweise 32 unterstützen eine Kommunikation durch ATM-Zellen über ein gemeinsames Frequenzband und werden unten ausführlicher beschrieben. Die Basisstation 13 verfügt über einen Verbindungsidentifiziererspeicher 35 und die Basisstation 14 verfügt über einen Verbindungsidentifiziererspeicher 36.
Wenn sich das mobile Endsystem in der Richtung des Pfeils von einer Funkzelle zur anderen bewegt, ist es wün schenswert, dass das Verbindungssegment zwischen der alten Basisstation und der BSC (für Zwischenbasisstations-Handoffs), sowie das Verbindungssegment zwischen der neuen Anker-BSC und der alten BSC (für Zwischen-BSC-Handoffs) von der Verbindung entfernt werden, um so Ressourcen freizugeben und eine feste und variable Verzögerung zu minimieren. Es ist wünschenswert, so weit als möglich vorhandene ATM-Standards und Implementierungsvereinbarungen zu verwenden. Im Besonderen sollten mobiltelefonspezifische Modifikationen des festen ATM-Netzwerkes vermieden werden.
Hinsichtlich der Verwendung von virtuellen ATM-Pfaden (VPs) muss ein Kompromiss gemacht werden. Ein VP ist eine Ansammlung von virtuellen Schaltungen, die durch einen ATM-VP-Schalter als eine Gruppe, anstatt individuell, bearbeitet werden können. Wenn alle virtuellen Schaltungsverbindungen (VCCs) zu einem einzelnen mobilen Endsystem in eine einzelne VP-Verbindung vereinigt sind, können auf dem Aggregat Handoffs ausgeführt werden, wodurch ein Verarbeiten minimiert wird. Jedoch sind die Dienstkategorie und die Dienstqualität, die für den VP zur Verfügung gestellt werden, mindestens so stringent wie jene für die empfindlichste VCC, die die virtuelle Pfadverbindung (VPC) verwendet, und der Verkehrsvertrag für die VPC ist mindestens so groß wie die Summe der Verkehrsverträge für alle die möglichen VCCs (bemerkend, dass VCCs hinzugefügt werden können, nachdem die VPC aufgebaut ist). In dieser Hinsicht ist dieser Ansatz effizienter, als Anordnungen nach dem Stand der Technik.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschaltete VCCs von der BSC zu der BS verwendet, verwendet eine alternative Ausführungsform geschaltete (das heißt, auf Wunsch durch Verwenden von Signalisieren aufgebaute) VPCs. In diesem Falle gibt es eine VPC für jede Mobilvorrichtung. Der Verkehrsvertrag ist ausreichend, um nur vorhandene VCCs und eine zusätzliche Bandbreite zu handhaben; er kann während eines Handoffs wie benötigt oder mit Hilfe einer Signalisierungsneuverhandlung justiert werden.
2 bis 6 stellen eine Reihe von Verbindungskonfigurationen in dem System der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wenn sich das mobile Endsystem bewegt. Die dicken Linien in jeder Abbildung zeigen die Verbindungskonfiguration.
Eine BSC, zum Beispiel die BSC 11 in 2, ist der Endpunkt einer bidirektionalen virtuellen Punkt-zu-Punkt-Schaltungsverbindung (VCC) 40, wobei der andere Endpunkt der VCC das feste Endsystem 17 ist. Somit erscheint dem ATM-Netzwerk 20 die BSC 11 als ein Endsystem. Die BSC 11 ist außerdem ein Endpunkt von zwei oder mehr virtuellen Verbindungen, die VCCs oder virtuelle Pfadverbindungen (VPCs) sein können. Eine dieser virtuellen Verbindungen, die als die virtuelle Abwärtsverbindung 41 bezeichnet wird, ist eine unidirektionale Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung, die ihre Wurzel bei der BSC 11 hat, sodass ATM-Zellen von der BSC zu allen BSs fließen, die zur Zeit an die virtuelle Abwärtsverbindung angeschlossen sind. Die andere virtuelle Verbindung, die als die virtuelle Aufwärtsverbindung 42 bezeichnet wird, ist eine unidirektionale Punkt-zu-Punkt-Verbindung, sodass ATM-Zellen von einer einzelnen Basisstation 13 zu der BSC 11 fließen. Unidirektionale virtuelle Punkt-zu-Punkt- und Punkt-zu-Mehrpunkt Verbindungen und die Mittel zum Signalisieren, um sie zu erhalten, werden in den ATM-Standards definiert. Die BSC 11 teilt die zwei Richtun gen der Verbindung zwischen sich selbst und dem festen Endsystem durch Schalten von Zellen, die von dem festen Endsystem 17 empfangen werden, zu der virtuellen Abwärtsverbindung 41 und weiterhin Schalten von Zellen, die auf der virtuellen Aufwärtsverbindung 42 empfangen werden, in Richtung des festen Endsystems.
2 zeigt die anfängliche Konfiguration von ATM-Verbindungen. Eine Ende-zu-Ende-Kommunikation ist durch Mittel aufgebaut worden, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, die ein Aufbauen der virtuellen Aufwärts- und Abwärtsverbindungen mit Hilfe von standardisierten ATM-Signalisierungsprotokollen umfassen. Die virtuelle Abwärtsverbindung 41 verfügt nur über einen Abschnitt und ist somit in der Abbildung nicht von einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu unterscheiden. Somit werden Zellen, die durch das feste ATM-Endsystem 17 gesendet werden, durch die BSC 11 an die Basisstation 13 weitergeleitet, die die Mobilstation 30 versorgt, und Zellen, die durch die Mobilstation 30 gesendet werden, werden durch die Basisstation 13 an die BSC 11, und somit an das feste Endsystem 17, weitergeleitet.
3 zeigt die Konfiguration der ATM-Verbindungen während eines BS-BS-Handoffs von der alten Basisstation 13 an eine neue Basisstation 14. Die BSC 11 hat bestimmt, dass das Handoff verfügbar oder erforderlich ist. Diese Bestimmung kann eine aus einer Zahl von Formen annehmen. In der bevorzugten Ausführungsform meldet die Mobilstation 30 Signalstärken- und Bitfehlerratenmessungen an die BSC 11, die den Bedarf an einem Handoff anzeigen. Entweder berichtet die Mobilstation 30 der BSC 11 die Erfassung von Synchronisierungszellen (F3-Zellen), die durch die Basisstation 14 übertragen werden und die Basisstation 14 identifizieren, oder die Basisstation 14 berichtet der BSC 11 die Erfassung und den Empfang von ATM-Zellen von der Mobilstation 30.
Die BSC 11 verwendet vorhandene ATM-Anrufsteuerungssignalisierungsprotokolle, um der Abwärtsverbindung einen Abschnitt 50 hinzuzufügen, dessen Ziel die neue Basisstation 14 ist. Sie verwendet weiterhin das Signalisierungsprotokoll um eine Aufwärtsverbindung 51 zu der neuen Basisstation 14 aufzubauen. In der virtuellen Abwärtsverbindung gabelt der ATM-Netzwerkknoten 21 die ATM-Zellreihe in die Verbindungen 41 und 50 auf. Dies wird dadurch erreicht, dass die BSC 11 dem Knoten 21 eine ATM-Signalisierungsanforderung der Aufzweigung zur Verfügung stellt.
Somit empfängt die Mobilstation 30, in 3, zwei Kopien der Zellreihe, die in dem festen Endsystem 17 entsprang, und die BSC 11 empfängt zwei Kopien der Zellreihe, die in der Mobilstation 30 entsprang. Anfänglich verwerfen die Mobilstation und die BSC jeweils Zellen, die von der neuen Basisstation 14 empfangen werden, und fahren fort, Zellen zu verbrauchen, die von der alten Basisstation 13 empfangen werden. Nachdem eine Synchronisierung durchgeführt worden ist (unten mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben), verwerfen das mobile Endsystem und die BSC Zellen, die sie von der alten Basisstation 13 empfangen, und verbrauchen Zellen, die sie von der neuen Basisstation 14 empfangen.
