DE69634481T2

DE69634481T2 - Verfahren zum adaptiven auswählen einer kommunikationsstrategie in einem selektivruf-funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69634481T2
Application number: DE69634481T
Authority: DE
Inventors: Dana Clifford LEITCH; John Robert SCHWENDEMAN; Paul Philip MACNAK
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: AU4693996A; JPH11501175A; DE69634481D1; CN1089971C; EP0815655A4; RU2138926C1; ES2239327T3; CZ262797A3; EP0815655B1; KR19980702559A; SK118297A3; CA2212817A1; MX9706533A; BR9607621A; WO1996027243A1; CZ286586B6; EP0815655A1; CN1176716A; PL321958A1; US5546411A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Selektivruf-Funkkommunikationssysteme und im Besonderen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie in derartigen Systemen.
Hintergrund der Erfindung
In einem Funknachrichtenzustellsystem, z. B. einem Selektivruf-Funkkommunikationssystem, variiert die empfangene Signalqualität in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Funkübertragungskanals. Die empfangene Signalqualität hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich dem Abstand zwischen Übertragungseinrichtung und Empfänger, dem Schwund ("fading"), der Mehrwegausbreitung, der Interferenz, etc. Die Kanalbedingungen sind für Empfängereinheiten, die sich an unterschiedlichen Punkten im Raum befinden, unterschied lich. Einige Empfängereinheiten können perfekte Nachrichten empfangen, während andere Anwender Nachrichten empfangen können, die durch den Übertragungskanal zu beschädigt sind, um verwendbar zu sein.
Die Nachrichten können aus Sprache, Text, numerischen Daten, graphischen Daten oder anderen Arten von Nachrichten bestehen. Die Nachrichtenzustellqualität kann aufgrund der Tatsache unbefriedigend sein, dass sich eine Empfängereinheit in einem Gebiet mit schwachem Signal oder vollständig außerhalb einer Reichweite befindet. Die Interferenz von anderen Übertragungseinrichtungen kann auch bewirken, dass die Nachrichtenzustellqualität unbefriedigend ist. Zusätzlich kann die Empfängereinheit ausgeschaltet sein, was ein Verfehlen aller Nachrichten bewirkt.
Konventionelle Pagingsysteme setzen eine Kommunikationsstrategie ein, die für eine Zustellung eines Signals mit verwendbarer Qualität zu nahezu jeder Zeit an nahezu allen Punkten in dem vorgesehenen Abdeckungsgebiet ausgelegt ist. Leider ist ein derartiges Systemdesign nicht mit dem Erreichen einer maximalen Durchsatzeffizienz und einer Wirtschaftlichkeit des Systemdesigns vereinbar.
Demnach bedarf es eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie in einem Selektivruf-Funkkommunikationssystem. Vorzugsweise wird die Kommunikationsstrategie im Hinblick auf das Erreichen einer maximalen Durchsatzeffizienz und einer Wirtschaftlichkeit des Systemdesigns ausgewählt.
Das Dokument EP-A-0906791 offenbart ein Kommunikationsverfahren zwischen zwei Einheiten, die Rückkopplungsinformationen über die Signalqualität austauschen, um in der Lage zu sein, die Kommunikation gleichzeitig auf eine andere Frequenz zu wechseln, wenn es die Bedingungen erfordern.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie zum Kommunizieren einer Nachricht in einem Selektivruf-Funkkommunikationssystem, das einen festen Abschnitt und einen tragbaren Abschnitt umfasst. Das Verfahren umfasst in dem festen Abschnitt die Schritte des Übertragens eines Alarmsignals unter Verwendung einer vorbestimmten ursprünglichen Übertragungsstrategie an den tragbaren Abschnitt und danach das Erwarten eines Bestätigungssignals, das eine Signalqualitätsschätzung von dem tragbaren Abschnitt umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin in dem festen Abschnitt den Schritt des Auswählens einer Übertragungsstrategie, als Antwort auf das Empfangen eines Bestätigungssignals, für das Senden der Nachricht aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Übertragungsstrategien entsprechend einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung. Die Übertragungsstrategie wird gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt und die Übertragungsstrategie bedarf aus Kompatibilitätsgründen einer passenden Empfangsstrategie in dem tragbaren Abschnitt. Das Verfahren umfasst weiterhin in dem tragbaren Abschnitt die Schritte des Empfangens des Alarmsignals unter Verwendung einer vorbestimmten ursprünglichen Empfangsstrategie und das Berechnen der Signalqualitätsschätzung basierend zumindest teilweise auf dem Alarmsignal, wie es empfangen wurde. Das Verfahren umfasst weiterhin in dem tragbaren Abschnitt die Schritte des Sendens des Bestätigungssignals an den festen Abschnitt nach dem Berechnen der Signalqualitätsschätzung und danach das Auswählen der passenden Empfangsstrategie für das Empfangen der Nachricht aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Empfangsstrategien entsprechend der Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung. Die Empfangsstrategie wird gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt, die in dem Bestätigungssignal gesendet wurde, ohne dass es einer weiteren Kommunikation mit dem festen Abschnitt bedarf.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einer Vorrichtung in einem festen Abschnitt eines Selektivruf-Funkkommunikationssystems, das den festen Abschnitt und einen tragbaren Abschnitt umfasst. Die Vorrichtung dient dem adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie zum Kommunizieren einer Nachricht. Die Vorrichtung umfasst eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines Alarmsignals unter Verwendung einer vorbestimmten ursprünglichen Übertragungsstrategie an den tragbaren Abschnitt und einen Empfänger zum Empfangen eines Bestätigungssignals, das eine Signalqualitätsschätzung umfasst, die von dem tragbaren Abschnitt als Antwort auf das Alarmsignal gesendet wurde. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Controller, der an die Übertragungseinrichtung gekoppelt ist und an den Empfänger gekoppelt ist, zum Steuern der Übertragungseinrichtung und zum Empfangen des Bestätigungssignals von dem Empfänger. Der Controller umfasst einen Wähler zum Auswählen einer Übertragungsstrategie, als Antwort auf das Empfangen des Bestätigungssignals, für das Senden der Nachricht, aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Übertragungsstrategien entsprechend einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqua litätsschätzung. Die Übertragungsstrategie wird gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt und die Übertragungsstrategie bedarf aus Kompatibilitätsgründen einer passenden Empfangsstrategie in dem tragbaren Abschnitt. Der Controller umfasst weiterhin einen Sender, der an den Wähler zum Steuern der Übertragungseinrichtung gekoppelt ist, um an den tragbaren Abschnitt die Nachricht unter Verwendung der Übertragungsstrategie zu senden, die von dem Wähler ohne ein Informieren des tragbaren Abschnittes darüber gewählt wurde, dass die Übertragungsstrategie verwendet wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Selektivruf-Transceiver zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie zum Kommunizieren von Informationen einschließlich eines Alarmsignals und einer Nachricht in einem Selektivruf-Funkkommunikationssystem, das einen festen Abschnitt und den Selektivruf-Transceiver umfasst. Der Selektivruf-Transceiver umfasst eine Antenne zum Auffangen eines Funksignals unter Verwendung einer vorbestimmten ursprünglichen Empfangsstrategie und ein Empfängerelement, das an die Antenne zum Demodulieren des Funksignals gekoppelt ist, um ein demoduliertes Signal zu erzeugen, welches das Alarmsignal umfasst. Der Selektivruf-Transceiver umfasst weiterhin einen an das Empfängerelement gekoppelten Mikroprozessor zum Decodieren des demodulierten Signals zur Ableitung der Informationen und ein Signalqualitätsschätzungselement, das an das Empfängerelement gekoppelt ist und an den Mikroprozessor gekoppelt ist, um eine Signalqualitätsschätzung basierend zumindest teilweise auf dem Alarmsignal zu berechnen, wie es von dem festen Abschnitt empfangen wurde. Der Selektivruf-Transceiver umfasst weiterhin eine an den Mikroprozessor gekoppelte Über tragungseinrichtung zum Senden eines die Signalqualitätsschätzung umfassenden Bestätigungssignals an den festen Abschnitt als Antwort auf das Empfangen des Alarmsignals und einen an den Mikroprozessor gekoppelten Wähler zum Auswählen einer Empfangsstrategie für das Empfangen der Nachricht, aus einer Mehrzahl von vorgegebenen Empfangsstrategien entsprechend einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung. Die Empfangsstrategie wird gemäß der Signalqualitätsschätzung, die in dem Bestätigungssignal gesendet wurde, ausgewählt, ohne dass es einer weiteren Kommunikation mit dem festen Abschnitt bedarf und ist auf eine eindeutige Weise mit einer Übertragungsstrategie kompatibel, die von dem festen Abschnitt gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt wurde.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein elektrisches Blockdiagramm eines Selektivruf-Funkkommunikationssystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein elektrisches Blockdiagramm von Abschnitten eines Controllers und einer Selektivruf-Basisstation gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein elektrisches Blockdiagramm eines Selektivruf-Transceivers des Selektivruf-Funkkommunikationssystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 und 5 sind Ablaufdiagramme, die den Betrieb des festen Abschnitts des Selektivruf-Funkkommunikations systems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbilden.
