FI103851B

FI103851B - Menetelmä lähetystason mittauksen helpottamiseksi ja tukiasema

Info

Publication number: FI103851B
Application number: FI963698A
Authority: FI
Inventors: Harri Jokinen; Harri Posti; Marko Silventoinen; Jari Ryynaenen
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1999-09-30
Also published as: WO1998012678A2; DE69730354D1; EP0976277B1; WO1998012678A3; FI963698A0; US6639908B1; FI963698A; AU727513B2; CN1231110A; NO991293L; EP0976277A2; AU4304397A; FI103851B1; JP2001500700A; ATE274278T1; CN1095308C; NO991293D0

Description

103851

Menetelmä lähetyetaeon mittauksen helpottamiseksi ja tukiasema *

Tekniikan ala 5 Keksinnön kohteena on menetelmä lähetystason mit tauksen helpottamiseksi, jota menetelmää käytetään radiojärjestelmässä, johon kuuluu ainakin yksi tukiasema ja tilaajapäätelaite ja jossa lähetys tapahtuu kehyksessä, johon kuuluu aikavälejä, ja jossa radiojärjestelmässä tulo kiasema lähettää yleislähetystä, jota tilaajapäätelaite käyttää hyväksi vertaillessaan eri tukiasemien signaalien voimakkuuksia.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä lähetystason mittauksen helpottamiseksi, jota menetelmää käytetään ra-15 diojärjestelmässä, johon kuuluu useampi kuin yksi tukiasema ja ainakin yksi tilaajapäätelaite ja jossa lähetys moduloidaan kantoaallolla ja lähetys tapahtuu kehyksessä, johon kuuluu aikavälejä, ja jossa radiojärjestelmässä useampi kuin yksi tukiasema lähettää samalla kantoaallolla 20 moduloituna omaa yleislähetystään, jota tilaajapäätelaite käyttää hyväksi vertaillessaan eri tukiasemien signaalien voimakkuuksia.

Keksinnön kohteena on lisäksi tukiasema, joka on sovitettu käytettäväksi radiojärjestelmässä, joka käsittää 25 ainakin yhden tukiaseman ja tilaajapäätelaitteen ja jossa lähetys käsittää kehyksiä, jotka käsittävät aikavälejä, ja jossa radiojärjestelmässä tukiasema on sovitettu lähettämään yleislähetystä, jota tilaajapäätelaite on sovitettu käyttämään hyväksi vertaillessaan eri tukiasemien signaa-30 lien voimakkuuksia.

' · Keksinnön kohteena on myös tukiasema, joka on sovi tettu käytettäväksi radiojärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman ja tilaajapäätelaitteen ja jossa lähetys on sovitettu moduloitavaksi kantoaallolla ja lähe-35 tys käsittää kehyksiä, jotka käsittävät aikavälejä, ja jossa radiojärjestelmässä useampi kuin yksi tukiasema on 2 103851 sovitettu lähettämään samalla kantoaallolla moduloituna omaa yleislähetystään, jota tilaajapäätelaite on sovitettu käyttämään hyväksi vertaillessaan eri tukiasemien signaalien voimakkuuksia.

S Tekniikan taso

Tyypillisessä aikajakoisessa radiojärjestelmässä kuten GSM-järjestelmä (Global System for Mobile Communication) lähetys tapahtuu kehysrakenteisesti siten, että yksi kehys käsittää ennalta määrätyn määrän aikavälejä. Tyypil-10 lisessä radiojärjestelmässä tukiasema lähettää jatkuvasti jossain aikavälissä majakkasignaalia, jotta tilaajapääte-laitteet tietäisivät, minkä tukiaseman tai tukiasemien kuuluvuusalueella ne ovat. Majakkasignaalina toimii erillinen pilottisignaali tai yleislähetyskanavan (Broadcast 15 Channel) yleislähetys. Tunnetun tekniikan tason mukaisissa järjestelmissä tilaajapäätelaite kuuntelee oman tukiasemansa yleislähetystä, joka lähetetään kehyksen ensimmäisessä aikavälissä. Yleislähetys käsittää tietoa, joka on tärkeää erityisesti aktiivitilassa käytettäessä liikenne-20 kanavaa (Traffic channel). Tilaajapäätelaite saa omalta tukiasemaltaan muun muassa tietoja, joiden avulla tilaaja-päätelaite kuuntelee ja mittaa myös naapurisolujen yleis-lähetyksiä. Kun tilaajapäätelaitteen oman ja naapurisolu-jen yleislähetyksen voimakkuus on tiedossa, voidaan esi-25 merkiksi päättää, mikä on paras ehdokas uudeksi tukiasemaksi kanavanvaihdossa (Hand over).

Erityisesti pienikapasiteettisissä tukiasemissa, joissa on vain yksi lähetinvastaanotin, vaatimus jatkuvan majakkasignaalin lähettämisestä estää sellaisten kapasi-30 teettia ja laatua parantamaan tarkoitettujen ominaisuuksi-·. en hyödyntämisen kuten taajuushyppely, epäjatkuva lähetys ja tehon ohjaus. Toisaalta vain ensimmäisessä aikavälissä lähetetty yleislähetys ei mahdollista tukiasemien yleislä-hetysten monitorointia erityisesti tilaajapäätelaitteen 35 ollessa aktiivitilassaan.

3 103851

Keksinnön tunnusmerkit

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin toteut-taa menetelmä, jossa mahdollistetaan naapurisolujen lähetystehojen jatkuvat mittaukset ilman erillistä majak-5 kasignaalia.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että tukiasema lähettää yleislähetyksensä peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä.