4 zeigt die Konfiguration der ATM-Verbindungen nach dem BS-BS-Handoff. Nachdem die BSC ihre Synchronisierung beendet hat, verwendet sie das vorhandene ATM-Anrufsteuerprotokoll, um die alte Aufwärtsverbindung 42 freizugeben. Genauso gibt die Mobilstation 30, nachdem sie ihre Synchronisierung abgeschlossen hat, den alten Abschnitt der Abwärtsverbindung 42 auf.
5 zeigt die Konfiguration der ATM-Verbindungen für ein BSC-zu-BSC-Handoff, wenn sich die Mobilstation 30 von dem Versorgungsbereich der BS 14 zu dem Versorgungsbereich der Basisstation 15 bewegt, die durch die BSC 12 versorgt wird. Die Mobilstation 30 berichtet durch die Basisstation 14, dass sie Zellen von der Basisstation 15 empfängt, und berichtet optional die Signalstärke und/oder die Bitfehlerrate solcher Zellen. Der bevorzugte Betrieb besteht darin, dass die Mobilstation 30 diese Zellen zu der BSC 11 weiterleitet und die BSC 11 die Fehlerrate in den Zellen durch ein Durchführen einer Fehlererfassung mit diesen Zellen prüft.
Als eine dritte Alternative berichtet die Basisstation 15 der BSC 12 über den Knoten 23 die Erfassung und den Empfang von ATM-Zellen von der Mobilstation und die BSC identifiziert, dass die BSC 11 die BSC ist, die die Mobilstation versorgt, und berichtet an die BSC 11, dass es eine Gelegenheit für ein Handoff gibt. Die BSC 12 identifiziert die BSC 11 als die versorgende BSC, entweder durch eine Abfrage der umgebenden BSCs oder durch Informationen, die ihr periodisch von den umgebenden BSCs berichtet werden, hinsichtlich der Identifizierungsnummern der durch die umgebenden BSCs versorgten Mobilstation.
Der Knoten 21 (oder ein anderer Knoten) wird durch die BSC 11 angewiesen, die Abwärtsverbindung 50 aufzugabeln und eine Verbindung 60 zu der BSC 12 aufzubauen, wobei die Verbindung durch den ersten Anschluss 24 hergestellt wird. Die BSC 12 baut ihrerseits durch ihren anderen Anschluss 25 ü ber den Knoten 23 eine Verbindung 61 zu der Basisstation 15 auf. Die BSC 12 baut dann eine Aufwärtsverbindung 62 zu der BSC 11 auf. Die BSC 11 verknüpft die Aufwärtsverbindung 62 mit der Abwärtsverbindung 51 auf eine Art und Weise, die unten beschrieben wird.
Schließlich weist die BSC 11, wie in 6 gezeigt, den Knoten 21 an, die Abwärtsverbindung 50 aufzugeben, und die Mobilstation 30 gibt die Aufwärtsverbindung 51 auf.
7 ist ein Leiterdiagramm, der den Austausch von Signalisierungsnachrichten für ein BS-BS-Handoff, wie in 2, 3 und 4 gezeigt, zeigt. Die durch die dünnen Linien angezeigten Nachrichten sind Standard-ATM-Verbindungssteuersignalisierungsnachrichten. Die Nachricht 70, durch die gestrichelte Linie angezeigt, ist eine zusätzliche Nachricht, die zwischen der BSC 11 und der Mobilstation 30 gesendet wird. Die vertikalen Linien zeigen Elemente der Verbindungskonfiguration. Die Nachrichten 75 und 76 sind Aufbau- und Verbindungsnachrichten für die Abwärtsverbindung zwischen der Basisstation 14 und der Mobilstation 30. Die Nachrichten 77 und 78 sind Aufbau- und Verbindungsnachrichten für die Aufwärtsverbindung zwischen der Basisstation 14 und der Mobilstation 30.
In dem Prozess der ATM-Signalisierung, um Abschnitte hinzuzufügen oder von Verbindungen zu entfernen, gibt es einen Korrelationsidentifizierer, der ein Teil der Signalisierungsnachricht ist, die an das Netzwerk gesendet (durch die Mobilstation oder die BSC) und Ende-zu-Ende überführt wird. Dieser Identifizierer bildet die VPI- und VCI-Kombinationen zwischen der Verbindung für die alte Basisstation mit dem VPI und die VCI-Kombination für die Verbindung zu der neuen Basisstation ab. Jede der Aufbau- und Partei-hinzufügen-Nachrichten, die durch die dünnen Linien in 7 angezeigt werden, trägt diesen Korrelationsidentifizierer.
Es wird nun auf den Handoff-Prozess und die geeignete VPI- und VCI-Auswahl in der Abwärtsverbindungsaufbaunachricht 75 in 7 Bezug genommen, darin sendet die Basisstation 14 eine Aufbaunachricht an die Mobilstation 30. Der VPI ist im Allgemeinen für die Verbindung zwischen den zwei Endpunkten eindeutig und wird durch die Basisstation 14 aufgewählt. Der VCI kann der selbe sein, wie der für die Zellreihe von der Basisstation 13 zu der Mobilstation 30.
Die Mobilstation 30 empfängt von der BSC 11 einen Korrelationsidentifizierer, der identifiziert, dass die neue Verbindung (die über einen neuen VPI und VCI verfügt) die selbe wie die vorhandene Verbindung durch die alte Basisstation ist. Die Mobilstation 30 ist imstande, aufgrund der verschiedenen VPI/PCI-Kombinationen zwischen den Zellreihen zu unterscheiden. Die BSC 11 weist die Mobilstation 30 an, ein Handover zu der neuen virtuellen Verbindung, die durch den Korrelationsidentifizierer und der neuen VPI/VCI-Kombination identifiziert wird, zu veranlassen.
Es wird bevorzugt, dass über das ganze Netzwerk 20 die ganze Domäne von VPI-Nummern, mindestens für Abwärtsverbindungen, in sich gegenseitig ausschließende Untergruppen von VPIs (oder VPIs und VCIs) unterteilt wird und dass jede gegebene Basisstation nur ihre zugeordnete Untergruppe von VPIs verwendet. Diese werden in dem Verbindungsidentifiziererspeicher 35 oder 36 für die Basisstation gespeichert. Angrenzenden Basisstationen werden, so weit dies praktikabel ist, nicht die selben Untergruppen von VPIs zugeordnet. Dies hat ähnlich der Wiederverwendung von Fre quenzen in einem FDMA-System insofern einen Vorteil, als die VPI-Untergruppen über das Netzwerk wiederverwendet werden und bei den Überlappungsbereichen von Basisstationen oder den Überlappungsbereichen von Netzwerken Verwirrung vermieden wird. In einem der letzten Schritte des Handoff-Prozesses kann die VPI-Nummer in eine neue VPI-Nummer geändert werden, die durch die neue Basisstation ausgewählt wird. In der vorliegenden Ausführungsform stammt die VPI-Nummer vorübergehend aus der Untergruppe von VPI-Nummern, die der Basisstation zugeordnet sind, und wird aus dieser Untergruppe ausgewählt, wenn sie aktualisiert wird.
Unter Betriebsbedingungen wird eine ATM-Kommunikation zwischen der Mobilstation 30 und der alten Basisstation 13 aufgebaut, wobei mindestens ein erster virtueller Verbindungsidentifizierer (vorzugsweise ein VPI) aus dem Verbindungsidentifiziererspeicher 35 ausgewählt wird. Wenn bestimmt wird, dass Handoff-Bedingungen für ein Handoff an die neue Basisstation 14 erfüllt sind, wählt die Basisstation 14 einen zweiten virtuellen Verbindungsidentifizierer (einen zweiten virtuellen Pfadidentifizierer und einen zweiten virtuellen Schaltungsidentifizierer umfassend) für eine Abwärtsverbindung zwischen der neuen Basisstation und der Mobilstation aus. In dem bevorzugten Verfahren wählt die neue Basisstation 14 mindestens vorübergehend den vorhandenen virtuellen Pfadidentifizierer und den vorhandenen virtuellen Schaltungsidentifizierer als den neuen virtuellen Pfadidentifizierer und den neuen virtuellen Schaltungsidentifizierer für eine Aufwärtskommunikation aus. Mindestens der zweite virtuelle Pfadidentifizierer oder der zweite virtuelle Schaltungsidentifizierer (vorzugsweise der Erstere) wird später in einen neuen Wert geändert.
