FI103007B - Kanavanvaihto monitasoisen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä - Google Patents

Description

! 103007

Kanavanvaihto monitasoisen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä

Keksinnön soveltamisala 5 Keksintö koskee kanavanvaihtomenetelmää monitasoi sen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden mikrosolun ja ainakin yhden makrosolun. Mik-rosolun peittoalue on ainakin pääosin makrosolun peitto-alueen sisällä, mikrosolutason muodostaessa alemman solu-10 tason ja makrosolutason muodostaessa ylemmän solutason. Tarkasteltava solu ja kohdesolu sijaitsevat matkaviestin-järjestelmän eri solutasoissa. Menetelmässä määritetään alemman solutason solun palvelualueella olevien matkaviestimien suhteelliset liikkumisnopeudet ja tarkkaillaan 15 ylemmän solutason solun liikennekuormitusta.

Keksintö koskee myös kanavanvaihtomenetelmää mikro-solusta makrosoluun monitasoisen solupeiton matkaviestin-järjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden mikrosolun ja ainakin yhden makrosolun. Mikrosolun peittoalue on ainakin 20 pääosin makrosolun peittoalueen sisällä. Menetelmässä määritetään mikrosolun palvelualueella olevien matkaviestimien suhteelliset liikkumisnopeudet ja tarkkaillaan makrosolun liikennekuormitusta.

Keksinnön taustaa 25 Matkaviestinjärjestelmissä radiopeittoalue toteute taan erikokoisilla ja usein myös monitasoisilla tukiasemien solupeitoilla. Solua, jolla on erittäin pieni peitto-alue, ns. mikrosolua, käytetään esimerkiksi hankalasti peitettävillä tai runsaasti tilaajakapasiteettia vaativil-30 la alueilla. Laaja peittoalue toteutetaan makrosolulla, joka peittää usein yhden tai useamman mikrosolun maantieteellisen alueen kokonaan. Näin muodostetussa monitasoisessa radiopeitossa makrosolut edustavat ylemmän tason ja mikrosolut alemman tason peittoalueita. Matkaviestin kyt-35 keytyy uuteen tukiasemaan liikkuessaan solusta toiseen.

2 103007

Kun matkaviestimellä on puhelu käynnissä, kytkeytymiseen liittyy myös puhelun siirtäminen uudelle solulle, jolloin uuteen tukiasemaan kytkeytymistä kutsutaan kanavanvaihdoksi (handover).

5 Oheisen piirustuksen kuviossa 1 on esitetty esi merkki matkaviestinjärjestelmän kaksitasoisesta radiopei-tosta. Kuvioon piirrettyjen yksinkertaistettujen solujen alueet kuvaavat niitä alueita, joissa kunkin solun tukiasema voi tarjota matkaviestimelle riittävän signaali-10 tason. Kuviossa laaja makrosolu M peittää pienempien mik-rosolujen 1, 2 ja 3 alueet. Esimerkiksi solun 1 palvelu alueella paikassa x sijaitsevaa matkaviestintä MS voi periaatteessa palvella joko makrosolun M tai mikrosolun 1 tukiasema.

15 Radioverkoissa, jotka on toteutettu monitasoisella radiopeitolla, on edullista hyödyntää eri solutasojen tarjoamia mahdollisuuksia ohjaamalla matkaviestimet jonkin luokituksen perusteella kytkeytymään sopivimpaan tukiasemaan, kuitenkin välttäen turhia kanavanvaihtoja. Yksi 20 tällainen luokitusperuste on matkaviestimen liikkumisno peus matkaviestinverkossa, jossa on yksi tai useampia mik-rosoluja, joiden peittoalue on kokonaan toisen solun, tyypillisesti makrosolun, sisällä. Hitaasti liikkuvat matkaviestimet on tunnetusti edullista ohjata jonkin mikrosolun 25 tukiasemalle, jotta nämä matkaviestimet eivät turhaan kuormittaisi makrosolun tukiasemaa. Toisaalta nopeasti liikkuvat matkaviestimet on edullista ohjata makrosolun tukiasemalle, jotta vältyttäisiin usein toistuvilta kanavanvaihdoilta tai jopa puhelun menetyksiltä, kun matka-30 viestin siirtyy nopeasti mikrosolun peittoalueen ulkopuolelle.