6 und 7 sind Ablaufdiagramme, die den Betrieb des Selektivruf-Transceivers gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbilden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein elektrisches Blockdiagramm eines Selektivruf-Funkkommunikationssystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen festen Abschnitt 100 und einen tragbaren Abschnitt 101. Der feste Abschnitt umfasst eine Mehrzahl von konventionellen Selektivruf-Basisstationen 102, die mit Kommunikationsverbindungen 106 an einen Controller 104 zum Steuern der Selektivruf-Basisstationen 102 gekoppelt sind. Die Hardware des Controllers 104 ist vorzugsweise der MPS 2000^TM-Pagingsteuerungszentrale ähnlich, die von Motorola, Inc. aus Schaumburg, Illinois hergestellt wird. Es kann auch eine andere ähnliche Controller-Hardware für den Controller 104 verwendet werden. Der Controller 104 umfasst eine Mehrzahl von Firmware-Elementen gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie weiter unten beschrieben wird.
Jede der Selektivruf-Basisstationen 102 überträgt Funksignale an den tragbaren Abschnitt 101, der eine Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 umfasst, über eine Übertragungsantenne 109. Die Selektivruf-Basisstationen 102 empfangen jeweils Funksignale von der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 über eine empfangende Antenne 108. Die Funksignale umfassen Selektivruf-Adressen und Nachrich ten, die an die Selektivruf-Transceiver 110 übertragen werden sowie Bestätigungen, die von den Selektivruf-Transceivern 110 empfangen werden. Es sollte klar sein, dass die Selektivruf-Transceiver 110 auch andere Nachrichten als Bestätigungen veranlassen können. Der Controller 104 ist vorzugsweise an ein lokales Eingabegerät 114 gekoppelt, z. B. eine konventionelle Tastatur/Anzeigeendeinrichtung, zum Annehmen von Selektivruf-Veranlassungen davon und ist an das öffentliche leitungsvermittelte Telefonnetz ("PSTN = Public Switched Telephone Network") 116 zum Empfangen von Selektivruf-Veranlassungen daraus gekoppelt. Die Selektivruf-Veranlassungen von dem PSTN 116 können beispielsweise von einem konventionellen Telefon 118, einem konventionellen Computer/Modem 120 oder einem konventionellen Faxgerät 122 erzeugt werden, die an das PSTN 116 auf eine im Stand der Technik gut bekannte Weise gekoppelt sind.
Übertragungen zwischen den Selektivruf-Basisstationen 102 und den Selektivruf-Transceivern 110 verwenden vorzugsweise ein gut bekanntes Selektivruf-Signalgebungsprotokoll, wie etwa das Motorola FLEX^TM-Protokoll. Es sollte klar sein, dass andere Protokolle wie etwa das GSC-("GSC = Golay Sequential Code") oder das POCSAG-("POCSAG = Post Office Code Standardization Advisory Group") Protokoll genauso verwendet werden können. Diese Protokolle verwenden wohlbekannte Fehlerdetektions- und Fehlerkorrekturtechniken und sind demgemäß tolerant gegenüber während der Übertragung auftretenden Bitfehlern, vorausgesetzt, dass die Bitfehler in beliebigen Codewörtern nicht zu zahlreich sind. FLEX^TM verwendet beispielsweise ein 32/21-BCH-Codewort ("BCH = Bose-Chadhuri-Hocgenghem"), das 21 Informationsbits und 11 Paritätsbits umfasst. Dieses Codewort kann in wohlbekannter Weise verarbeitet werden, um bis zu zwei Bitfehler, die innerhalb des Codewortes auftreten, zu korrigieren und zu bestimmen, ob es zu viele Bitfehler zur Korrektur in dem Codewort für den Fehlerkorrekturalgorithmus gibt, wobei dann nicht korrigierbare Fehler in dem Codewort belassen werden.
Vorwärtskanalübertragungen von den Selektivruf-Basisstationen 102 verwenden vorzugsweise eine Vierschicht-FSK-Modulation ("FSK = Frequency Shift Keyed"/Frequenzumtastung), die bei sechzehnhundert oder dreitausendzweihundert Symbolen pro Sekunde (sps) arbeitet, in Abhängigkeit von einer Entscheidung, die gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung getroffen wird, wie hierin untenstehend beschrieben. Rückwärtskanalübertragungen von den Selektivruf-Transceivern 110 an die Selektivruf-Basisstationen 102 verwenden vorzugsweise eine Binär-FSK-Modulation bei einer Rate von achthundert Bits pro Sekunde (bps). Rückwärtskanalübertragungen treten vorzugsweise während eines vorgegebenen Datenpaket-Zeitschlitzes auf, der mit den Vorwärtskanalübertragungen synchronisiert ist. Es sollte klar sein, das alternativ jeweils oder für beide Übertragungsrichtungen andere Signalgebungsprotokolle, Modulationsschematas und Übertragungsraten verwendet werden können. Die Vorwärts- und Rückwärtskanäle arbeiten vorzugsweise auf einer einzigen Trägerfrequenz, die gut bekannte TDM-Techniken ("TDM = Time Division Multiplex"/Zeitmultiplex) zum gemeinsamen Benutzen der Frequenz. Es sollte klar sein, dass alternativ die Vorwärts- und Rückwärtskanäle auf zwei unterschiedlichen Trägerfrequenzen arbeiten können, ohne die Verwendung von TDM-Techniken zu benötigen.
2 ist ein elektrisches Blockdiagramm von Abschnitten 200 des Controllers 104 und der Selektivruf-Basisstation 102 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Controller 104 umfasst einen Prozessor 203 zum Leiten des Betriebs des Controllers 104. Der Prozessor 203 ist an eine konventionelle Vierschicht-FSK-Übertragungseinrichtungen 202 der Selektivruf-Basisstation 102 gekoppelt, zum Übertragen eines Funksignals, das ein Alarmsignal und eine Nachricht an den tragbaren Abschnitt 104, d. h., an einen der Selektivruf-Transceiver 110, umfasst. Der Prozessor 203 ist auch an zumindest einen konventionellen Binär-FSK-Empfänger 204 zum Empfangen eines Bestätigungssignals gekoppelt, das eine Signalqualitätsschätzung umfasst, die von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 gesendet wurde, als Antwort auf das Alarmsignal. Der zumindest eine Empfänger 204 kann der Selektivruf-Basisstation 102 beigeordnet sein, wie in 2 impliziert, vorzugsweise aber ist er von der Selektivruf-Basisstation 104 entfernt positioniert, um Interferenzen mit derselben zu vermeiden. Der zumindest eine Empfänger 204 dient auch dem Empfangen einer Nachrichtbeschädigungsanzeige von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 als Antwort auf eine übermäßige Beschädigung der Nachricht durch mehr als eine vorbestimmte Anzahl an nicht korrigierbaren Fehlern. Die Signalqualitätsschätzung und die Höhe der Nachrichtenbeschädigung werden durch einen der Selektivruf-Transceiver 110 auf eine Weise bestimmt, die im Stand der Technik wohl bekannt ist, und im Folgenden untenstehend beschrieben wird. Zusätzlich ist der Prozessor 203 an einen Speicher 205 gekoppelt, der Firmware-Elemente zur Verwendung durch den Prozessor 203 umfasst.
Die Firmware-Elemente umfassen einen Wähler 206 zum Auswählen einer Übertragungsstrategie, als Antwort auf das Empfangen des Bestätigungssignals, aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Übertragungsstrategien entsprechend einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung. Die Übertragungsstrategie wird gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt und die Übertragungsstrategie benötigt aus Kompatibilitätsgründen eine passende Empfangsstrategie. Wenn beispielsweise die Signalqualitätsschätzung hoch ist, fährt der Wähler 206 vorzugsweise fort, den zum Senden des Alarmsignals verwendeten Übertragungskanal zu benutzen, wohingegen, wenn die Signalqualitätsschätzung niedrig ist, der Wähler 206 vorzugsweise auf einen anderen Übertragungskanal schalten wird. Demnach muss aus Kompatibilitätsgründen ein Gerät, das zum Empfangen der neuen Übertragungsstrategie gedacht ist, auch auf den gleichen anderen Übertragungskanal schalten.