Somit wird der ersten Basisstation 13 eine erste Untergruppe von virtuellen Pfadidentifizierern in dem Speicher 35 zur Verwendung in Kommunikationen mit der Mobilstation 30 zur Verfügung gestellt und der zweiten Basisstation 14 eine zweite Untergruppe von virtuellen Pfadidentifizierern in dem Speicher 36 zur Verwendung in Kommunikationen mit der Mobilstation 30 zur Verfügung gestellt, wobei sich diese Untergruppe und die erste Untergruppe von virtuellen Pfadidentifizierern gegenseitig ausschließen, und der zweite virtuelle Pfadidentifizierer wird (später, wenn nicht anfänglich) durch die Basisstation aus der zweiten Untergruppe ausgewählt.
Jede Basisstation kommuniziert mit ihrer Mobilstation durch ATM-Zellen und jede Basisstation überträgt Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen durch Verwenden ihres eigenen Synchronisierungstimings. Die ITU-Rec. I.610 beschreibt verschiedene Arten von Zellen, die F3-Zellen und F5-Zellen umfassen. Eine Synchronisierung findet in der physikalischen Schicht durch Verwenden von F3-Zellen und in der ATM-Schicht durch Verwenden von F5-Zellen statt.
In der physikalischen Schicht wird der physikalische Funkkanal in Rahmen unterteilt. Ein Rahmen umfasst eine feste Zahl von Zellen, wobei es vorzugsweise mehr als 10 und weniger als 50 Zellen pro Rahmen gibt. Jede N-te Zelle ist eine Synchronisierungszelle (wobei 10<N<50), die als eine F3-Zelle betrachtet werden kann. Somit können die durch die Mobilstation 30 von der Basisstation 13 empfangenen Rahmen gegenüber den von der Basisstation 14 empfangenen Rahmen versetzt sein. Das Offset beträgt nicht notwendigerweise eine ganze Zahl von Zellen, sondern ist völlig willkürlich. Dies ist vom Standpunkt einer Zellenplanung vorteilhaft. Der Betrieb findet bei einer basalen Rahmenrate statt, wobei alle Übertragungen bei ganzzahligen Vielfachen oder Teilen der Rahmenrate liegen. In Abhängigkeit von der gewünschten Datenrate und der zur Verfügung stehenden Kapazität, umfasst eine virtuelle Verbindung eine Zelle oder eine Mehrzahl von Zellen pro Rahmen.
Jede Zelle verfügt über einen Header (unten mit Bezug auf 12 beschrieben), der den VPI und den VCI identifiziert. Zellen mit dem selben VPI und VCI werden durch die Basisstation (in der Aufwärtsrichtung) oder durch die Mobilstation (in der Abwärtsrichtung) in Blöcken von Zellen erfasst. Die erste Zelle eines jeden Blocks ist eine ATM-Synchronisierungszelle, die als eine F5-Zelle betrachtet werden kann.
8 ist ein Zeitsequenzdiagramm, das die Timingbeziehung für Blöcke von Zellen zwischen der Zellreihe 100 von der alten Basisstation 13 und der Zellreihe 102 von der neuen Basisstation 14 in Szenarien zeigt, wo die feste Verzögerung von der neuen Basisstation ungefähr die selbe ist, wie die feste Verzögerung von der alten Basisstation. Die Abbildung zeigt außerdem eine alternative Zellreihe 104 von der neuen Basisstation, wo die feste Verzögerung von der neuen Basisstation größer als die feste Verzögerung von der alten Basisstation ist, und eine weitere alternative Zellreihe 106, wo die feste Verzögerung von der neuen Basisstation geringer als die feste Verzögerung von der alten Basisstation ist.
Die F3-Synchronisierungszellen 110, 111 und 112 befinden sich in der Zellreihe von der alten Basisstation 13 bei Intervallen von festen Zahlen von Zellen, wobei das Intervall der Basisstation, den mobilen Endsystemen und der BSC bekannt ist. Die Synchronisierungszellen 120, 121 und 122 befinden sich in der Zellreihe von der neuen Basisstation 13 bei den selben Intervallen. (In der Zellreihe 106 wird eine weitere Synchronisierungszelle 123 gezeigt.) In jedem Falle ist die feste Differentialverzögerung ungefähr gleich der Differenz der Ankunftszeiten zwischen einer Synchronisierungszelle von der alten BS und der entsprechenden Zelle von der neuen BS. Aufgrund der Auswirkung von Verzögerungszittern ("delay jitter") und Warteschlangenverzögerungen ist die genaue Differenz nicht bekannt. In jedem Falle wird eine Spleißungsanordnung benötigt, um die Zellreihe 100 von der alten Basisstation nahtlos zu beenden und die Zellreihe 102, 104 oder 106 von der neuen Basisstation zu empfangen, ohne Zellen auszulassen oder zu wiederholen.
9 ist ein Zeitsequenzdiagramm, das den Betrieb des Spleißungsprozesses zeigt, der in dem mobilen Endsystem ausgeführt wird, wo er auf die zwei Abschnitte 41 und 50 der virtuellen Abwärtsverbindungen einwirkt, die von der alten Basisstation und der neuen Basisstation 13 beziehungsweise 14 eintreffen. Der Spleißungsprozess tritt auch in der Basisstationssteuerung 11 (der Anker BSC) auf, wo er auf die zwei virtuellen Aufwärtsverbindungen 42 und 51 einwirkt, die von der alten beziehungsweise der neuen Basisstation eintreffen.
9 zeigt jeweils die von der alten Basisstation empfangenen Zellreihen 100, die von der neuen Basisstation empfangene Zellreihe 102 und die aus dem Spleißungsprozess hervorgehenden Zellreihe 200. Zur Veranschaulichung sind Zellen, die von der neuen Basisstation empfangen werden, mit gestricheltem Umriss dargestellt. Die Anwenderdatenzellen 130, 131, und so weiter, sind sequentiell bezeichnet (das heißt, n, n+1, n+2, und so weiter) und die F5-Synchronisierungszellen 110 sind sequentiell bezeichnet (das heißt, sync_m, sync_m+i, und so weiter), wobei jede so bezeichnete Zelle, ob von der alten Basisstation oder der neuen Basisstation empfangen, identisch ist. Am Anfang des Spleißungsprozesses werden die Anwenderdatenzellen n, n+1, n+2, n+3, die von der alten Basisstation empfangen werden, die Ausgabe des Spleißungsprozesses. Der Spleißungsprozess erwartet Synchronisierungszellen. Wenn die Synchronisierungszelle 110 (sync_m) zuerst von der alten BS empfangen wird, dann verwirft der Spleißungsprozess die nachfolgenden Anwenderdatenzellen 134, 135, 136, und so weiter (gekennzeichnet durch n+4, n+5, und so weiter), von der alten BS, erwartet die entsprechende Synchronisierungszelle 120 (sync_m) von der neuen Basisstation, verwirft die Synchronisierungszelle 120, und dann werden die Anwenderdatenzellen 154, 155, 156, 157, und so weiter (mit n+4, n+5, und so weiter, bezeichnet), die von der neuen BS empfangen werden, zur Ausgabe des Synchronisierungsprozesses.