Oheisen piirustuksen kuviossa 2 on esitetty yksinkertaistettu yleiseurooppalaisen GSM-matkaviestinjärjes-telmän lohkokaavio. Kuviossa esitettyjä yksiköitä esiintyy 35 myös muissa matkaviestinverkoissa, mutta niistä saatetaan 3 103007 käyttää eri nimitystä. Matkaviestin MS (Mobile Station) on radioteitse kytkeytyneenä johonkin tukiasemaan BTS (Base Tranceiver Station), kuvion 2 tapauksessa tukiasemaan BTS1. Matkaviestin MS mittaa jatkuvasti sijaintialuettaan 5 lähinnä olevien tukiasemien BTS signaaleja mm. mahdollisen solunvaihdon varalta. Tukiasemajärjestelmä BSS (Base Station System) koostuu tukiasemaohjaimesta BSC (Base Station Controller) ja sen alaisuudessa olevista tukiasemista BTS. Matkapuhelinkeskuksen MSC (Mobile Services Switching Cent-10 re) alaisuudessa on yleensä useita tukiasemaohjaimia BSC. Matkapuhelinkeskus MSC on yhteydessä toisiin matkapuhelinkeskuksiin ja kauttakulku-MSC:n (GMSC, Gateway Mobile Services Switching Centre) kautta yleiseen puhelinverkkoon. Koko järjestelmän toimintaa valvoo käyttö- ja kun-15 nossapitokeskus OMC (Operation and Maintenance Centre). Matkaviestimen MS tilaajatiedot on tallennettuna pysyvästi järjestelmän kotirekisteriin HLR (Home Location Register) ja väliaikaisesti siihen vierailijarekisteriin VLR (Visitor Location Register), jonka alueella matkaviestin MS 20 kulloinkin sijaitsee.

Patenttihakemusjulkaisusta FI 941780 on tunnettu solukkotyyppinen matkaviestinjärjestelmä, jossa matkaviestimelle mitataan aika, jonka se on rekisteröityneenä mik-rosoluun, sekä määritetään matkaviestimen liikesuunta. 25 Matkaviestin merkitään nopeaksi, jos mitattu aika on ennalta asetettua kyseisen mikrosolun aikarajaa pienempi ja matkaviestimen saapumissuunta on eri kuin lähtemissuunta. Järjestelmässä nopeasti liikkuvat matkaviestimet siirretään käyttämään makrosoluverkkoa. Kanavanvaihto mik-30 rosolusta makrosoluun suoritetaan vain, jos matkaviestin on todettu nopeasti liikkuvaksi useassa mikrosolussa. Tämän ratkaisun ongelmana on kanavanvaihtopäätöksen hitaus. Matkaviestin joutuu kulkemaan usean mikrosolun läpi ennen kuin päätös siirrosta makrosoluun voidaan tehdä. Tänä ai-35 kana verkkoa kuormitetaan turhaan usealla kanavanvaihdolla 4 103007 mikrosolusta toiseen. Lisäksi ongelmana on mahdollinen makrosolun tukkiminen, kun kaikki nopeaksi tulkitut matkaviestimet siirretään makrosoluun.

Patenttihakemusjulkaisusta EP 0589278 on tunnettu 5 mikrosolumakrosolujärjestelmä, jossa makrosolussa liikku valle matkaviestimelle mitataan aika, jonka se viipyy makrosolun sisällä olevan mikrosolun peittoalueella. Järjestelmässä estetään nopeasti liikkuvien matkaviestimien ohjautuminen mikrosolun tukiasemalle. Kanavanvaihto mak-10 rosolusta mikrosoluun suoritetaan vain, jos matkaviestin on mikrosolun peittoalueella vielä ennalta määrätyn ajan kuluttua mikrosolun alueelle saapumisestaan. Jos matkaviestin on tämän ajan kuluessa jo poistunut mikrosolun peittoalueelta, kanavanvaihtoa makrosolusta mikrosoluun ei 15 suoriteta. Myös tämän ratkaisun ongelmana on kanavanvaih- topäätöksen hitaus. Kanavanvaihtopäätös voidaan tehdä vasta ennalta määrätyn ajan kuluttua matkaviestimen saapumisesta mikrosolun alueelle. Tämän ajan kuluttua mikrosolun alueella sijaitsevat matkaviestimet tulkitaan hitaiksi ja 20 siirretään mikrosoluun, vaikka matkaviestin olisi juuri poistumassa mikrosolun alueelta. Kanavanvaihtopäätöksen odotteluajan matkaviestin kuormittaa makrosolua. Ratkaisun ongelmana on lisäksi virheelliset tulkinnat matkaviestimen nopeudesta. Kanavanvaihtopäätökseen vaikuttavat vain mat-25 kaviestimen saapuminen mikrosolun peittoalueelle ja matkaviestimen sijainti ennalta määrätyn ajan kuluttua mikrosolun alueelle saapumisestaan. Nopea matkaviestin on saattanut tällä välin poistua mikrosolun alueelta ja palata sinne takaisin, jolloin järjestelmä suorittaa kanavan-30 vaihdon makrosolusta mikrosoluun. Järjestelmän eräässä suoritusmuodossa ajan mittaus pysäytetään, jos matkaviestin poistuu mikrosolun alueelta, ja käynnistetään uudelleen alusta matkaviestimen palattua mikrosolun alueelle. Esimerkiksi matkaviestimen siirtyminen hetkellisesti mik-35 rosolun peittoalueen ulkopuolelle tai virheellinen/puut- 5 103007 tuva mittaustulos aiheuttavat ajastimen palauttamisen alkutilaansa, jolloin matkaviestintä ei tunnisteta hitaaksi. Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on toteuttaa nopea ja 5 joustava kanavanvaihtopäätös matkaviestimen siirtämiseksi monitasoisen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä solutasolta toiselle.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä kanavanvaihtomenetelmällä, jolle on keksinnön mukaisesti 10 tunnusomaista, että menetelmässä määritetään palveluajat alemman solutason solun palvelualueella, määritetään tarkasteltavassa palveluaika-aineistossa tietyn ennalta asetetun kynnyspalveluajan R rajaamien palveluaikojen lukumäärän prosentuaalinen osuus P, siirretään kaikista tar-15 kasteltavan solun palvelualueella olevista matkaviestimistä suhteellisen liikkumisnopeuden järjestyksessä prosentuaalinen osuus P kohdesoluun ja säädetään ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R ylemmän solutason solun halutun lii-kennekuormitusasteen saavuttamiseksi.