Die Firmware-Elemente umfassen weiterhin einen Sender 212 zum Steuern der Übertragungseinrichtung 202, um an den einen der Selektivruf-Transceiver 110 die Nachricht unter Verwendung der gewählten Übertragungsstrategie zu senden, ohne den einen der Selektivruf-Transceiver 110 darüber zu informieren, dass die Übertragungsstrategie gewählt wurde. Der Grund dafür, dass der Sender 212 nicht den einen der Selektivruf-Transceiver 110 über die verwendete Übertragungsstrategie, d. h. den Übertragungskanal, informieren muss, liegt darin, dass der eine der Selektivruf-Transceiver 110 a priori "weiß", welche Übertragungsstrategie der Wähler auswählen wird, basierend auf der Signalqualitätsschätzung, die von einem der Selektivruf-Transceiver 110 gesendet wurde. Dies wird dadurch durchgeführt, dass der Wähler 206 des Controllers 104 und ein Wähler 324 (3) der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 mit identischen Tabellen mit Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung und einer passenden Empfangsstrategie, die für jeden der Wertebereiche verwendet wird, vorprogrammiert werden. Demnach wird keine zusätzliche Nachricht von dem festen Abschnitt 100 an den einen der Selektivruf-Transceiver 110 benötigt, um den einen der Selektivruf-Transceiver 110 darüber zu informieren, dass die Übertragungsstrategie gerade gewechselt wird, da der eine der Selektivruf-Transceiver 110 so vorprogrammiert ist, dass er automatisch auf die neue passende Empfangsstrategie als Antwort auf den Wert der Signalqualitätsschätzung, der von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 an den festen Abschnitt 100 gesendet wurde, wechselt. Die Beseitigung der zusätzlichen Nachricht gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht in vorteilhafter Weise die Effizienz der Kanalverwendung, wodurch der Durchsatz verglichen mit dem konventioneller Selektivruf-Funkkommunikationssysteme erhöht wird.
Die Firmware-Elemente umfassen auch einen Neuwähler 214 zum Wählen einer Übertragungsstrategie auf eine vorbestimmte Weise, die robuster ist als die ursprünglich gewählte Übertragungsstrategie, aus der Mehrzahl von vorbestimmten Übertragungsstrategien als Antwort auf das Empfangen einer Anzeige von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 dahingehend, dass der Empfang der Nachricht durch mehr als eine vorbestimmte Höhe beschädigt war. Die Höhe der Beschädigung der Nachricht wird vorzugsweise durch den einen der Selektivruf-Transceiver 110 durch das Verarbeiten des Fehlerdetektierungs- und Fehlerkorrektursignalgebungsprotokolls bestimmt, das zwischen dem festen Abschnitt 100 und der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 auf eine dem gewöhnlichen Fachmann gut bekannte Weise verwendet wird. Durch konventionelles Verarbeiten eines derartigen Protokolls kann der Selektivruf-Transceiver 110 die Anzahl an nicht korrigierbaren Fehlern in der Nachricht, so wie sie empfangen wurde, berechnen. Wenn dann die Anzahl an nicht korrigierbaren Fehlern eine vorbestimmte Anzahl übersteigt, sendet der Selektivruf-Transceiver 110 die Anzeige, dass der Empfang der Nachricht durch mehr als einen vorbestimmten Betrag beschädigt ist.
Zusätzlich umfassen die Firmware-Elemente einen Neusender 216 zum Steuern der Übertragungseinrichtung 212, um die Nachricht an den einen der Selektivruf-Transceiver 110 erneut zu senden, unter Verwendung der gewählten robusteren Übertragungsstrategie, ohne den einen der Selektivruf-Transceiver 110 darüber zu informieren, dass die robustere Übertragungsstrategie verwendet wird. Wie vorher in dem Fall des Senders 212 muss der Neusender 216 nicht den einen der Selektivruf-Transceiver 110 von der Verwendung der robusteren Übertragungsstrategie informieren, d. h. von einem Wechseln auf ein robusteres Fehlerkorrekturcodeformat, da der eine der Selektivruf-Transceiver 110 a priori "weiß", welche robustere Übertragungsstrategie der Wähler als Nächstes wählen wird, basierend auf der von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 gesendeten Beschädigungsanzeige. Wie vorher wird dies dadurch erreicht, dass der Neuwähler 214 des Controllers 104 und ein Neuwähler 343 (3) der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 mit einer identischen, neuen und passenden Empfangsstrategie vorprogrammiert wird, die in dem Fall einer Nachrichtenbeschädigung verwendet wird. Demnach wird keine zusätzliche Nach richt von dem festen Abschnitt 100 an den einen der Selektivruf-Transceiver 110 benötigt, um den einen der Selektivruf-Transceiver 110 darüber zu informieren, dass die Übertragungsstrategie am Wechseln ist, da der eine der Selektivruf-Transceiver 110 so vorprogrammiert ist, dass er automatisch auf die neue passende Empfangsstrategie als Antwort auf die Anzeige einer Nachrichtenbeschädigung wechselt, die von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 an den festen Abschnitt 100 gesendet wurde. Die Eliminierung der zusätzlichen Nachricht gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht weiterhin in vorteilhafter Weise die Effizienz der Kanalverwendung, wodurch der Durchsatz verglichen mit einem konventioneller Selektivruf-Funkkommunikationssysteme erhöht wird.
Die Firmware-Elemente umfassen weiterhin einen konventionellen Codierer/Decodierer 218 zum Codieren des Alarmsignals und der Nachricht und zum Decodieren des Bestätigungssignals und der Anzeige einer Nachrichtenbeschädigung/-nichtbeschädigung gemäß dem Fehlerdetektierungs- und Fehlerkorrekturprotokoll, das in dem Selektivruf-Funkkommunikationssystem verwendet wird. Der Codier/Decodierer 218 arbeitet auf konventionelle Weise, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt ist.
Etwas detaillierter dargestellt umfasst der Wähler 206 ein erstes Ausführungselement 208 zum Ausführen beliebiger N der folgenden Schritte, wobei N beispielsweise ein ganzzahliger Wert zwischen 1 und 3 ist: (a) Auswählen eines der mindestens zwei Übertragungskanäle, (b) Auswählen einer der mindestens zwei Übertragungsraten und (c) Auswählen eines der mindestens zwei Fehlerkorrekturcodeformate. Mit anderen Worten kann das erste Ausführungselement 208 nur Schritt (a), nur Schritt (b), nur Schritt (c), die Schritte (a) und (b), die Schritte (a) und (c), die Schritte (b) und (c), oder alle drei Schritte ausführen. Die Auswahl der exakten Schritte, die ausgeführt werden, ist eine Angelegenheit der Wirtschaftlichkeit und der Systemleistungsziele. Es sollte klar sein, dass die obigen Schritte auch zwischen dem Wähler 206 und dem Neuwähler 214 aufgeteilt werden können. Beispielsweise führt in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Wähler 206 nur die Schritte (a) und (b) aus, während der Neuwähler 214 nur den Schritt (c) ausführt.
Das Wechseln von einem ersten Übertragungskanal auf einen zweiten Übertragungskanal, d. h. auf einen Kanal, der auf einer anderen Funkfrequenz arbeitet, kann oft die Signalqualität an einem Empfänger verbessern, an dem momentan Mehrwegschwund einen starken Schwund auf dem ersten Übertragungskanal erzeugt. Das Reduzieren der Übertragungsrate, z. B. ein Erniedrigen der Rate von 3200 sps auf 1600 sps kann die Bitfehlerrate reduzieren, wenn die Signalqualität grenzwertig ist. Mehr Fehler können durch das Wechseln auf einen Code korrigiert werden, der ein niedrigeres Verhältnis zwischen Informationsbits zu Gesamtbits (Informationsplus Paritätsbits) aufweist, z. B. durch das Wechseln von einem Code mit Rate 1/2 auf einen Code mit Rate 1/4, wenn die Signalqualität niedrig ist.
Das erste Ausführungselement 208 umfasst einen Übertragungsverbesserer 209 zum Auswählen zunehmend robusterer Übertragungsstrategien in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenn die Signalqualitätsschätzung unter vorgegebene Werte sinkt. Wenn beispielsweise die Signalqualitätsschätzung unter ein erstes Niveau fällt, wird ein anderer Übertragungs kanal ausgewählt, wohingegen, wenn die Signalqualitätsschätzung unter ein zweites (noch niedrigeres) Niveau fällt, eine niedrige Übertragungsrate zusätzlich zum Wechseln auf den anderen Übertragungskanal ausgewählt wird.