Es wird auf 10 Bezug genommen, darin speichert der Spleißungsprozess, wenn die Synchronisierungszelle 120 (sync_m) zuerst von der Zellreihe 102 von der neuen BS 14 empfangen wird, dann nach einem FIFO-Prinzip (zuerst Abgelegtes wird als erstes bearbeitet) die Anwenderdatenzellen 154, 155 und 156 (n+4, n+5 und n+6), bis die entsprechende Synchronisierungszelle 110 (sync_m) von der alten BS empfangen wird; zu dieser Zeit werden die gespeicherten Anwenderdatenzellen 154, 155, 156 aus dem FIFO-Speicher entfernt und werden die Ausgabe des Spleißungsprozesses; wenn der FIFO-Speicher leer geworden ist, werden die von der neuen BS empfangenen nachfolgenden Anwenderdatenzellen 157 die Ausgabe des Spleißungsprozesses.
Es kann sein, dass Zellen von dem FIFO-Speicher bei einer Rate entfernt werden müssen, die durch die Spitzenzellrate, die dauerhafte Zellrate oder die verfügbare Zellrate getaktet wird.
Es wird nun auf 11 Bezug genommen, darin werden Einzelheiten einer BSC 11 (oder 12) gezeigt. Die BSC umfasst einen ATM-Schalter 300, der über den Eingangsanschluss 301 verfügt, der geeignet ist, die virtuellen Verbindungen 42, 51 und 62 (und den Abwärtsteil der Verbindung 40) von dem Knoten 21 des ATM-Netzwerkes 20 zu empfangen (wobei diese virtuellen Schaltungen durch den Knoten 21 über den selben virtuellen Pfad gebündelt werden). Sie verfügt über den Kombinierer 303, der an den Schalter 300 gekoppelt ist, und einen Ausgangsanschluss 304 zum Koppeln an den Knoten 21 (oder an einen anderen Knoten in dem Unternetzwerk auf der festen Seite). Der Kombinierer 303 umfasst die Puffer 306 und 307, das Spleißungselement 308 und den Prozessor 309. Die BSC 11 verfügt außerdem über einen Eingangsanschluss 320 zum Koppeln an den Knoten 21 (oder an einen anderen Knoten in dem festen Endsystemunternetzwerk), der an einen Ausgangsanschluss 321 zum Koppeln an den Knoten 21 oder einen anderen Knoten in dem Unternetzwerk auf der mobilen Seite gekoppelt ist. Zusätzlich verfügt sie über die ATM-Signalisierungsschaltung 330, die einen Ausgang 331 hat, der an den Ausgangsanschluss 321 gekoppelt ist, und sie verfügt über das Verarbeitungssteuerelement 332, das an den Kombinierer 303 und die ATM-Signalisierungsschaltung 330 zur Steuerung solcher Elemente gekoppelt ist.
Unter Betriebsbedingungen wird ein Szenarium betrachtet, darin ist ein BS-zu-BS-Handover bei der in 3 gezeigten Stufe im Gange. Die virtuelle Verbindung 42 von der Basisstation 13 und die virtuelle Verbindung 51 von der Basisstation 14 werden bei dem Anschluss 301 empfangen (zusammen mit dem Abwärtsverbindungsteil der Verbindung 40, die nicht berücksichtigt zu werden braucht). ATM-Zellen der Verbindungen 40 und 51 werden bei dem Anschluss 301 mit der selben virtuellen Pfadnummer präsentiert. Der ATM-Schalter 300 trennt diese Reihen durch ihre verschiedenen VCIs und leitet sie zu den Puffern 306 und 307 weiter. Einer der Puffer 306 und 307 agiert als ein FIFO, um Zellen abzupuffern, die von der neuen Basisstation (über die Verbindung 51) eintreffen, wenn die Synchronisierungszelle 120 von der Verbindung 51 vor der Synchronisierungszelle 110 von der Verbindung 40 eintrifft. Der Prozessor 309 entfernt die Synchronisierungszellen 110 und 120 und führt die anderen oben beschriebenen Operationen des Spleißungsprozesses durch, die die Steuerung der Rate der Entfernung der Zellen aus den Puffern 306 und 307 umfassen.
Für die Abwärtsverbindungsrichtung gibt die ATM-Signalisierungsschaltung 330 die ATM-Befehle 334 aus und bringt diese in die Abwärtsverbindung zu dem ATM-Netzwerkknoten 21 ein. Diese Nachrichten umfassen Nachrichten, um (a): neue Verbindungen aufzubauen; (b) vorhandenen Verbindungen neuer Abschnitte hinzuzufügen; (c) Abschnitte von vorhandenen Verbindungen zu entfernen und (d) Verbindungen aufzugeben. Somit gibt die ATM-Signalisierungsschaltung 330 eine Anweisung an den Knoten 21 aus, der vorhandenen Verbindung 41 den Abschnitt 50 hinzuzufügen.
Es ist somit beschrieben worden, wie vorhandene unidirektionale Punkt-zu-Mehrpunkt- und Punkt-zu-Punkt-ATM-Verbindungskonfigurationen zusammen mit standardisierten Verbindungssignalisierungssteuerverfahren auf eine neue Art und Weise verwendet werden, um eine aufgegabelte ATM-Zellreihe während eines Handoffs zu transportieren. Vorhandene standardisierte OAM-Zellenformate und -Verfahren (OAM = Betrieb und Wartung) werden erweitert, um das Handoff zu synchronisieren, sodass ein Duplizieren und falsches Anordnen verhindert werden, und ein Verlust vermieden wird. In Echtzeitdienstkategorien stellen die Synchronisierungsverfahren eine Kompensation für eine Differentialverzögerung zwischen dem alten Pfad der virtuellen Verbindung und dem alten Pfad der virtuellen Verbindung zur Verfügung, sodass CDV-Ziele erfüllt werden können.
Die Anordnung hat den Vorteil, dass: Zellen während eines Handoffs nicht dupliziert und falsch angeordnet werden; für Nicht-Echtzeitdienste Zellen nicht verworfen werden, wenn Puffer richtig dimensioniert sind; für Echtzeitdienste CDV-Ziele erfüllt werden, oder Zellen verworfen werden; weiterhin, wenn ausreichend konservative CDV-Ziele gesetzt werden, ein Verwerfen einer Zelle nicht stattfindet; der Pfad einer Verbindung einem überbrückenden Baum von der Anker-BSC zu dem mobilen Endsystem folgt; somit die Zahl von Verbindungssegmenten (und der entsprechenden Ressourcen) minimal ist; eine standardisierte ATM-Schicht und ATM-Signalisierungsprotokolle aufeinander aufbauen aber nicht modifiziert werden.
Auf diese Art und Weise wird ein Kombinieren von virtuellen Schaltungen auf der Aufwärtsverbindung und ein Auf gabeln von virtuellen Schaltungen auf der Abwärtsverbindung erreicht.
Die obige Beschreibung hat die Elemente der Netzwerkinfrastruktur dargelegt. Die Merkmale der Mobilstation 30 und die neue Luftschnittstelle zwischen der Mobilstation 30 und ihrer Basisstation werden nun beschrieben.
Es ist beschrieben worden, dass der Funkkanal in der physikalischen Funkschnittstellenschicht in Rahmen aufgeteilt wird, wobei jeder Rahmen eine feste Zahl von Zellen umfasst und jede N-te Zelle eine Synchronisierungszelle ist (wobei 10<N<50). 12 zeigt eine Bitmap für den Header einer Zelle, die anzeigt, ob die Zelle eine Datenzelle oder eine Synchronisierungszelle ist. Der ATM-Zellen-Header für 400 umfasst 5 Oktette. Vier Bits sind für eine generische Flusssteuerung, acht Bits sind für einen VPI, 16 Bits sind für einen VCI, 3 Bits sind für einen Identifizierer einer Nutzlastart, ein Bit ist für eine Zellverlustpriorität und ein Oktett ist für eine Header-Fehlersteuerung vorgesehen. Es ist erkennbar, dass der VPI und der VCI feste Ressourcen sind. Es gibt einen Bedarf, diese Ressource effizient zu verwenden. Das PTI-Feld identifiziert unter anderem, ob die Zelle eine Synchronisierungszelle oder eine andere Art von Zelle ist.