20 Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että tietty osa kaikista tarkasteltavan solun palvelualueella olevista matkaviestimistä siirretään toisella solutasolla sijaitsevaan kohdesoluun matkaviestimen liikkumisnopeuden perusteella. Siirrettävien matkaviestimien lukumäärä määräytyy 25 pidemmän ajanjakson tilastoitujen matkaviestintilaajien alemman solutason solussa viettämistä ajoista.

Tällaisen kanavanvaihdon solutasolta toiselle etuna on se, että kanavanvaihtopäätös pystytään tekemään nopeasti .

30 Keksinnön mukaisen kanavanvaihtomenetelmän etuna on edelleen se, että saavutetaan solutason optimaalinen käyttöaste joustavalla ja tehokkaalla tavalla välttäen turhia kanavanvaihtoja. Solutason käyttöastetta voidaan menetelmällä säätää helposti ja johdonmukaisesti. Keksinnön mu-35 kainen kanavanvaihtomenetelmä mukautuu muuttuviin liiken- 6 103007 nemääriin ja matkaviestimien vaihteleviin nopeusjakaumiin.

Lisäksi keksinnön etuna on yksinkertainen ja luotettava kanavanvaihdon kriteeri, joka soveltuu hyvin eri kokoisille soluille ja myös vaihtelevien solukokojen ver-5 koille. Viimeisimmän tilastoidun palveluaikatiedon käyttä minen päätöksenteossa lisää ratkaisun stabiilisuutta.

Keksintö koskee myös johdannossa esitetyn tyyppistä kanavanvaihtomenetelmää mikrosolusta makrosoluun, jolle on tunnusomaista, että menetelmässä määritetään palveluajat 10 mikrosolun palvelualueella, lasketaan tarkasteltavassa palveluaika-aineistossa tiettyä ennalta asetettua kynnys-palveluaikaa R lyhyempien palveluaikojen lukumäärän prosentuaalinen osuus P, siirretään makrosoluun prosentuaalinen osuus P kaikista mikrosolun palvelualueella olevista 15 matkaviestimistä suhteellisen liikkumisnopeuden järjestyk sessä, aloittaen nopeimmista matkaviestimistä, ja säädetään ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R makrosolun halutun liikennekuormitusasteen saavuttamiseksi.

Kanavanvaihtomenetelmän mikrosolusta makrosoluun 20 etuna on edellä esitetyn kanavanvaihtomenetelmän etujen lisäksi helposti säädettävä usealle solulle yhteinen kanavanvaihtoni teeriarvo .

Keksinnön mukaisessa kanavanvaihtomenetelmässä määritetään alemman solutason solun palvelualueella olevien 25 matkaviestimien suhteelliset nopeudet ja palveluajat. Tie tyn ennalta asetetun kynnyspalveluajan R rajaamien palve-luaikojen prosentuaalinen lukumääräosuus P tarkasteltavassa palveluaikaotoksessa lasketaan. Tarkasteltavassa solussa olevista matkaviestimistä siirretään kohdesoluun las-30 kettu prosentuaalinen lukumääräosuus P kaikista sillä hetkellä tarkasteltavan solun palvelualueella olevista matkaviestimistä matkaviestimen suhteellisen siirtymisnopeuden määräämässä järjestyksessä. Ylemmän solutason solun kuormitusta tarkkaillaan jatkuvasti. Kuormituksen poiketessa 35 halutusta kuormitustasosta muutetaan ennalta asetettua 7 103007 kynnyspalveluaikaa R siten, että kohdesoluun siirrettävien matkaviestimien lukumäärä muuttuu toivottuun suuntaan.