Der Wähler 208 umfasst weiterhin ein zweites Ausführungselement 210 zum Ausführen beliebiger M der folgenden Schritte, wobei M beispielsweise ein ganzzahliger Wert zwischen 1 und 3 ist: (d) Auswählen eines der mindestens zwei Übertragungssausgangsleistungspegel, (e) Stoppen der Übertragungen von anderen möglicherweise interferierenden Kommunikationseinheiten, die in dem Selektivruf-Funkkommunikationssystem arbeiten als Antwort auf die Signalqualitätsschätzung, die unter einem ersten vorgegebenen Wert liegt und (f) Neuübertragen des Alarmsignals zu einer vorgegebenen späteren Zeit als Antwort auf die Signalqualitätsschätzung, die unterhalb einem zweiten vorgegebenen Wert liegt. Mit anderen Worten kann das zweite Ausführungselement 210 nur den Schritt (d), nur den Schritt (e), nur den Schritt (f), die Schritte (d) und (e), die Schritte (d) und (f), die Schritte (e) und (f), oder alle drei Schritte ausführen. Die Auswahl der exakten Schritte, die ausgeführt werden, ist eine Angelegenheit der Wirtschaftlichkeit und der Systemleistungsziele.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst ein elektrisches Blockdiagramm des Selektivruf-Transceivers 110 des Selektivruf-Funkkommunikationssystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Antenne 302 zum Auffangen der übertragenen Funksignale, die an den Eingang eines konventionellen Empfängers 304 gekoppelt sind. Die Funksignale sind vorzugsweise Selektivruf-Signale (Pagingsignale), die beispielsweise eine Empfängeradresse und eine zugeordnete Nachricht, wie etwa eine numerische oder eine alphanumerische Nachricht, zur Verfügung stellen. Es sollte jedoch klar sein, dass alternativ andere gutbekannte Pagingsignalgebungsformate, wie etwa eine Nurtonsignalgebung oder eine Ton- und Sprachsignalgebung zur Verwendung genauso gut geeignet wären.
Der Empfänger 304 verarbeitet die Funksignale und erzeugt an dem Ausgang einen Datenstrom, der demodulierte Dateninformationen darstellt. Die demodulierten Dateninformationen werden an den Eingang eines Mikroprozessors 306 gekoppelt, der die Informationen auf eine gutbekannte weise verarbeitet. Eine Übertragungseinrichtung 312 ist an die Antenne 302 und an den Mikroprozessor 306 gekoppelt, zum Senden eines Bestätigungssignals, das die Signalqualitätsschätzung umfasst, an den festen Abschnitt 100 als Antwort auf das Empfangen des Alarmsignals. Die Übertragungseinrichtung 312 ist vorzugsweise ein konventioneller Binär-FSK-Sender, der mit einer Symbolrate von 800 bps arbeitet. Es sollte klar sein, dass andere Modulationstechniken und Symbolraten genauso gut für die Übertragungseinrichtung 312 verwendet werden können.
Ein konventioneller Leistungsschalter 310, der an den Mikroprozessor 306 gekoppelt ist, wird dazu verwendet, die Energieversorgung für den Empfänger 304, wodurch eine Energiesparfunktion zur Verfügung gestellt wird, und für die Übertragungseinrichtung 312 zu steuern, um die Leistung dafür zu steuern. Ein Signalqualitätsschätzungselement 336 ist an den Empfänger 304 und an den Mikroprozessor 306 gekoppelt, um eine Signalqualitätsschätzung zu berechnen, die zumindest teilweise auf dem Alarmsignal basiert, wie es von dem festen Abschnitt 100 empfangen wurde. Vorzugsweise be rechnet das Signalqualitätsschätzungselement 336 die Signalqualitätsschätzung als einen Mittelwert aus der Qualität des Alarmsignals, wie es empfangen wurde, und anderer Übertragungen (z. B. von Alarmsignalen und Nachrichten, die für andere Selektivruf-Transceiver 110 bestimmt sind), die von dem festen Abschnitt 100 während eines vorgegebenen Intervalls, z. B. von zwei Sekunden, unmittelbar vor der Übertragung des Alarmsignals empfangen wurden. Alternativ kann die Signalqualitätsschätzung aus der Qualität eines einzelnen Alarmsignals berechnet werden, aber die so berechnete Signalqualitätsschätzung kann durch einen momentanen Schwund beeinflusst werden und kann weniger genau sein, als die bevorzugte (gemittelte) Signalqualitätsschätzung.
Das Signalqualitätsschätzungselement 336 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein konventionelles Messelement 338 zum Messen einer Bitfehlerrate ("BER = bit error rate") zumindest des Alarmsignals, wie es empfangen wurde, um die Signalqualitätsschätzung zu bestimmen. Es sollte klar sein, dass das Messelement 338 eine Empfangscharakteristik messen kann, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus BER, empfangener Signalstärkeanzeige ("RSSI = received signal strength indication"), Varianz der idealen diskreten empfangenen Signalspannungen (z. B. Diskriminator-Ausgangsspannungen in einem frequenzumgetastenten System), verbleibende Rauschpegel während vorgegebener Stilleübertragungszeiträume und Signal-zu-Rauschen-Pegel während vorgegebener Testsignalübertragungen. Verfahren zum Messen der obigen aufgelisteten Empfangscharakteristiken sind dem Durchschnittsfachmann gut bekannt. Die Bitfehlerrate und die Varianz der idealen diskreten empfangenen Signalspannungen sind relevante Verfah ren für digitale Systeme. Verbleibende Rauschpegel während vorgegebener Stilleübertragungszeiträume und Signal-zu-Rauschen-Pegel während vorgegebener Testsignalübertragungen sind relevante Verfahren für analoge Systeme. Die empfangene Signalstärkeanzeige ist relevant sowohl für analoge als auch für digitale Systeme. Demnach ist die Empfangscharakteristik, die von einem spezifischen System gemessen wird, eine Angelegenheit der Art des Systems sowie der Wahl des Designs.
Wenn eine Selektivruf-Adresse von dem Mikroprozessor 306 empfangen wird, wird die empfangene Adresse mit einer oder mehrerer Selektivruf-Adressen 322 verglichen, die in einem ROM 320 gespeichert sind und wenn eine Übereinstimmung detektiert wird, wird ein Rufalarmierungssignal erzeugt, um einen Benutzer zu alarmieren, dass eine Selektivruf-Nachricht oder eine Pagingnachricht empfangen wurde. Es sollte klar sein, dass andere Arten von Speichern, z. B. ein elektrisch löschbarer ROM ("EEROM = Electrical Erasable ROM"), genauso für den ROM 320 verwendet werden können. Das Rufalarmierungssignal wird an eine konventionelle hörbare oder fühlbare Alarmierungseinrichtung 314 zum Erzeugen eines hörbaren oder fühlbaren Rufalarmierungssignals gerichtet. Konventionelle Schalter 316 ermöglichen es einem Benutzer des Selektivruf-Transceivers 110, unter anderem zwischen dem hörbaren Rufalarmierungssignal und dem fühlbaren Rufalarmierungssignal auf gut bekannte Weise zu wählen.
Die Nachrichteninformation, die nachfolgend empfangen wird, wird in einem Nachrichtenspeicher 318 gespeichert, vorzugsweise in einem konventionellen Direktzugriffsspeicher, der Bediener kann zur Anzeige unter Verwendung eines oder mehrerer Schalter 316, die zusätzliche Funktionen wie Zurücksetzen, Lesen und Löschen, etc. zur Verfügung stellen, darauf zugreifen. Insbesondere kann die gespeicherte Nachricht durch die Verwendung geeigneter Funktionen, die durch den Schalter 316 zur Verfügung gestellt werden, aus dem Nachrichtenspeicher 318 wiederhergestellt werden und durch den Mikroprozessor 306 zum Anzeigen mittels einer konventionellen Anzeige verarbeitet werden, wie etwa einer Flüssigkristallanzeige ("LCD = Liquid Crystal Display"), welche es dem Benutzer ermöglicht, die Nachricht anzusehen. Der Empfang des Alarmsignals oder der Nachricht durch den Selektivruf-Transceiver 110 kann automatisch die Bestätigungsantwort an die Selektivruf-Basisstation 102 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugen. Die Bestätigungsantworten werden vorzugsweise zu einer Zeit übertragen, während der Synchronisation mit den von der Pagingnachricht stammenden Funksignalen von der Selektivruf-Basisstation 102 herrscht, mittels Techniken, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt sind.
Der Mikroprozessor 306 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Mikrocomputers ähnlich dem Mikrocomputer der Serie MC68HC05 implementiert, die von Motorola, Inc. in Schaumburg, Illinois hergestellt wird. Es sollte klar sein, dass andere ähnliche Mikrocomputer genauso für den Mikroprozessor 306 benutzt werden können und dass der Nachrichtenspeicher 318, das Signalqualitätsschätzungselement 336 und der ROM 320 ebenfalls als ein Abschnitt des Mikroprozessors 306 enthalten sein können.