Dem ATM-Zellen-Header-Teil 400 ist ein Physikalische-Schicht-Teil 401 hinzugefügt. Der Physikalische-Schicht-Teil 401 wird nur ein Oktett umfassend gezeigt, kann jedoch länger sein. Für gegenwärtige Zwecke wird er so dargestellt, dass er über ausreichend Platz für eine Zellensequenzzahl von 8 Bits verfügt.
Der in 12 gezeigte Header begleitet eine Nutzlast von 48 Oktetten. Dieser ist in dem ATM-Netzwerk fixiert, kann jedoch über einen Trailer verfügen, der in der physikalischen Schicht hinzugefügt ist, der zum Beispiel eine zusätzliche zyklische Redundanzprüfung oder einen anderen Fehlersteuercode bereitstellt.
Als eine alternative Anordnung zu der in 12 dargestellten, wird der Physikalische-Schicht-Header 401 ausgelassen und anstelle einiger der gezeigten Felder eine Zellsequenznummer in den ATM-Header 400 eingefügt. Zum Beispiel kann das GFC-Feld weggelassen werden und die vier Bits dieses Feldes zusammen mit vier Bits des VPI-Feldes (oder vier Bits des VCI-Feldes) können als ein Sequenznummernfeld verwendet werden. Das Sequenznummernfeld ist vorzugsweise groß genug, um mehrere Blöcke von Zellen zu umspannen. Wenn zum Beispiel die Blockgrößen 64 Zellen beträgt, umspannt ein 8-Bit-Sequenznummernfeld 4 Blöcke, bevor es sich wiederholen muss. Durch Bereitstellen einer Blocksequenznummer in jedem Block identifizieren diese zwei Nummern zusammen eindeutig eine Zelle über eine sehr große Zahl von Zellen.
Es wird auf 13 Bezug genommen, darin werden Elemente eines Beispiels einer Mobilstation 30 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Mobilstation umfasst einen Sender 501 und einen Empfänger 502, der an einen Antennenschalter 503 und durch den Antennenschalter an eine Antenne 504 gekoppelt ist. Ein Synthesizer 505 ist sowohl an den Empfänger 502 als auch an den Sender 501 gekoppelt. Ein Demodulator 510 ist an den Empfänger 502 gekoppelt. Ein Modulator 511 ist an den Synthesizer 505 gekoppelt. Eine Logikeinheit 520 ist über die Datenleitungen 521 und 522 an den Demodulator 510 beziehungsweise den Modulator 511 gekoppelt und durch die Steuerleitungen 523 und 524 jeweils an den Demodulator 510 und den Empfänger 502 und an den Sender 501 und den Antennenschalter 503 gekoppelt. Ein Steuerbus 526 ist zwischen die Logikeinheit 520 und den Synthesizer 505 gekoppelt. Der Synthesizer 505 und der Steuerbus 526 sind optional, da es für die Mobilstation nicht notwendig ist, einen FDMA-Kanalwechsel durchzuführen, noch ist es notwendig, ein CDMA-Spreizen und -Entspreizen durchzuführen. Anstelle eines Antennenschalters 103 kann ein Duplexer verwendet werden, der ein simultanes Empfangen und Übertragen von ATM-Zellen erlaubt. Die Logikeinheit 520 verfügt über einen verknüpften FIFO-Puffer 540.
An die Logikeinheit 520 ist über einen digitalen Bus 528 ein Prozessor 530 gekoppelt. An den Prozessor 530 ist ein Schreib-/Lesespeicher (RAM) 531, ein Programmspeicher in der Form eines elektrisch löschbaren programmierbaren Lesespeichers (EPROM) 532, eine Betreiberschnittstelle 533, wie zum Beispiel ein Tastenfeld und ein Display, und eine I/O-Schnittstelle 535 gekoppelt.
Unter Betriebsbedingung empfängt die Logikeinheit 520 Daten zur Übertragung von dem Prozessor 530 und erzeugt ATM-Zellen. Die ATM-Zellen werden durch Zuweisen eines ATM-Headers an jede Zelle erzeugt, einen virtuellen Pfadidentifizierer und einen virtuellen Schaltungsidentifizierer für die bestimmte Übertragung umfassend. Die Logikeinheit 520 fügt einen Physikalische-Schicht-Header (und -Trailer, wenn erforderlich) hinzu, der eine Sequenznummer für jede sequentielle Zelle zur Verfügung stellt, und führt dem Modulator 511 die resultierenden Übertragungsburstdaten zu. Es ist selbstverständlich klar, dass alternative Anordnungen zur Verfügung gestellt werden können. Zum Beispiel kann das Hinzufügen des Physikalische-Schicht-Headers und -Trailers in dem Prozessor 530 ausgeführt werden.
Die Logikeinheit 520 leitet die Übertragungsburstdaten Bit für Bit an den Modulator 511 weiter und stellt auf der Steuerleitung 524 ein Senderfreigabesignal ("key-up" = Freigabe) zur Verfügung (wobei gleichzeitig der Antennenschalter 503, wie gezeigt, in die niedrigere Position geschaltet wird). Die Logikeinheit 520 steuert das Timing der Freigabe des Senders 501, sodass jeder Übertragungsburst bei einer sorgfältig ausgewählten Zeit in einem Rahmen übertragen wird.
Wenn der Sender 501 nicht zur Übertragung freigegeben wird, verursacht die Steuerleitung 524, dass der Antennenschalter 503, wie gezeigt, in die obere Position schaltet, wodurch zugelassen wird, dass ATM-Zellen (mit einem Physikalische-Schicht-Header und -Trailer) über die Antenne 504 in dem Empfänger 502 empfangen, durch den Demodulator 510 demoduliert und an die Logikeinheit 520 weitergeleitet werden.
Die empfangenen ATM-Zellen werden in der Logikeinheit 520 durch den virtuellen Pfad- und den virtuellen Schaltungsidentifizierer in dem Header 400 identifiziert und nur Zellen, die mit dem geeigneten virtuellen Pfad- und virtuellen Schaltungsidentifizierer empfangen werden, werden durch die Logikeinheit 520 für ein weiteres Verarbeiten ausgewählt. Die Logikeinheit 520 ordnet die empfangenen ATM-Zellen in die richtige Reihenfolge, wie durch die Sequenznummern in dem Physikalische-Schicht-Header 401 definiert. Die Logikeinheit 520 führt außerdem eine Fehlerkorrektur auf eine Art und Weise durch, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Wenn die Daten korrigiert worden sind, werden die Daten zu dem Prozessor und zu den oberen Schichten des Protokolls weitergeleitet.
Wenn erforderlich, kann der Prozessor 530 die Operation des Zusammenstellens und Ordnens der ATM-Zellen und die Fehlerkorrektur durchführen, aber diese Funktionen können im Allgemeinen schneller in der Logikeinheit 520 durchgeführt werden.
Die Logikeinheit 520 stellt dem Empfänger 502 (und anderen Teilen der Mobilstation) über die Steuerleitung 523 Wecksignale zur Verfügung, die bewirken, dass sich der Empfänger 502 ein- und ausschaltet. Ein- und Ausschalten eines Empfängers in Reaktion auf ein Signal ist dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt und Einzelheiten, wie zum Beispiel ein elektronischer Schalter und eine Batteriestromquelle, brauchen hier nicht beschrieben zu werden.
Die Logikeinheit 520 steuert außerdem den Synthesizer 505 über den Steuerbus 526, um, in Abhängigkeit von den besonderen Frequenzen des Systems und dem Modulationsschema und anderen Aspekten der physikalischen Schicht, geeignete Frequenzen zur Übertragung und zum Empfang auszuwählen.