Keksinnön mukaisessa kanavanvaihtomenetelmässä mik-rosolusta makrosoluun määritetään mikrosolun palvelualu-5 eella olevien matkaviestimien suhteelliset nopeudet ja palveluajat. Tiettyä ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R lyhyempien palveluaikojen prosentuaalinen lukumääräosuus P tarkasteltavassa palveluaikaotoksessa lasketaan. Mikrosolun palvelualueella olevista matkaviestimistä siirre-10 tään makrosoluun laskettu prosentuaalinen lukumääräosuus P kaikista sillä hetkellä mikrosolun palvelualueella olevista matkaviestimistä, aloittaen nopeimmista matkaviestimistä. Makrosolun kuormitusta tarkkaillaan. Kuormituksen ylittäessä maksimikuormitustason pienennetään ennalta ase-15 tettua kynnyspalveluaikaa R. Kuormituksen ollessa toivottua kuormitustasoa pienempi kasvatetaan ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R sopivasti.

Kuvioluettelo

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten 20 oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää matkaviestinjärjestelmän kaksitasoista radiopeittoa, kuvio 2 esittää matkaviestinjärjestelmän rakennetta lohkokaaviona, 25 kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen menetelmän erään edullisen suoritusmuodon vuokaaviona ja kuvio 4 esittää esimerkin solun palveluaikajakaumasta .

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 30 Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa minkä ta hansa solukko-tyyppisen matkaviestinjärjestelmän yhteydessä. Jäljempänä keksintöä on lähemmin selostettu esimerkinomaisesti yleiseurooppalaisen digitaalisen GSM-matka-viestinjärjestelmän yhteydessä. Kuviossa 2 on esitetty ai-35 emmin selostettu yksinkertaistettu GSM-verkon rakenne.

8 103007 GSM-järjestelmän tarkemman kuvauksen osalta viitataan GSM-suosituksiin sekä kirjaan "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly & M. Pautet, Palaiseau, France, 1992, ISBN :2-9507190-0-7.

5 Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu erityisesti mikrosolumakrosoluverkkoihin, joista kuviossa 1 on esitetty kaksitasoinen radiopeittoesimerkki. Menetelmä soveltuu käytettäväksi myös muissa verkoissa, jotka on toteutettu monitasoisilla solupeitoilla eli useammalla kuin kahdella 10 solutasolla.

Keksinnön mukainen kanavanvaihtomenetelmä on edullisimmillaan siirrettäessä matkaviestimiä mikrosolutasolta makrosolutasolle, jolloin menetelmän tarkasteltava solu on alemman solutason mikrosolu ja kohdesolu ylemmän solutason 15 makrosolu. Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin lähinnä tämän edullisen suoritusmuodon valossa.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän ensisijainen suoritusmuoto vuokaaviona. Menetelmässä kullekin matkaviestimelle MS mitataan aika, jonka se on 20 mikrosolun 1, 2 tai 3 palvelualueella. Tämä palveluaika määräytyy esimerkiksi matkaviestimen MS kahden peräkkäisen kanavanvaihdon perusteella. Ensimmäisellä kanavanvaihdolla matkaviestin MS siirtyy mikrosoluun 1 ja toisella kanavanvaihdolla pois mikrosolusta 1 seuraavan solun palveltavak-25 si jonkin muun kuin tämän keksinnön mukaisen menetelmän kanavanvaihtokriteerin perusteella. Jos matkaviestin siirretään makrosoluun M tämän keksinnön menetelmän kriteerien perusteella, käsitetään palveluajaksi se aika, jonka matkaviestin MS olisi ollut kytkeytyneenä mikrosoluun 1, jos 30 kanavanvaihtoa makrosoluun M ei olisi suoritettu. Tällöin siis palveluaika määräytyy matkaviestimen MS ensimmäisen kanavanvaihdon mikrosoluun 1 ja matkaviestimen MS mikrosolun 1 palvelualueelta poistumisen välisenä aikana. Mikrosolun palvelualueelta poistuminen määritetään esimer-35 kiksi verkon normaalien tukiasemasignaalin mittausten pe- 9 103007 rusteella. Mitatut palveluajat tallennetaan mikrosolukoh-taisesti esimerkiksi jatkuvatallenteiseen rengasrekiste-riin, josta voidaan myöhemmin lukea tietyn viimeksi kuluneen ajanjakson aikana mitatut palveluajat tai tietty lu-5 kumäärä viimeksi mitattuja palveluaikoja.