Der ROM 320 umfasst Firmware-Elemente, die von dem Mikroprozessor 306 zum Steuern des Selektivruf-Transceivers 110 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Firmware-Elemente umfassen den Wähler 324 zum Auswählen einer Empfangsstrategie von einer Mehrzahl von vorbestimmten Empfangsstrategienentsprechend einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung. Bevor das Alarmsignal empfangen wird, wird eine vorbestimmte ursprüngliche Empfangsstrategie aus der Mehrzahl der vorbestimmten Empfangsstrategien ausgewählt. Nachdem das Alarmsignal empfangen wurde, wird die Empfangsstrategie gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt, die in dem Bestätigungssignal gesendet wurde, ohne dass eine weitere Kommunikation mit dem festen Abschnitt 100 nötig wäre. Die gewählte Empfangsstrategie ist auf eindeutige Weise kompatibel mit einer Übertragungsstrategie, die von dem festen Abschnitt 100 gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt wird. Wie hierin obenstehend beschrieben, liegt der Grund dafür, dass der Wähler 324 die Empfangsstrategie auswählen kann, ohne eine weitere Kommunikation mit dem festen Abschnitt 100 zu benötigen, darin, dass der Wähler 324 a priori "weiß", welche Übertragungsstrategie der Wähler 206 des Controllers 104 auswählt, basierend auf der Signalqualitätsschätzung, die von dem Selektivruf-Transceiver 110 gesendet wurde. Dies wird dadurch erreicht, dass der Wähler 206 des Controllers 104 und der Wähler 324 der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 mit identischen Tabellen von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung und einer passenden Empfangsstrategie, die für jeden der Wertebereiche verwendet wird, vorprogrammiert wird. Demnach wird keine zusätzliche Nachricht von dem festen Abschnitt 100 an den Selektivruf-Transceiver 110 benötigt, um den Selektivruf-Transceiver 110 darüber zu informieren, dass die Übertragungsstrategie am Wechseln ist, da der Selektivruf-Transceiver 110 so vorprogrammiert ist, dass er automatisch auf die neue passende Empfangsstrategie wechselt, als Antwort auf die Signalqualitätsschätzung, die von dem Selektivruf-Transceiver 110 an den festen Abschnitt 100 gesendet wurde. Die Eliminierung der zusätzlichen Nachricht gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht in vorteilhafter Weise die Effizienz der Kanalverwendung, wodurch der Durchsatz verglichen mit dem konventioneller Selektivruf-Funk-kommunikationssysteme erhöht wird.
Die Firmware-Elemente umfassen weiterhin ein Beschädigungsdetektionselement 330 zum Bestimmen, dass die Nachricht, so wie sie empfangen wurde, um mehr als einen vorbestimmten Betrag beschädigt war. Die Bestimmung wird durch das Verarbeiten, des Fehlerdetektierungs- und Fehlerkorrektursignalgebungsprotokoll durchgeführt, das zwischen dem festen Abschnitt 100 und der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 auf eine von dem Durchschnittsfachmann gut verstandene Weise verwendet wird. Durch das Verarbeiten eines derartigen Protokolls zum Detektieren und Zählen von nicht korrigierbaren Fehlern kann der Selektivruf-Transceiver 110 die Anzahl an nicht korrigierbaren Fehlern in der Nachricht, so wie sie empfangen wurde, berechnen. Dann sendet, wenn die Anzahl an nicht korrigierbaren Fehlern die vorgegebene Anzahl übersteigt, der Selektivruf-Transceiver 110 die Beschädigungsanzeige, um anzuzeigen, dass der Empfang der Nachricht mehr als um einen vorgegebenen Betrag beschädigt war. Die Beschädigungsanzeige wird in einer Weise gesendet, die der ähnlich ist, die für das Senden des ersten Bestätigungssignals als Antwort auf das Alarmsignal verwendet wird. Zusätzlich umfassen die Firmware-Elemente einen konventionellen Codierer/Decodierer 340 zum Decodieren des Alarmsignals und der Nachricht und zum Codieren des Bestätigungssignals und der Anzeige der Nachrichtenbeschädigung/-nichtbeschädigung gemäß dem Fehlerdetektierungs- und Fehlerkorrekturprotokolls, das in dem Selektivruf-Funkkommunikationssystem eingesetzt wird.
Die Firmware-Elemente umfassen auch einen Beschädigungsanzeiger 332 zum Senden der Beschädigungsanzeige dahingehend, dass der Empfang der Nachricht um mehr als einen vorgegebenen Betrag beschädigt war, an den festen Abschnitt 100. Zusätzlich umfassen die Firmware-Elemente den Neuwähler 334 zum Wählen einer robusteren Empfangsstrategie aus der Mehrzahl von vorgegebenen Empfangsstrategien. Die robustere Empfangsstrategie wird auf eine vorgegebene Weise ausgewählt, ohne eine weitere Kommunikation mit dem festen Abschnitt zu benötigen. Die robustere Empfangsstrategie ist auf eindeutige Weise mit der robusteren Übertragungsstrategie kompatibel, die von dem festen Abschnitt 100 als Antwort auf die Beschädigungsanzeige gewählt wurde. Wie früher beschrieben, ist der Neuwähler 334 in der Lage, die robustere Empfangsstrategie zu wählen, ohne eine weitere Kommunikation mit dem festen Abschnitt zu benötigen, da der Selektivruf-Transceiver 110 a priori "weiß", welche Empfangsstrategie der Wähler 206 als Nächstes wählen wird, basierend auf der Anzeige, die von dem Selektivruf-Transceiver gesendet wurde. Wie vorhergehend wird dies dadurch erreicht, dass der Neuwähler 214 des Controllers 104 und der Neuwähler 334 der Mehrzahl von Selektivruf-Transceivern 110 mit auf eindeutige Weise kompatiblen Übertragungs- und Empfangsstrategien vorprogrammiert wird, die im Falle einer Nachrichtenbeschädigung verwendet werden. Demzufolge wird keine zusätzliche Nachricht von dem festen Abschnitt 100 an den Selektivruf-Transceiver 110 benötigt, um den Selektiv ruf-Transceiver 110 darüber zu informieren, dass die Übertragungsstrategie am Wechseln ist, da der Selektivruf-Transceiver 110 so vorprogrammiert ist, dass er automatisch auf die neue passende Empfangsstrategie als Antwort auf die Anzeige einer Nachrichtenbeschädigung, die von dem Selektivruf-Transceiver 110 an den festen Abschnitt 100 gesendet wurde, wechselt. Die Eliminierung der zusätzlichen Nachricht gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht in vorteilhafter Weise weiterhin die Effizienz der Kanalverwendung, wodurch der Durchsatz verglichen mit dem eines konventionellen Selektivruf-Funkkommunikationssystems erhöht wird.
Der Wähler 324 umfasst ein Ausführungselement 326 zum Ausführen beliebiger N der folgenden Schritte, wobei N beispielsweise ein ganzzahliger Wert zwischen 1 und 3 ist: (a) Auswählen eines der mindestens zwei Empfangskanäle, (b) Auswählen eines der mindestens zwei Empfangsraten und (c) Auswählen eines der mindestens zwei Fehlerkorrekturcodeformate. Der Betrieb des Ausführungselementes 326 ist ähnlich und komplementär zu dem oben Beschriebenen für das erste Ausführungselement 206 des Controllers 104.
Der Auswähler 324 umfasst weiterhin einen Empfangsverbesserer 328 zum Auswählen zunehmend robusterer Übertragungsstrategien in einer vorgegebenen Reihenfolge, wenn die Signalqualitätsschätzung unterhalb vorgegebener Werte sinkt. Der Betrieb des Empfangsverbessers 328 ist ähnlich und komplementär zu dem, der obenstehend für den Übertragungsverbesserer 209 des Controllers 104 beschrieben wurde.