14 ist ein Timingdiagramm, dessen Zweck darin besteht, den Betrieb der Mobilstation 30 von 13 darzustellen. In dem oberen Teil des Diagramms gibt es eine Zellreihe 700, die die Aktivität in Echtzeit auf der Abwärtsverbindung des ersten ATM-Funkkanals 31 ist. Die Zellreihe 700 umfasst eine Zahl von Übertragungsbursts 701, 702, und so weiter, wobei jeder Burst eine ATM-Zelle mit ihrem Funkschnittstellen-Header und -Trailer umfasst. Zu darstellerischen Zwecken umfasst der erste gezeigte Burst 701 eine Synchronisierungszelle S1. Diese ist eine Physikalische-Schicht-Synchronisierungszelle, die von den Synchro nisierungszellen 110 und 120 von 9 beziehungsweise 10, bei denen es sich um ATM-Schicht-Synchronisierungszellen handelt, verschieden ist. Dieser Burst 701 und der spätere Synchronisierungszellenburst 710 sind durch einen Rahmen von N ATM-Zellenbursts 702, 703, und so weiter, getrennt (das Diagramm ist, insofern als zwischen dem ATM-Zellenburst 706 und dem Synchronisierungszellenburst 710 eine Unterbrechung gezeigt wird, nicht maßstabsgerecht gezeichnet). In dem dargestellten Beispiel enthalten die Bursts 706 und 715 Zellen, die über den selben VPI und VCI verfügen (Verbindung A), und die Bursts 703, 704, 712 und 713 Zellen, die über einen anderen VPI und VCI verfügen (Verbindung B). Eine dieser Zellen kann die ATM-Schicht-Synchronisierungszelle 110 sein.
Unter der Zellreihe 700 ist die Zellreihe 720 dargestellt. Die Zellreihe 720 ist die Aktivität in Echtzeit auf der Abwärtsverbindung des zweiten ATM-Funkkanals 32 und umfasst die Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellenbursts 721 und 730, die die Rahmen auf dem physikalischen Kanal markieren. Diese werden durch die selbe Rahmenlänge (N Zellen) getrennt. Die Bursts 726 und 735 zeigen eine andere unabhängige Verbindung auf dem Kanal (Verbindung C). Die Bursts 725 und 734 zeigen, dass die ATM-Zellen der Verbindung A auf diesem physikalischen Kanal empfangen werden. Es ist zu beachten, dass die Frequenz und die Bandbreite dieses Kanals die selben sind, wie die Frequenz und Bandbreite des physikalischen Kanals, der die Zellreihe 700 unterstützt. Es ist außerdem zu beachten, dass es nicht notwendigerweise irgendein codegetrenntes Spreizen der verschiedenen physikalischen Kanäle gibt. Die zwei Kanäle sind imstande, aufgrund einer sorgfältigen Aus wahl durch jedes Basisstation-Mobilstation-Paar von Zeitschlitzen, die diesem Paar zur Verfügung stehen, zu koexistieren.
Somit wird zum Beispiel die Verbindung C in der Zellreihe 720 während Unterbrechungen in der Zellreihe 700 aufgebaut. Die Verbindung A über der Zellreihe 700 wird ebenfalls während Unterbrechungen in der Zellreihe 700 aufgebaut. Es wird gezeigt, dass die Synchronisierungszellenbursts 721, 730 in der Zellreihe 720 zeitlich mit den Zellenbursts 703, 704, und so weiter, zusammenfallen, weil es gänzlich möglich ist, dass die Bursts 721, 730, und so weiter, die Mobilstationskommunikation über die Bursts 703, 704, und so weiter, aufgrund des Standortes dieser Mobilstation und ihrer Leistungsauswahl nicht stören.
Die Zeitlinien 740 und 750 zeigen Weckzeiten für die Mobilstation 30. Vor dem Handoff schaltet die Logikeinheit 520 der Mobilstation 30 ihren Empfänger 502 über die Steuerleitung 523 während der Zeitperioden T1, T2, T3 und T4 ein – das heißt, nur zu Zeiten, die mit Bursts in dem Rahmen zusammenfallen, die für die Mobilstation 30 relevant sind (im Besonderen ATM-Zellenbursts für die unterstützte Verbindung und Synchronisierungszellenbursts für den physikalischen Kanal).
Wenn eine Handoff-Bedingung erfüllt wird, das heißt, wenn ein Handoff als verfügbar erkannt wird oder ein Befehl von der Kommunikationsbasisstation empfangen wird, der ein Handoff erfordert, schaltet die Logikeinheit 520 der Mobilstation 30 den Empfänger 502 ein, durch Bereitstellen eines Signals über die Steuerleitung 523 für eine längere Zeitperiode T5, die ausreicht, um die Ankunft der Synchronisierungsbursts 721 der Zellreihe 720 und den ATM-Zellenburst 725 der unterstützten Verbindung zu umfassen. Danach kann sie bis zu dem nächsten folgenden Synchronisierungszellenburst 730 der Zellreihe 720 der neuen Basisstation abschalten. Andere Anordnungen können vorgesehen werden, wobei die Mobilstation ihre Empfängerweckzeit während des Handoffs ausdehnt und sie verringert, wenn eine Synchronisierung der Zellreihen abgeschlossen ist. Sie muss mindestens in einer Empfangsbetriebsart verbleiben, bis der Synchronisierungszellenburst 721 von der neuen Basisstation empfangen worden ist.
Somit ist ein Betriebsverfahren der Mobilstation beschrieben worden, das die Schritte eines Einschaltens des Empfängers 502 während der ersten Zeitperioden T1 entsprechend der Ankunft der Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen 701 von der alten Basisstation und der zweiten Zeitperioden T2 entsprechend der Ankunft von ATM-Zellen von der alten Basisstation umfasst, wobei bestimmt wird, dass Handoff-Bedingungen erfüllt werden, und der Empfänger für eine dritte Zeitperiode T5 eingeschaltet wird, die länger als die erste und zweite Zeitperiode ist. Die dritte Zeitperiode erstreckt sich mindestens, bis eine Physikalische-Schicht-Synchronisierungszelle 721 von der neuen Basisstation empfangen wird und vorzugsweise mindestens bis eine ATM-Zelle 725 von der neuen Basisstation im Anschluss an die Physikalische-Schicht-Synchronisierungszelle von der neuen Basisstation empfangen wird. Nach einem Handoff von der ersten Basisstation an die zweite Basisstation wird der Empfänger während einer vierten Zeitperiode (T6 oder T7), die kürzer als die dritte Zeitperiode (T5) ist, eingeschaltet.
Die Zeitlinie 760 stellt den Betrieb der Mobilstation 30 unter Übertragungsbedingungen, das heißt, die Aufwärtsverbindungszellreihe über die RF-Schnittstelle dar. Unter Übertragungsbedingungen überträgt die Mobilstation während des Handoffs gleichzeitig ihre Aufwärtsverbindungszellen über die virtuelle Verbindung an die Basisstation 13 und über die virtuelle Verbindung an die Basisstation 14. Dies wird auf eine von zwei Weisen erreicht.
Die erste und bevorzugte Art und Weise wird in 14 dargestellt und zeigt, dass eine Zelle 761, die Aufwärtsverbindungsdaten (oder eine Aufwärtsverbindungs-F5-Synchronisierungszelle) enthält, übertragen wird und nach einer vollen Rahmenperiode die nächsten Zelle 762 der Sequenz übertragen wird. Diese sind als Verbindung A' gekennzeichnet und bilden die Verbindung zu der alten Basisstation. So schnell als möglich nach der Zelle 761 wird die selbe Zelle, jedoch mit dem VPI und VCI, die für die Verbindung zu der neuen Basisstation geeignet sind, übertragen. Dies wird als die Zelle 771 gezeigt und einen Rahmen später wird die nächste nachfolgende Zelle 772 übertragen. Somit gibt es eine Duplikation der Übertragung der Zellennutzlast mit verschiedenen Headern. Es ist zu beachten, dass die Standorte der Zellen 761 und 771 gemäß der Aktivität auf dem Aufwärtsverbindungskanal ausgewählt werden (der vorzugsweise über ein Frequenzband verfügt, das sich von dem Frequenzband des Abwärtsverbindungskanals unterscheidet, aber das selbe Frequenzband gemeinsam verwenden kann). Es ist außerdem zu beachten, dass das Timing einer Übertragung der Aufwärtsverbindungszellen so ausgewählt wird, dass es nicht mit den entsprechenden Zellen auf den zwei Abwärtsverbindungskanälen, die durch die Zellreihen 700 und 720 dargestellt werden, zeitlich zusammenfällt. Dies ist zum Antennenschalten und aus Gründen der Empfängerempfindlichkeit vorteilhaft.