Menetelmän kanavanvaihtopäätöksen kriteerinä on ennalta asetettu kynnyspalveluaika R (kuvion 3 kohta 31). Kynnyspalveluaika R on makrosolukohtainen ja siten sama kaikille makrosolun M alueella sijaitseville erikokoiselle 10 mikrosoluille 1, 2 ja 3. Tallennetuista mikrosolun 1 alueen palveluajöistä lasketaan niiden palveluaikojen prosentuaalinen lukumääräosuus P, jotka ovat kynnyspalveluaikaa R lyhyempiä (kohta 32) . Laskenta suoritetaan valitusta palveluaikaotoksesta. Otokseksi voidaan valita esimerkiksi 15 viimeisen puolen tunnin aikana mitatut ja tallennetut palveluajat tai viimeksi tallennetut sata palveluaika-arvoa. Tarkasteltavan otoksen ajanjakson pituus tai näytteiden lukumäärä valitaan tarkoitukseen sopivasti. Laskennan tuloksena saatava arvo P ilmaisee, kuinka monta prosenttia 20 matkaviestimistä MS esimerkiksi viimeisen puolen tunnin aikana olisi ilman esillä olevan keksinnön mukaista kanavanvaihtoa saanut tarkasteltavan mikrosolun 1 tukiasemalta BTS palvelua kynnyspalveluaikaa R lyhyemmän ajan. Kohdassa 33 siirretään yksitellen mikrosolusta 1 makrosoluun M no-25 peimmat sillä hetkellä mikrosolun 1 tukiasemaan BTS kytkeytyneistä matkaviestimistä siten, että makrosolun M tukiasemaan on siirron jälkeen kytkeytynyt P% kaikista niistä sillä hetkellä mikrosolun 1 palvelualueella olevista matkaviestimistä, jotka ovat kytkeytyneenä tai ovat ennen 30 keksinnön mukaisen menetelmän kanavanvaihtoa olleet kytkeytyneinä mikrosolun 1 tukiasemaan BTS. Jos mikrosolun 1 palveltavana olleista (edelleen mikrosolun 1 palvelualueella olevista) matkaviestimistä nopeimmat P% on jo siirretty makrosoluun M, ei uusia matkaviestimien siirtoja 35 suoriteta. Mikrosolun 1 palvelualueella olevien matka- 10 103007 viestimien MS suhteellinen liikkumisnopeus määritetään jollakin sopivalla tavalla. Suhteellisen nopeuden määrityksessä on oleellista ainoastaan matkaviestimien asettaminen nopeusjärjestykseen. Keksinnön kannalta ei ole mer-5 kitystä sillä, miten nopeusjärjestys saavutetaan. Joitakin menetelmiä matkaviestimen MS nopeuden määrittämiseksi on esitetty esimerkiksi patenttihakemusjulkaisuissa WO 92/01950 ja FI 953013.

Makrosolun M liikennekuormitusta tarkkaillaan, jot-10 ta kanavanvaihdoilla ei tukittaisi verkkoa. Kuvion 3 kohdassa 34 verrataan makrosolun M kuormitusta ennalta asetettuun tavoitekuormitukseen Lopt· Mikäli kuormitus on pienempi kuin tavoite Lopt, kasvatetaan makrosolukohtaisen kynnyspalveluajan R arvoa (kohta 35) , jotta suurempi osa 15 mikrosolujen 1, 2 ja 3 kuormituksesta ohjautuisi makroso- luun M. Kohdassa 36 verrataan makrosolun M liikennekuormitusta ennalta asetettuun maksimikuormitusarvoon Lma*. Mikäli maksimikuormitus L^x ylitetään, pienennetään kynnyspalvelua jän R arvoa siirrettävien matkaviestimien MS lukumää-20 rän vähentämiseksi (kohta 37). Mikrosolujen 1, 2, 3 palve-luaikatilastointilaskennassa käytetään jatkossa uutta kyn-nyspalveluaika R aiemmin asetetun kynnyspalveluajän R sijasta. Yhden kanavanvaihdon kriteeriarvon, tässä kynnys-palvelua jän R, säätämisellä pystytään siis säätämään usean 25 mikrosolun 1, 2 ja 3 kanavanvaihtokynnystä solutasolta toiselle. Kuormitusarvojen Lopt ja Lmav ollessa yhtä suuret suoritetaan menetelmässä kynnyspalveluajan R jatkuvaa säätöä. Joillekin mikrosoluille voidaan tarvittaessa osoittaa oma mikrosolukohtainen kynnyspalveluaika, jolla voidaan 30 hienosäätää makrosolukohtaista kynnyspalveluaikaa R.

Kuviossa 4 on esitetty esimerkinomaisesti eräs palveluaika jakauma. Kuvion vaaka-akseli kuvaa palveluaikaa T ja pystyakseli todennäköisyystiheyttä f{T). Kuvioon on piirretty kynnyspalveluajän R kohdalle pystyviiva. Pysty-35 viivan vasemmalle puolelle jäävä osa jakaumasta kuvastaa u 103007 niiden matkaviestimien osuutta, joiden palveluaika on lyhyempi kuin kynnyspalveluaika R.