Die 4 und 5 sind Ablaufdiagramme 400, 500, die den Betrieb des festen Abschnitts 100 des Selektivruf-Funkkommunikationssystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbilden. Die 4 beginnt mit dem Prozessor 203 des Controllers 104, der auf den Codierer/Decodierer 218 zugreift, um die Übertragungseinrichtung 202 dahingehend zu steuern (402), das er unter Verwendung einer vorgegebenen ursprünglichen Übertragungsstrategie ein Alarmsignal an einen der Selektivruf-Transceiver 110 überträgt, als Antwort auf das Empfangen und das In-Warteschlange-Stellen einer Nachricht für den Selektivruf-Transceiver 110 durch den Controller. Die vorgegebene ursprüngliche Übertragungsstrategie umfasst vorzugsweise einen vorgegebenen Übertragungskanal, eine vorgegebene Übertragungsrate, eine vorgegebene Übertragungsleistung und ein vorgegebenes Fehlerkorrekturcodeformat. Vorzugsweise ist die vorgegebene ursprüngliche Übertragungsstrategie eine sehr robuste Übertragungsstrategie, z. B. eine niedrige Übertragungsrate, die eine hohe Übertragungsleistung und ein Fehlerkorrekturcodeformat mit niedriger Rate verwendet, um die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass das Alarmsignal korrekt von dem einen der Selektivruf-Transceiver 110 empfangen wird. Der Controller 104 erwartet 404 dann ein Bestätigungssignal, das eine Signalqualitätsschätzung von dem Selektivruf-Transceiver 110 als Antwort umfasst. Nachdem der Controller 104 das Bestätigungssignal durch den Empfänger 204 empfängt 406, greift der Prozessor 203 des Controllers 104 auf den Wähler 206 zu, um einen Auswahlprozess 407 durchzuführen, um eine (möglicherweise andere) Übertragungsstrategie basierend auf der empfangenen Signalqualitätsschätzung zu bestimmen. In Schritt 408 des Auswahlprozesses prüft der Prozessor 203, ob die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als der erste vorgegebene Wert. Wenn dem nicht so ist, wird die Signalqualität als adäquat erachtet und der Prozessor 203 wählt 410 den glei chen Übertragungskanal, der zum Senden des Alarmsignals verwendet wurde. Zusätzlich wählt der Prozessor 203 eine schnelle Übertragungsrate, z. B. 3200 sps und eine niedrige Übertragungsleistung, z. B. 100 Watt. Der Ablauf setzt sich dann auf dem Ablaufdiagramm 500 der 5 fort.
Wenn andererseits die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als der erste vorgegebene Wert, wählt 412 der Prozessor 203 einen anderen Übertragungskanal vor dem Senden der Nachricht. Als Nächstes prüft 414 der Prozessor 203, ob die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als der zweite vorgegebene Wert entsprechend einer Signalqualität, die noch niedriger ist als der erste vorgegebene Wert. Wenn dem nicht so ist, sollte der Wechsel des Übertragungskanals mit Schritt 412 ausreichend sein und der Prozessor 203 wählt 416 die schnelle Übertragungsrate und die niedrige Übertragungsleistung. Der Ablauf setzt sich dann auf dem Ablaufdiagramm 500 der 5 fort.
Wenn andererseits die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als der zweite vorgegebene Wert, wählt 418 der Prozessor 203 auch die niedrige Übertragungsrate, z. B. 1600 sps, vor dem Senden der Nachricht. Als Nächstes prüft 420 der Prozessor 203, ob die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als ein dritter vorgegebener Wert entsprechend einer Signalqualität, die noch niedriger ist als der zweite vorgegebene Wert. Wenn dem nicht so ist, sollte der Übertragungskanalwechsel und die langsame Übertragungsrate ausreichend sein und der Prozessor 203 wählt 422 die niedrige Übertragungsausgangsleistung. Der Ablauf setzt sich dann auf dem Ablaufdiagramm 500 der 5 fort.
Wenn andererseits die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als der dritte vorgegebene Wert, wählt 424 der Prozessor 203 auch eine hohe Übertragungsausgangsleistung, z. B. 500 Watt, vor dem Senden der Nachricht. Der Ablauf setzt sich dann auf dem Ablaufdiagramm 500 der 5 fort, wo der Prozessor 203 des Controllers 104 auf den Sender 212 zugreift, um die Übertragungseinrichtung 202 so zu steuern 502, dass diese die Nachricht an den Selektivruf-Transceiver 110 unter Verwendung der in dem Auswahlprozess 407 gewählten Übertragungsstrategie überträgt. Beim Übertragen der Nachricht informiert der Controller 104 vorzugsweise nicht den Selektivruf-Transceiver 110 hinsichtlich der verwendeten Übertragungsstrategie, da der Selektivruf-Transceiver 110 bereits diese Bestimmung selbst durchgeführt hat, basierend auf der Signalqualitätsschätzung. Demnach werden zusätzliche Kommunikationen hinsichtlich der Übertragungsstrategien vorteilhafterweise eliminiert. Der Controller 104 erwartet 504 dann eine Nachricht von dem Selektivruf-Transceiver 110. Wenn der Controller 104 die Nachricht über den Empfänger 204 empfängt 506, prüft 508 der Prozessor 203, ob die Antwort anzeigt, dass die Nachricht mit einer höheren als der vorgegebenen Anzahl von Fehlern empfangen wurde. Wenn dem nicht so ist, wird die Nachricht als empfangen angesehen und der Prozessor 203 kann die Nachricht aus der Warteschlange nehmen 510.
Wenn andererseits die Antwort anzeigt, dass die Nachricht mit einer höheren als der vorgegebenen Anzahl an Fehlern empfangen wurde, greift der Prozessor 203 auf den Neuwähler 214 zu, um eine robustere Übertragungsstrategie zu wählen 512. Vorzugsweise wird ein anderes Fehlerkorrekturcodeformat mit einem höheren Verhältnis von Paritätsbits zu Informationsbits gewählt. Als Nächstes greift der Prozessor 203 auf den Neusender 216 zu, um die Nachricht an den Selektivruf-Transceiver 110 erneut zu senden 514, unter Verwendung der robusteren Übertragungsstrategie, vorzugsweise ohne ein Informieren des Selektivruf-Transceiver 110 darüber, dass die robustere Übertragungsstrategie verwendet wird. Wie hierin obenstehend erklärt, hat der Selektivruf-Transceiver 110 die Verwendung der robusteren Übertragungsstrategie selbst bestimmt, basierend auf dem Senden der Beschädigungsanzeige. Demnach werden zusätzliche Kommunikationen hinsichtlich der Übertragungsstrategie in vorteilhafter Weise eliminiert.
Wiederum erwartet 516 der Controller eine Antwort. Wenn die Antwort durch den Empfänger 204 empfangen 518 wird, prüft 520 der Prozessor 203, ob die Antwort wiederum die Beschädigungsanzeige ist, die anzeigt, dass die Nachricht mit einer höheren als der vorgegebenen Anzahl an Fehlern empfangen wurde. Wenn dem nicht so ist, wird die Nachricht als Empfangen betrachtet und der Prozessor 203 kann die Nachricht aus der Warteschlange nehmen 522.
Wenn andererseits die Antwort anzeigt, dass die Nachricht mit einer höheren als der vorgegebenen Anzahl an Fehlern empfangen wurde, folgert der Prozessor 203, dass die Übertragungsqualität für eine Verwendung zu diesem Zeitpunkt zu schlecht ist und stellt die Nachricht erneut in die Warteschlange 524 (einschließlich des Alarmsignals) für einen späteren erneuten Übertragungsversuch unter Verwendung der vorgegebenen ursprünglichen Übertragungsstrategie. Es sollte klar sein, dass bei der Abwesenheit einer zeitnahen Nachricht von dem Selektivruf-Transceiver 110 in den Schritten 406, 506 und 518 die bevorzugte Übertragungsstra tegie darin besteht, die Nachricht (einschließlich des Alarmsignals) für spätere erneute Übertragungsversuche erneut in die Warteschlange zu stellen. Es sollte weiterhin klar sein, dass eine alternative Übertragungsstrategie, die verwendet werden kann, darin besteht, Übertragungen von potentiell interferierenden Selektivruf-Basisstationen 102 zu stoppen, als Antwort auf die Signalqualitätsschätzung, die niedriger ist als der zweite vorgegebene wert in Schritt 414.