Die zweite Art und Weise, gleichzeitig Aufwärtsverbindungszellen über die virtuellen Verbindungen an die zwei Basisstationen zu übertragen, besteht aus einem Auswählen des VCI und VPI für die neue Aufwärtsverbindung dergestalt, dass sie die selben sind, wie der VPI und VCI für die vorhandene Aufwärtsverbindung, und einem nur einmaligen Übertragen einer jeden Zelle. In diesem Schema erfordern die Befehle 77 und 78 von 7 keinen Aufbau einer neuen Verbindung, sondern der Befehl 77 informiert die Mobilstation lediglich über die Annahme der Zellen durch die Basisstation und der Befehl 78 ist eine Bestätigung. Als einer der letzten Schritte dieses Handoff-Prozesses kann die VPI-Nummer in eine neue VPI-Nummer geändert werden, die durch die neue Basisstation ausgewählt wird.
15 ist ein Flussdiagramm, das einen Spleißungsprozess darstellt, der durch die Logikeinheit 520 der Mobilstation 30 von 13 durchgeführt wird. In dem Schritt 800 ist der Schritt in dem Handoff-Prozess erreicht worden, in dem Duplikatzellen bei der Mobilstation 30 eintreffen, die sich auf die selbe Kommunikation beziehen aber von verschiedenen Basisstationen auf eine Art und Weise eintreffen, die die selbe ist, wie die hinsichtlich der Zellreihen, die bei der BSC, wie in 8 dargestellt, eintreffen. Empfangene Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen werden verworfen. In dem Schritt 801 werden Zellen von der neuen Basisstation in dem FIFO-Puffer 540 gespeichert. Wenn Handoff-Bedingungen erfüllt werden (Schritt 802), wartet die Mobilstation 30 auf die nächste (oder erste) ATM-Synchronisierungszelle (ähnlich der Zelle 120 in 8, aber dieses Mal über die Luft in einem der Zellenbursts 725, 734, und so weiter, empfangen) von der neuen Basisstation (Schritt 803). Wenn in dem Schritt 804 die ATM-Synchronisierungszelle zuerst von der alten Basisstation eintrifft (wie in 9), verwirft der Schritt 805 nachfolgende Anwenderzellen von der alten Basisstation und gibt die Anwenderdatenzellen von der neuen Basisstation nach einer Synchronisierung mit der neuen Basisstation an die höheren Schichten des Protokolls aus. Andernfalls (Schritt 810) werden Anwenderdatenzellen von der neuen Basisstation in dem FIFO-Puffer 540 gespeichert, bis die nächste ATM-Synchronisierungszelle (ähnlich der Zelle 110 in 8) von der alten Basisstation empfangen wird, auf eine Art und Weise, die der in 10 gezeigten ähnlich ist. Schließlich (Schritt 812) werden die ATM-Synchronisierungszellen verworfen und die resultierende gespleißte kontinuierliche Zellreihe wird zu den oberen Schichten des Protokolls und schließlich zu einer Anwendungsschicht weitergeleitet, wo die Daten durch die Betreiberschnittstelle 533 als Sprache oder Nachrichtentext oder Video oder in welcher Form auch immer die Anwendung es vorschreibt an den Anwender ausgegeben oder an eine andere Vorrichtung über die Schnittstelle 535 weitergeleitet werden.
Der Spleißungsprozess kann modifiziert werden, um eine Synchronisierung zu umfassen, so dass er Echtzeitdienstkategorien unterstützt. Jeder Knoten in der virtuellen ATM-Verbindung, die Basisstation und die BSC(s) sind in der Standard-ATM-Architektur erforderlich, um die maximale CDV zu bestimmen, die sie in die Verbindung einfügt (ihre CDV- Zuordnung). Dieses Erfordernis wird erweitert, um außerdem zu erfordern, dass eine CDV-Zuordnung für den Synchronisierungsprozess in der CDV-Zuordnung der BSC oder Mobilstation, in der sich der Synchronisierungsprozess befindet, enthalten ist. Weiterhin erlaubt die standardisierte ATM-Verbindungssteuerarchitektur der BSC, die größte kumulative CDV zu bestimmen, die durch solche Knoten, die ihr vorgeschaltet sind, eingefügt werden können.
16 und die folgende Beschreibung beschreibt weitere Einzelheiten des Spleißungsprozesses, der in der Logikeinheit 520 (oder dem Prozessor 530) in der Mobilstation 30 durchgeführt wird. Eine Ähnliche Verarbeitung wird in der BSC 11 (oder 12) durchgeführt.
Für Echtzeitdienstkategorien steuern die Logikeinheit 520 und der Prozessor 530 die Rate R, bei der ATM-Zellen über die Schnittstelle 535 übertragen werden. Die Rate R wird gewöhnlich zur Verbindungsaufbauzeit bestimmt, wobei Informationen verwendet werden, die in den Standardverbindungssteuersignalisierungsnachrichten enthalten sind. Wenn ATM-Zellen bei der Logikeinheit bei Raten eintreffen, die größer als R sind, dann werden die Zellen in dem FIFO 540 (oder in dem RAM 531) gespeichert, bis sie bei der Schnittstelle 535 konsumiert werden können.
Es wird auf 16 Bezug genommen, darin wird die ungefähre Differentialverzögerung D zwischen der Kommunikation von der alten BS und der Kommunikation von der neuen BS in dem Schritt 900 durch Bestimmen der Zeit zwischen der Ankunft einer Sync-Zelle Sync_m-1 von der alten BS und der entsprechenden Ankunft von sync_m-1 von der neuen BS gemessen. Wenn (in dem Schritt 902) der absolute Wert von D kleiner als ein vorbestimmter Verzögerungswert ist, dann geht der Spleißungsprozess zu dem Schritt 904 weiter, wie in 9 oder 10 gezeigt. Es wird keine weitere Verzögerungskompensation benötigt.
Wenn der Schritt 906 bestimmt, dass die Synchronisierungszelle synchm-1 von der alten Basisstation eintrifft, bevor die Synchronisierungszelle synchm-1 von der neuen Basisstation eintrifft, dann berechnet der Synchronisierungsprozess in dem Schritt 908 eine kompensierende FIFO-Tiefe F für den FIFO-Puffer 540, so dass F eine Zahl von Zellen ist, die gespeichert werden müssen, um zu erlauben, dass das Handover stattfinden kann, ohne die CDV-Zuordnung für den Zuordnungsprozess zu überschreiten. Der Schritt 910 berechnet dann einen Ratenverringerungsfaktor r < 1, so dass R·r erlaubt, dass F Zellen in dem FIFO in k Blöcken akkumulieren. Der Wert von r wird weiterhin bestimmt, so dass ein Verringern der Dienstrate in dem Schritt 912 bei der Schnittstelle 535 auf R·r nicht bewirkt, dass die CDV-Zuordnung überschritten wird. Außer wenn D ungewöhnlich groß ist, ist r gleich 1. Wenn der FIFO F Zellen enthält (Schritt 914), dann kann ein Spleißen fortfahren, wie in 9 dargestellt (Schritt 916). Gleichzeitig (Schritt 918) wird die Dienstrate bei der Schnittstelle 535 auf R erhöht und der Spleißungsprozess abgeschlossen (Schritt 920).