Useamman kuin kahden solutason matkaviestinjärjestelmissä menetelmää voidaan soveltaa valitsemalla koh-5 desolu joltakin ylemmältä solutasolta. Kaikki solutasot voidaan kattaa ketjuttamalla menetelmän käyttöä halutulla tavalla.

Sovellettaessa keksinnön mukaista menetelmää kanavanvaihtoon makrosolusta mikrosoluun ovat periaatteet 10 edellä kuvatun mikrosolusta makrosoluun -sovelluksen kaltaisia. Haluttaessa siirtää matkaviestimiä ylemmältä solutasolta alemmalle solutasolle mitataan edellä kuvatun mukaisesti mikrosolukohtaisia palveluaikoja ja tarkastellaan makrosolun M kuormitusta. Mikrosolukohtaisista palveluai-15 kajakaumista lasketaan niiden palveluaikojen mikrosolukoh-tainen prosentuaalinen osuus Pn, jotka ovat makrosolukoh-taista kynnyspalveluaikaa R pitempiä. Prosentuaalinen osuus Pi mikrosolun 1 palvelualueella olevista makrosoluun M kytkeytyneistä matkaviestimistä MS siirretään mik-20 rosoluun 1, aloittaen hitaimmista matkaviestimistä. Makrosolun kuormituksen alittaessa halutun kuormitustason Lopt kasvatetaan kynnyspalveluaikaa R ja kuormituksen ylittäessä maksimikuormituksen Lmax pienennetään kynnyspalveluai-ka-arvoa R. Jos mikrosolun 1 maksimiliikennekuormitus yli-25 tettäisiin kanavanvaihdon seurauksena, ei makrosolusta M siirretä matkaviestimiä mikrosoluun 1. Esillä olevan keksinnön kanavanvaihtomenetelmällä matkaviestimiä siirretään lukumääräisesti enemmän palvelualueeltaan suurempiin mik-rosoluihin, esimerkiksi mikrosoluun 2, kuin pieniin mikro-30 soluihin, kuten mikrosoluihin 1 ja 3, vaikka kynnyspalveluaika R on yhteinen kaikille makrosolun M alueella oleville mikrosoluille 1, 2 ja 3.

Menetelmän laskenta ja kanavanvaihdot voidaan suorittaa myös esimerkiksi tietyin väliajoin. Samassa mik-35 rosolumakrosoluympäristössä voidaan soveltaa keksinnön mu- 12 103007 kaista menetelmää molempiin suuntiin eli kanavanvaihtoon mikrosolusta makrosoluun ja makrosolusta mikrosoluun. Tällöin siirretään nopeimpia matkaviestimiä makrosoluun ja vastaavasti hitaimpia matkaviestimiä mikrosoluun.

5 Järjestely keksinnön mukaisen menetelmän suoritta miseksi on edullisesti sijoitettu kanavanvaihtopäätöksiä tekevien välineiden yhteyteen, esimerkiksi tukiasemaohjaimen BSC yhteyteen. Järjestely voidaan myös hajauttaa järjestelmän eri yksiköille, esimerkiksi sijoittamalla palve-10 luaikoja määrittävät välineet tarkasteltavan solun tu kiasemalle BTS. Järjestely käsittää rekisteröintivälinei-tä, ajanottovälineitä, laskentavälineitä ja kanavanvaih-donohjausyksikön. Jokaiselle solulle on järjestetty omat välineet.

15 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoi tettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen kanavanvaihto-menetelmä monitasoisen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka 20 keksintöä onkin edellä selitetty lähinnä mikrosolusta mak rosoluun suoritettavan kanavanvaihdon yhteydessä, soveltuu menetelmä myös toisinpäin suoritettaviin kanavanvaihtoihin. Menetelmä soveltuu erinomaisesti käytettäväksi myös CDMA-matkaviestinjärjestelmissä, joissa verkon solu-25 kokoja muutetaan liikennekapasiteetin mukaan.

Claims (11)