Die 6 und 7 sind Ablaufdiagramme 600, 700, die in dem Betrieb des Selektivruf-Transceiver 110 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbilden. 6 beginnt mit dem Mikroprozessor 306 des Selektivruf-Transceiver 110, der auf den Wähler 324 zugreift, um eine vorgegebene ursprüngliche Empfangsstrategie auszuwählen 601. Die vorgegebene ursprüngliche Empfangsstrategie umfasst vorzugsweise einen vorgegebenen Empfangskanal, eine vorgegebene Empfangsrate und ein vorgegebenes Fehlerkorrekturcodeformat und ist mit der vorgegebenen ursprünglichen Übertragungsstrategie, die von dem Controller 104 zum Senden des Alarmsignals verwendet wurde, kompatibel. Dann greift der Mikroprozessor 306 auf den Codierer/Decodierer 340 zu und steuert den Empfänger 304, um das Alarmsignal zu empfangen 602, das eine empfangene Selektivruf-Adresse von dem festen Abschnitt 100 des Systems umfasst. Als Nächstes misst 604 das Messelement 338 vorzugsweise die Bitfehlerrate (BER) des Alarmsignals. Das Signalqualitätsschätzungselement 336 berechnet 602 dann eine Mittelwertsignalqualitätsschätzung ("ASQE = Average Signal Quality Estimate") basierend auf der BER einer vorgegebenen Anzahl an Abtastzeiträumen. Vorzugsweise berechnet das Signalqualitäts schätzungselement 336 die Signalqualitätsschätzung als einen Mittelwert der Qualität des Alarmsignals, wie es empfangen wurde, und anderer Übertragungen (z. B. von Alarmsignalen und Nachrichten, die für andere Selektivruf-Transceiver 110 bestimmt waren), die von dem festen Abschnitt 100 während eines vorgegebenen Intervalls, z. B. von zwei Sekunden, unmittelbar vor der Übertragung des Alarmsignals empfangen wurden. Alternativ kann die Signalqualitätsschätzung von der Qualität eines einzelnen Alarmsignals berechnet werden, aber die so berechnete Signalqualitätsschätzung kann durch einen momentanen Schwund beeinflusst werden und kann weniger genau als die bevorzugte (gemittelte) Signalqualitätsschätzung sein. Es sollte klar sein, dass auch alternativ sowohl die BER-Messung als auch die Berechnung der ASQE in dem Mikroprozessor 306 durchgeführt werden können.
Wenn die empfangene Selektivruf-Adresse nicht zu einer in den Selektivruf-Transceiver 110 programmierten Selektivruf-Adresse 322 passt, endet der Vorgang. Wenn andererseits die empfangene Selektivruf-Adresse zu einer in dem Selektivruf-Empfänger 110 programmierten Selektivruf-Adresse 322 passt, steuert 608 der Mikroprozessor 306 die Übertragungseinrichtung 312, um das Bestätigungssignal zu senden, das die Signalqualitätsschätzung umfasst. Dann greift der Mikroprozessor 306 auf den Wähler 324 zu, um einen Auswahlprozess 609 durchzuführen, um eine Empfangsstrategie basierend auf der berichteten Signalqualitätsschätzung zu bestimmen. In Schritt 610 des Auswählprozesses prüft der Mikroprozessor 306, ob die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als ein erster vorgegebener Wert. Wenn dem nicht so ist, wird die Signalqualitätsschätzung als adäquat erachtet und der Mikroprozessor 306 wählt 612 den gleichen Empfangskanal, der beim Empfangen des Alarmsignals verwendet wurde. Zusätzlich wählt der Mikroprozessor 306 eine schnelle Empfangsrate, z. B. 3200 sps.
Wenn andererseits die berichtet Empfangsqualitätsschätzung schlechter war als ein erster vorgegebener wert, wählt 614 der Mikroprozessor 306 einen anderen Empfangskanal vor dem Empfangen der Nachricht. Als Nächstes prüft 616 der Mikroprozessor 306, ob die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als ein zweiter vorgegebener Wert entsprechend einer Signalqualität, die noch niedriger ist als ein erster vorgegebener Wert. Wenn dem nicht so ist, sollte der Empfangskanalwechsel ausreichend sein und der Mikroprozessor 306 wählt 618 die schnelle Empfangsrate.
Wenn andererseits die berichtete Signalqualitätsschätzung schlechter war als ein zweiter vorgegebener Wert, wählt 620 der Mikroprozessor 306 eine langsame Empfangsrate, z. B. 1600 sps, vor dem Senden der Nachricht. Vorzugsweise sind der erste und der zweite vorgegebener Wert, die von dem Mikroprozessor 306 des Selektivruf-Transceiver 110 beim Bestimmen der Empfangsstrategie verwendet werden, so vorprogrammiert, dass sie die gleichen sind wie der erste und der zweite vorprogrammierte Wert, die jeweils von dem Prozessor 203 des Controllers 104 verwendet werden. Durch das Vorprogrammieren des ersten und des zweiten vorgegebenen Wertes in dem Controller 104 und in dem Selektivruf-Transceiver 110 sind die Übertragungs- und Empfangsstrategien in vorteilhafter Weise kompatibel über den erwarteten Bereich der Signalqualitätsschätzungen.
Der Ablauf setzt sich dann auf dem Ablaufdiagramm 700 der 7 fort, wo der Mikroprozessor 306 den Empfänger 304 steuert 702 und sich selbst auf das Empfangen der Nach richt von dem festen Abschnitt 100 des Systems vorbereitet, unter Verwendung der Empfangsstrategie, die in dem Auswahlprozess 609 gewählt wurde. Der Mikroprozessor 306 erwartet 704 die Nachricht. Wenn dir Nachricht über den Empfänger 304 empfangen wird, greift der Mikroprozessor 306 auf den Codierer/Decodierer 340 zu, um die Nachricht zu decodieren 706. Als Nächstes greift der Mikroprozessor 306 auf das Beschädigungsdetektionselement 330 zu, um zu bestimmen 708, ob die Nachricht, so wie sie empfangen wurde, um einen höheren als einen vorgegebenen Betrag von nicht korrigierbaren Fehlern beschädigt war. Wenn dem nicht so ist, sendet 710 der Mikroprozessor 306 eine Antwort an den festen Abschnitt 100 des Systems, der anzeigt, dass die Nachricht korrekt empfangen wurde, danach greift der Mikroprozessor 306 auf den Wähler 324 zu, um zur vorgegebenen ursprünglichen Empfangsstrategie zurückzukehren 732.
Wenn andererseits die Nachricht, so wie sie empfangen wurde, um einen höheren als den vorgegebenen Betrag an nicht korrigierbaren Fehlern beschädigt war, greift dann der Mikroprozessor auf den Beschädigungsanzeiger 332 zu, um eine Beschädigungsanzeige an den festen Abschnitt 100 zu senden 712. Dann greift der Mikroprozessor 306 auf den Neuwähler 334 zu, um eine robustere Empfangsstrategie zu wählen 714. Vorzugsweise wird ein anderes Fehlerkorrekturcodeformat mit einem höheren Verhältnis von Paritätsbits zu Informationsbits gewählt. Dann steuert 716 der Mikroprozessor 306 den Empfänger 304 und bereitet sich selbst auf das Empfangen der Nachricht von dem festen Abschnitt 100 des Systems vor, unter Verwendung der robusteren Empfangsstrategie, die in Schritt 714 gewählt wurde. Dann erwartet 718 der Mikroprozessor 306 die erneute Übertragung der Nach richt. Wenn die Nachricht über den Empfänger 304 empfangen ist, greift der Mikroprozessor 306 auf den Codierer/Decodierer 340 zu, um die erneut übertragene Nachricht zu decodieren 720. Als Nächstes greift der Mikroprozessor 306 auf das Beschädigungsdetektionselement 330 zu, um zu bestimmen 722, ob die erneut übertragene Nachricht um einen höheren als den vorgegebenen Betrag an nicht korrigierbaren Fehlern beschädigt wurde. Wenn dem nicht so ist, sendet 724 dem Mikroprozessor 306 eine Nachricht an den festen Abschnitt 100 des Systems, die anzeigt, dass die Nachricht korrekt empfangen wurde, danach greift der Mikroprozessor 306 auf den Wähler 324 zu, um zu der vorgegebenen ursprünglichen Empfangsstrategie zurückzukehren 732.
Wenn andererseits die erneut übertragene Nachricht, so wie sie empfangen wurde, wiederum um einen höheren als den vorgegebenen Betrag an nicht korrigierbaren Fehlern beschädigt wurde, greift der Mikroprozessor 306 wiederum auf den Beschädigungsanzeiger 332 zurück, um eine weitere Beschädigungsanzeige an den festen Abschnitt 100 zu senden 726. Nach dem Senden der Beschädigungsanzeige steuert der Mikroprozessor 306 den Selektivruf-Transceiver 110, um zu der vorgegebenen ursprünglichen Übertragungsstrategie zurückzukehren 728 und dann, vorzugsweise in einem Energiesparmodus, auf den Alarm und die Nachricht, die zu einem späteren Zeitpunkt erneut zu senden sind, zu warten 730.
Demnach stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie in einem Selektivruf-Funkkommunikationssystem zur Verfügung. Vorzugsweise wird die Kommunikationsstrategie im Hinblick auf das Erreichen einer maximalen Durchsatzeffizienz und einer Wirtschaftlichkeit des System designs gewählt, wobei die Menge an Kommunikation minimiert wird, die benötigt wird, um eine Kompatibilität der Übertragungs- und Empfangsstrategien zu gewährleisten.