Wenn, in dem Schritt 906, die Synchronisierungszelle synchm-1 von der alten Basisstation eintrifft, nachdem die Synchronisierungszelle synchm-1 von der neuen Basisstation eintrifft, dann wird eine Synchronisierung durchgeführt, wie in 10 dargestellt (Schritt 930). Die von der neuen Basisstation empfangenen gebündelten Zellen, die Zellen 154, 155, 156, werden in dem FIFO 540 gespeichert. Ein Ra tenerhöhungsfaktor r' wird in dem Schritt 932 berechnet, so dass ein Erhöhen der Dienstrate bei der Schnittstelle 535 auf r'·R nicht bewirkt, dass die CDV-Zuweisung für den Synchronisierungsprozess überschritten wird. Die Dienstrate bei der Schnittstelle 535 wird dann in dem Schritt 934 auf r'·R erhöht. Wenn der FIFO leer (oder beinahe leer) wird, wie durch den Schritt 936 bestimmt, wird die Dienstrate bei der Schnittstelle 535 in dem Schritt 938 wieder auf R verringert und der Spleißungsprozess wird abgeschlossen (Schritt 940).
Somit ist ein Handoff-Prozess beschrieben worden, der ein Kombinieren einer ersten und zweiten Zellreihe in einer entfernten Station (Mobilstation) eines Funkkommunikationssystems umfasst, umfassend: Empfangen einer ersten Zellreihe 700 von einer ersten Basisstation 13, wobei die erste Zellreihe erste Synchronisierungszellen (vorzugsweise ATM-Synchronisierungszellen, zum Beispiel die Zelle 110, jedoch alternativ Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen, zum Beispiel die Zelle 701) umfasst; Empfangen einer zweiten Zellreihe 720 von der zweiten Basisstation 14, wobei die zweite Zellreihe zweite Synchronisierungszellen umfasst (vorzugsweise ATM-Synchronisierungszellen, zum Beispiel die Zelle 120, jedoch alternativ Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen, zum Beispiel die Zelle 721); Ausgeben der ersten Zellreihe, bis eine erste Synchronisierungszelle empfangen wird; Empfangen einer zweiten Synchronisierungszelle; und Ausgeben der zweiten Zellreihe nach der zweiten Synchronisierungszelle.
Der Handoff-Prozess verfügt über wesentliche Vorteile gegenüber weichen Handoff-Prozessen in Systemen nach dem Stand der Technik, wie zum Beispiel CDMA-Systemen, im Be sonderen wo Daten übertragen werden, weil er nicht auf einer Korrelation des Dateninhaltes (zum Beispiel Sprachkorrelation) beruht, sondern ein nahtloses Spleißen der ATM-Zellen erlaubt, die die Daten tragen, und einen Datenverlust oder eine Datenduplikation verhindert oder minimiert. Er hat außerdem Vorteile in Systemen, die Daten tragen, wo die Dienstrate wichtig ist, wie zum Beispiel Videodaten, da er eine weiche kontinuierliche Flusssteuerung der Daten ohne Zittern zulässt.
In dem Bereich der Erfindung können Modifikationen der beschriebenen Anordnungen vorgenommen werden. Zum Beispiel ist beschrieben worden, wie Sequenzzahlen in ATM-Synchronisierungszellen (F5-Zellen) zur Verfügung gestellt werden. Als eine Alternative kann die eine oder andere Sequenzzahl ausgelassen werden. Es ist außerdem beschrieben worden, wie Synchronisierungszellenbursts (F3-Zellen) in der physikalischen Schicht und ATM-Synchronisierungszellen (F5-Zellen) in der ATM-Schicht zur Verfügung gestellt werden. In einer alternativen Ausführungsform wird nur ein Satz dieser Sätze von Synchronisierungszellen verwendet.

Claims

Funkkommunikationssystem (10) zum Kommunizieren mit einer entfernten Station (30), wobei das Funkkommunikationssystem umfasst: eine erste Basisstation (13); eine zweite Basisstation (14); eine erste Verbindung (31) zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen der entfernten Station (30) und der ersten Basisstation (13); eine zweite Verbindung (32) zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen der entfernten Station und der zweiten Basisstation (14), wobei sowohl die erste (31) als auch die zweite (32) Verbindung eine Kommunikation durch ATM-Zellen über ein gemeinsames Frequenzband unterstützt; dadurch gekennzeichnet, dass: mindestens ein ATM-Knoten (21) an die erste und zweite Basisstation gekoppelt ist; und dass eine Basisstationssteuerung (11, 12) an den ATM-Knoten gekoppelt ist, wobei die Basisstationssteuerung über einen Kombinierer (303) zum Kombinieren von Zellreihen ("cell streams") verfügt, die von den ersten und zweiten Basisstationen empfangen werden, und über eine ATM-Signalisierungsschaltung (330) zum Senden von ATM-Befehlen an den ATM-Knoten verfügt, um Zellreihen bei dem ATM-Knoten an die ersten und zweiten Basisstationen aufzuteilen, die Basisstationssteuerung angeordnet ist, um eine erste Zellreihe von einer ersten Verbindung zu empfangen, wobei die erste Zellreihe eine erste Synchronisierungszelle umfasst, eine zweite Zellreihe von einer zweiten Verbindung zu empfangen, wobei die zweite Zellreihe eine zweite Synchronisierungszelle umfasst, und die erste Zellreihe auszugeben, bis eine erste Synchronisierungszelle empfangen wird, eine zweite Synchronisierungszelle zu empfangen und die zweite Zellreihe nach der zweiten Synchronisierungszelle auszugeben.
Basisstationssteuerung (11) zur Verwendung in dem Funkkommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Basisstationssteuerung (11) umfasst: einen Eingang (301), einen an den Eingang gekoppelten ATM-Schalter (300), einen an den ATM-Schalter gekoppelten Kombinierer (303), einen an den Kombinierer gekoppelten Ausgang (304), ein an den Kombinierer gekoppeltes Steuerungsverarbeitungselement (332), eine an das Steuerungsverarbeitungselement gekoppelte ATM-Signalisierungsschaltung (330) und einen an die ATM-Signalisierungsschaltung gekoppelten Ausgang (321), um an den ATM-Knoten zu koppeln und dem Ausgang ATM-Befehle zur Verfügung zu stellen.
Basisstationssteuerung gemäß Anspruch 2, wobei die ATM-Befehle aus einer Gruppe ausgewählt werden, die umfasst: Befehle, um neue ATM-Verbindungen aufzubauen; Befehle, um existierenden ATM-Verbindungen neue Abschnitte ("legs") hinzuzufügen; Befehle, um Abschnitte von existie renden ATM-Verbindungen zu entfernten; und Befehle, um Verbindungen abzubrechen.
Funkkommunikationssystem gemäß Anspruch 1, das weiterhin Mittel umfasst, um, wenn die zweite Synchronisierungszelle vor der ersten Synchronisierungszelle empfangen wird, die zweite Zellreihe zu puffern, bevor sie ausgegeben wird.
Funkkommunikationssystem gemäß Anspruch 4, wobei das Mittel zum Puffern einen FIFO-Puffer umfasst.
Funkkommunikationssystem gemäß Anspruch 5, das weiterhin umfasst: Mittel zum Bestimmen eines Verzögerungswertes, der eine Verzögerung zwischen ersten Synchronisierungszellen und zweiten Synchronisierungszellen darstellt; Mittel, die auf ein Bestimmen des Verzögerungswertes ansprechen, zum Berechnen eines Ratenfaktors, der eine Zellratenzunahme oder eine Zellratenabnahme darstellt; und Mittel zum Steuern einer Ausgaberate der zweiten Zellreihe gemäß dem Ratenfaktor.
Funkkommunikationssystem gemäß Anspruch 5, wobei die ersten und zweiten Synchronisierungszellen ATM-Schicht-Synchronisierungszellen sind, wobei das System weiterhin Mittel zum Empfangen von Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen in den ersten und zweiten Zellreihen und zum Verwerfen der Physikalische-Schicht-Synchronisierungszellen umfasst.