13 103007

1. Kanavanvaihtomenetelmä monitasoisen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden 5 mikrosolun (1, 2, 3) ja ainakin yhden makrosolun (M), jolloin mikrosolun (1, 2, 3) peittoalue on ainakin pääosin makrosolun (M) peittoalueen sisällä, mikrosolutason muodostaessa alemman solutason ja makrosolutason muodostaessa ylemmän solutason, jossa menetelmässä tarkasteltava solu 10 ja kohdesolu sijaitsevat matkaviestinjärjestelmän eri solutasoissa, määritetään alemman solutason solun palvelualueella olevien matkaviestimien (MS) suhteelliset liikkumisnopeudet ja tarkkaillaan ylemmän solutason solun liikennekuormitusta, tunnettu siitä, että menetelmäs-15 sä määritetään palveluajat alemman solutason solun palvelualueella, määritetään tarkasteltavassa palveluaika-aineistos-sa tietyn ennalta asetetun kynnyspalveluajan R rajaamien 20 palveluaikojen lukumäärän prosentuaalinen osuus P, siirretään kaikista tarkasteltavan solun palvelualueella olevista matkaviestimistä (MS) suhteellisen liikkumisnopeuden järjestyksessä prosentuaalinen osuus P koh-desoluun, ja 25 säädetään ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R ylemmän solutason solun halutun liikennekuormitusasteen saavuttamiseksi.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda bestämning av servicetider i 30 cellen pä den lägre cellnivän omfattar följande steg: servicetider pä serviceomrädet för cellen pä den lägre cellnivän mäts och servicetiderna lagras i ett kontinuerligt regist-rerande register. 35 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, 18 103007 kännetecknat av att nämnda servicetidmaterial omfattar servicetider bestämda under en given tidsperiod.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu palveluaikojen määrittä- ; 30 minen alemman solutason solussa käsittää seuraavat toimen- pideaskeleet: mitataan palveluajat alemman solutason solun palvelualueella ja tallennetaan palveluajat jatkuvatallenteiseen re-35 kisteriin. 14 103007

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu palveluaika-aineisto käsittää tietyn ajanjakson aikana määritetyt palveluajat.

4. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att nämnda servicetidsmaterial 5 omfattar ett givet antal senast bestämda servicetider.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että mainittu palveluaika-aineisto käsittää tietyn lukumäärän viimeksi määritettyjä palvelu-aikoj a.

5. Förfarande enligt patentkrav 1, 2, 3 eller 4, kännetecknat av att, dä mälcellen ligger pä en högre cellnivä än cellen som observeras, nämnda servicetider som avgränsas av den förut-10 bestämda tröskelservicetiden R omfattar servicetider som är kortare än tröskelservicetiden R, och den procentuella andelen P mobilstationer (MS) som skall överföras tili mälcellen omfattar de snabbaste mobilstationerna (MS). 15 6. Förfarande enligt patentkrav 1, 2, 3 eller 4, kännetecknat av att, dä mälcellen ligger pä en lägre cellnivä än cellen som observeras, nämnda servicetider som avgränsas av den förut-bestämda tröskelservicetiden R omfattar servicetider som 20 är längre än tröskelservicetiden R, den procentuella andelen P mobilstationer (MS) som skall överföras tili mälcellen omfattar de längsammaste mobilstationerna (MS), och inga mobilstationer (MS) överförs tili mälcellen, 25 om ett förutbestämt maximivärde för mälcellens trafik- belastning överskrids. 7. Överkopplingsförfarande frän mikrocell tili makrocell i ett mobilkommunikationssystem med celltäckning i flera niväer, vilket system omfattar ätminstone en : 30 mikrocell (1, 2, 3) och ätminstone en makrocell (M), varvid mikrocellens (1, 2, 3) täckningsomräde ätminstone huvudsakligen ingär i makrocellens (M) täckningsomräde, i vilket förfarande relativa rörelsehastigheter av mobilstationer (MS) inom mikrocellens (1, 2, 3) serviceomräde 35 bestäms och makrocellens (M) trafikbelastning obsereras, 19 103007 kännetecknat av att servicetider pä mikrocellens (1, 2, 3) service-omräde bestäms, den procentuella andelen P av antalet service-5 tider kortare än en given förutbestämd tröskelservicetid R beräknas i ett servicetidmaterial som observeras, en procentuell andel P av alla i mikrocellens (1, 2, 3) serviceomräde befintliga mobilstationer (MS) överförs tili makrocellen (M) i ordningen för den relativa 10 rörelsehastigheten, sä att de snabbaste mobilstationerna (MS) stär först i tur, och den förutbestämda tröskelservicetiden R justeras för att uppnä önskad trafikbelastningsgrad i makrocellen (M) . 15 8. Förfarande enligt patentkrav 7, känne tecknat av att nämnda bestämning av mikrocellens (1, 2, 3) servicetider omfattar följande steg: servicetiderna pä mikrocellens (1, 2, 3) service-omräde mäts och 20 servicetiderna lagras i ett kontinuerligt registrerande register.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdesolun sijaitessa 10 ylemmällä solutasolla kuin tarkasteltava solu mainitut ennalta asetetun kynnyspalveluajan R rajaamat palveluajat käsittävät palveluajat, jotka ovat lyhyempiä kuin kynnyspalveluaika R, ja kohdesoluun siirrettävä prosentuaalinen osuus P 15 matkaviestimistä (MS) käsittää nopeimmat matkaviestimet (MS) .

6. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdesolun sijaitessa alemmalla solutasolla kuin tarkasteltava solu 20 mainitut ennalta asetetun kynnyspalveluajän R ra jaamat palveluajat käsittävät palveluajat, jotka ovat pitempiä kuin kynnyspalveluaika R, kohdesoluun siirrettävä prosentuaalinen osuus P matkaviestimistä (MS) käsittää hitaimmat matkaviestimet 25 (MS) ja kohdesoluun ei siirretä matkaviestimiä (MS), jos kohdesolun liikennekuormituksen ennalta asetettu maksimiarvo ylitetään.

7. Kanavanvaihtomenetelmä mikrosolusta makrosoluun 30 monitasoisen solupeiton matkaviestinjärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden mikrosolun (1, 2, 3) ja ainakin yhden makrosolun (M), jolloin mikrosolun (1, 2, 3) peitto- alue on ainakin pääosin makrosolun (M) peittoalueen sisällä, jossa menetelmässä määritetään mikrosolun (1, 2, 3) 35 palvelualueella olevien matkaviestimien (MS) suhteelliset 15 103007 liikkumisnopeudet ja tarkkaillaan makrosolun (M) liikenne-kuormitusta, tunnettu siitä, että menetelmässä määritetään palveluajat mikrosolun (1, 2, 3) pal velualueella, 5 lasketaan tarkasteltavassa palveluaika-aineistossa tiettyä ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R lyhyempien palveluaikojen lukumäärän prosentuaalinen osuus P, siirretään makrosoluun (M) prosentuaalinen osuus P kaikista mikrosolun (1, 2, 3) palvelualueella olevista 10 matkaviestimistä (MS) suhteellisen liikkumisnopeuden jär jestyksessä, aloittaen nopeimmista matkaviestimistä (MS) , ja säädetään ennalta asetettua kynnyspalveluaikaa R makrosolun (M) halutun liikennekuormitusasteen saavuttami-15 seksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu mikrosolun (1, 2, 3.) palveluaikojen määrittäminen käsittää seuraavat toimenpi-deaskeleet: 20 mitataan palveluajat mikrosolun (1, 2, 3) palvelu alueella ja tallennetaan palveluajat jatkuvatallenteiseen rekisteriin .

9. Förfarande enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknat av att nämnda servicetidmaterial omfattar servicetider bestämda under en given tidsperiod. 25 10. Förfarande enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknat av att nämnda servicetidmaterial omfattar ett givet antal senast bestämda servicetider.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että mainittu palveluaika-aineisto käsittää tietyn ajanjakson aikana määritetyt palveluajat

10. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu palveluaika-aineisto käsittää tietyn lukumäärän viimeksi määritettyjä palvelu- 30 aikoja.

11. Patenttivaatimuksen 7, 8, 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ennalta asetetun kynnyspalveluajän R säätäminen käsittää kynnyspalveluajan R kasvattamisen, kun makrosolun 35 (M) kuormitusta halutaan kasvattaa ja 103007 16 kynnyspalveluajan R pienentämisen, kun makrosolun (M) kuormitusta halutaan pienentää. 17 103007 1. Överkopplingsförfarande i ett mobilkommunika-tionssystem med celltäckning i flera niväer, vilket system 5 omfattar ätminstone en mikrocell (1, 2, 3) och ätminstone en makrocell (M), varvid mikrocellens (1, 2, 3) täcknings-omräde ätminstone huvudsakligen ingär i makrocellens (M) täckningsomräde, varvid mikrocellnivän bildar en lägre cellnivä och makrocellnivän bildar en övre cellnivä, i 10 vilket förfarande cellen som observeras och mälcellen befinner sig pä olika cellniväer i mobilkommunikations-systemet, relativa rörelsehastigheter för mobilstationer (MS) inom den lägre cellniväns serviceomräde bestäms och trafikbelastningen för cellen pä den Övre cellnivän 15 observeras, kännetecknat av att servicetider pä serviceomrädet för cellen pä den lägre cellnivän bestäms, den procentuella andelen P av antalet servicetider som avgränsas av en förutbestämd tröskelservicetid R 20 bestäms i det observerade servicetidmaterialet, den procentuella andelen P överförs frän alla mobilstationer (MS) inom den observerade cellens serviceomräde överförs tili mälcellen i ordningen för den relativa rörelsehastigheten, och 25 den förutbestämda tröskelservicetiden R justeras för att uppnä önskad trafikbelastningsgrad för cellen pä den högre cellnivän.

11. Förfarande enligt patentkrav 7, 8, 9 eller 10, kännetecknat av att nämnda justering av 30 den förutbestämda tröskelservicetiden R omfattar ökning av tröskelservicetiden R, dä makrocellens (M) belastning önskas öka, och minskning av tröskelservicetiden R, dä makrocellens (M) belastning önskas minska.