Claims

Vorrichtung in einem festen Abschnitt eines Selektivruf-Funkkommunikationssystems, das den festen Abschnitt und einen tragbaren Abschnitt umfasst, wobei die Vorrichtung zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie zum Kommunizieren einer Nachricht vorgesehen ist und wobei die Vorrichtung umfasst: eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines Alarmsignals an den tragbaren Abschnitt durch Verwenden einer vorgegebenen ursprünglichen Übertragungsstrategie; einen Empfänger zum Empfangen eines Bestätigungssignals, das eine Signalqualitätsschätzung umfasst, die von dem tragbaren Abschnitt als Antwort auf das Alarmsignal gesendet wurde; einen Controller, der an die Übertragungseinrichtung gekoppelt ist und an den Empfänger gekoppelt ist, um die Übertragungseinrichtung zu steuern und das Bestätigungssignal von dem Empfänger zu empfangen, wobei der Controller umfasst: einen Wähler, um als Antwort auf das Empfangen des Bestätigungssignals eine Übertragungsstrategie für das Übertragen der Nachricht aus einer Mehrzahl von vorgegebenen Übertragungsstrategien auszuwählen, die einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung entsprechen, wobei die Übertragungsstrategie gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt wird und wobei die Übertragungsstrategie eine passende Empfangsstrategie in dem tragbaren Abschnitt aus Kompatibilitätsgründen erfordert; einen Sender, der an den Wähler gekoppelt ist, um die Übertragungseinrichtung so zu steuern, dass sie an den tragbaren Abschnitt die Nachricht unter Verwendung der Übertragungsstrategie überträgt, die von dem Wähler ausgewählt wurde, ohne den tragbaren Abschnitt darüber zu informieren, dass die Übertragungsstrategie verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller weiterhin umfasst: einen Neuwähler, um eine robustere Übertragungsstrategie aus der Mehrzahl der vorgegebenen Übertragungsstrategien auf eine vorgegebene Weise als Antwort auf das Empfangen einer Anzeige von dem tragbaren Abschnitt, dass der Empfang der Nachricht um mehr als einen vorgegebenen Betrag beschädigt war, auszuwählen; und einen Neusender, der an den Neuwähler gekoppelt ist, um die Übertragungseinrichtung so zu steuern, dass sie die Nachricht an den tragbaren Abschnitt unter Verwendung der robusteren Übertragungsstrategie erneut überträgt, ohne den tragbaren Abschnitt zu informieren, dass die robustere Übertragungsstrategie verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wähler ein erstes Ausführungselement zum Ausführen beliebiger N Schritte der folgenden umfasst, wobei N ein ganzzahliger wert zwischen 1 und 3 ist: (a) Auswählen eines von mindestens zwei Übertragungskanälen; (b) Auswählen einer von mindestens zwei Übertragungsraten; und (c) Auswählen eines von mindestens zwei Fehlerkorrekturcodeformaten.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das erste Ausführungselement einen Übertragungsverstärker umfasst, um zunehmend robustere Übertragungsstrategien in einer vorgegebenen Reihenfolge auszuwählen, so wie die Signalqualitätsschätzung unter vorgegebene Werte fällt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Wähler weiterhin ein zweites Ausführungselement umfasst, das an das erste Ausführungselement gekoppelt ist, um beliebige M Schritte der folgenden auszuführen, wobei M ein ganzzahliger Wert zwischen 1 und 3 ist: (d) Auswählen eines von mindestens zwei Senderausgangsleistungspegeln; (e) Stoppen der Übertragungen von anderen möglicherweise störenden Kommunikationseinheiten, die in dem Selektivruf-Funkkommunikationssystem arbeiten, als Antwort darauf, dass die Signalqualitätsschätzung unterhalb eines ersten vorgegebenen Wertes liegt; und (f) erneutes Übertragen des Alarmsignals zu einer vorgegebenen späteren Zeit als Antwort darauf, dass die Signalqualitätsschätzung unterhalb eines zweiten vorgegebenen Wertes liegt.
Selektivruftransceiver zum adaptiven Auswählen einer Kommunikationsstrategie, um Informationen einschließlich eines Alarmsignals und einer Nachricht in einem Selektivruf-Funkkommunikationssystem zu kommunizieren, das einen festen Abschnitt und den Selektivruftransceiver umfasst, wobei der Selektivruftransceiver umfasst: eine Antenne zum Auffangen eines Funksignals unter Verwendung einer vorgegebenen ursprünglichen Empfangsstrategie; ein Empfängerelement, das an die Antenne zum Demodulieren des Funksignals gekoppelt ist, um ein demoduliertes Signal zu erzeugen, das das Alarmsignal umfasst; einen Mikroprozessor, der an das Empfängerelement zum Decodieren des demodulierten Signals gekoppelt ist, um die Informationen abzuleiten; ein Signalqualitätsschätzungselement, das an das Empfängerelement gekoppelt ist und an den Mikroprozessor gekoppelt ist, um eine Signalqualitätsschätzung zumindest teilweise auf dem Alarmsignal basierend zu berechnen, wie es von dem festen Abschnitt empfangen wurde; eine Übertragungseinrichtung, die an den Mikroprozessor gekoppelt ist, um ein Bestätigungssignal, das die Signalqualitätsschätzung umfasst, an den festen Abschnitt als Antwort auf das Empfangen des Alarmsignals zu übertragen; und ein Wähler, der an den Mikroprozessor gekoppelt ist, um eine Empfangsstrategie zum Empfangen der Nachricht aus einer Mehrzahl von vorgegebenen Empfangsstrategien auszuwählen, entsprechend einer Mehrzahl von Wertebereichen der Signalqualitätsschätzung, wobei die Empfangsstrategie gemäß derjenigen Signalqualitätsschätzung ausgewählt wird, die in dem Bestätigungssignal übertragen wurde, ohne eine Notwendigkeit weiterer Kommunikation mit dem festen Abschnitt, und wobei die gewählte Empfangsstrategie auf eindeutige Weise mit einer Übertragungsstrategie kompatibel ist, die von dem festen Abschnitt gemäß der Signalqualitätsschätzung ausgewählt wurde.
Selektivruftransceiver nach Anspruch 6, weiterhin umfassend: einen Speicher, der an den Mikroprozessor zum Speichern der Nachricht, die von dem festen Abschnitt empfangen wurde, gekoppelt ist; ein Beschädigungserkennungselement, das an den Mikroprozessor gekoppelt ist, zum Bestimmen, dass die Nachricht, wie sie empfangen wurde, um mehr als eine vorgegebene Höhe beschädigt war; einen Beschädigungsanzeiger, der an den Mikroprozessor gekoppelt ist, um eine Beschädigungsanzeige, dass der Empfang der Nachricht um mehr als die vorgegebene Höhe beschädigt war, an den festen Abschnitt zu übertragen; und einen Neuwähler, der an den Mikroprozessor zum Auswählen einer robusteren Empfangsstrategie aus einer Mehrzahl von vorgegebenen Empfangsstrategien gekoppelt ist, wobei die robustere Empfangsstrategie auf eine vorgegebene Weise ohne der Notwendigkeit weiterer Kommunikation mit dem festen Abschnitt ausgewählt wird und wobei die robustere ausgewählte Empfangsstrategie mit einer robusteren Übertragungsstrategie kompatibel ist, die durch den festen Abschnitt als Antwort auf die Beschädigungsanzeige ausgewählt wurde.
Selektivruftransceiver nach Anspruch 6, wobei das Signalqualitätsschätzungselement ein Messelement zum Messen mindestens des Alarmsignals umfasst, wie es empfangen wurde, um eine Empfangscharakteristik zu bestimmen, die aus einer Gruppe von Empfangscharakteristiken ausgewählt wird, die aus einer Bitfehlerrate ("BER = bit error rate"), einer Anzeige der empfangenen Signalstärke ("RSSI = received signal strength indication"), einer Varianz der idealen diskreten empfangenen Signalspannungen, verbleibenden Rauschpegeln während vorgegebener Zeiträume der Stummübertragung und Signal-zu-Rauschen-Pegeln während vorgegebener Testsignalübertragungen besteht.
Selektivruftransceiver nach Anspruch 6, wobei der Wähler ein Ausführungselement zum Ausführen beliebiger N Schritte der folgenden umfasst, wobei N ein ganzzahliger Wert zwischen 1 und 3 ist: (a) Auswählen eines von mindestens zwei Empfangskanälen; (b) Auswählen einer von mindestens zwei Empfangsraten; und (c) Auswählen eines von mindestens zwei Fehlerkorrekturcodeformaten.
Selektivruftransceiver nach Anspruch 9, wobei das Ausführungselement einen Empfangsverbesserer zum Auswählen von zunehmend robusten Übertragungsstrategien in vorgegebener Reihenfolge umfasst, so wie die Signalqualitätsschätzung unterhalb vorgegebener Werte fällt.