10 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on myös tunnus omaista, että kukin tukiasema lähettää yleislähetyksensä peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä.

Keksinnön mukaiselle tukiasemalle on tunnusomaista, että tukiasema on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä 15 peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä.

Keksinnön mukaiselle tukiasemalle on myös tunnusomaista, että kukin tukiasema on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä .

20 Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan huo mattavia etuja. Keksintö mahdollistaa myös tilaajapääte-laitteen aktiivitilassa yleislähetysten monitoroinnin ja lähetystehon jatkuvat mittaukset, joita käytetään hyväksi esimerkiksi kanavanvaihdossa.

. 25 Kuvioiden selitys

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää radiojärjestelmää, kuvio 2 esittää kehysrakennetta, 30 kuvio 3 esittää kehyksiä ja yleislähetyksen siirtoa ·. kehysrakenteessa, kuvio 4 esittää kehyksiä ja yleislähetyksen siirtoa kehysrakenteessa, kuvio 5 esittää kehyksiä ja useiden tukiasemien 35 yleislähetyksien siirtoa kehysrakenteessa ja • ♦ 4 103851 kuvio 6 esittää tukiaseman lähettimen lohkokaaviota .

Edullisten toimintamuotojen kuvaus

Keksinnön mukainen ratkaisu sopii käytettäväksi 5 erityisesti GSM- ja DCS-radiojärjestelmään niihin kuitenkaan rajoittumatta.

Kuviossa 1 on esitetty tyypillinen digitaalinen radiojärjestelmä, joka käsittää tukiasemat 1 ja 9, tilaaja-päätelaitteet 2 - 4 ja tukiasemaohjaimen 5. Tukiasema 1 on 10 yhteydessä tilaajapäätelaitteiden 2-4 kanssa signaaleilla 6 - 7 . Tukiasema 1 on yhteydessä tukiasemaohjaimeen 5 digitaalisella siirtolinkillä 8. Tilaajapäätelaite 2-4 on tavallisesti matkapuhelin. Tukiasemien 1 ja 9 ja tilaajapäätelaitteiden 2-4 väliset signaalit 6-7 käsittävät 15 digitoitua informaatiota, joka on tilaajien tuottamaa puhe- tai datainformaatiota tai radiojärjestelmän tuottamaa ohj ausinformaatiota.

Tarkastellaan nyt keksinnön mukaista menetelmää kuvioiden 2-5 avulla. GSM-järjestelmässä käyttäjät on ero-20 teltu toisistaan kantoaaltojen taajuuksilla. Yhdellä kantoaallolla voi olla enintään kahdeksan käyttäjää, jotka puolestaan on erotettu aika-avaruudessa toisistaan aikaväleillä. Kuviossa 2 on esitettynä tyypillinen tällainen GSM-kehysrakenne, jossa on kahdeksan aikaväliä 10 - 17.

25 Jos tilaajapäätelaite vastaanottaa yleislähetyksen aikavälissä 10, tilaajapäätelaite 2-4 lähettää aikavälissä 13 ja monitoroi yleisesti tukiasemien signaaleja aikaväleissä 15 ja 16. Koska tilaajapäätelaitteen 2-4 vastaanottoajankohta voi olla mikä tahansa aikaväleistä 10 - 17, voi 30 myös tilaajapäätelaitteen lähetys ja monitorointi tapahtua missä aikavälissä tahansa. Tästä syystä, jotta tilaajapää-telaite voisi käyttää hyväkseen yleislähetystä, yleislähetyksen tulee tapahtua koko ajan.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa mahdollistetaan 35 yleislähetyksen jatkuva monitorointi siten, että tukiasema lähettää yleislähetyksensä peräkkäisissä kehyksissä eri • · 5 103851 aikaväleissä siten, että yleislähetys lähetetään pitkällä ajanjaksolla oleellisesti kaikissa kehyksen aikaväleissä. Kuviossa 3 on esitetty yksi tällainen keksinnön mukainen ratkaisu. Kuvio 3 käsittää aikavälit 10 - 17 kehyksissä 20 5 - 24. Aluksi kehyksessä 20 yleislähetys BCCH lähetetään aikavälissä 10. Seuraavaa kehystä 21 varten yleislähetystä BCCH liu'utetaan yhden aikavälin verran aikaväliin li. Näin jatketaan, kunnes tullaan kehykseen 23, jossa yleislähetys BCCH on aikavälissä 17. Tämän jälkeen kehystä 24 10 varten yleislähetys BCCH liu'utetaan takaisin aikaväliin 10. Näin yleislähetyksen BCCH liukuminen eli siirtyminen toteutetaan siirtymällä viimeisestä aikavälistä ensimmäiseen aikaväliin kehyksen käsittämien aikavälien rajoissa. Tämän ratkaisun mahdollistamiseksi sekä puhekoo-15 dauksen että kanavakoodauksen tulee myös sopeutua uuteen ja alentuneeseen tiedonsiirtonopeuteen, joka on 7/8 alkuperäisestä .

Keksinnön mukaisessa toisessa ratkaisussa myös lii-kennelähetykset TCH siirryttävät. Tätä havainnollistetaan 20 kuviossa 4. Liikennelähetykset TCH siirtyvät pois aikavälistä, jossa yleislähetys BCCH lähetetään. Tämä tapahtuu edullisesti siten, että mainittu liikennelähetys TCH siirtyy yleislähetyksen BCCH suhteen viereiseen aikaväliin. Eli olkoon yleislähetyksen BCCH aikaväli N. Tällöin tästä : 25 aikavälistä N pois siirtyvä liikennelähetys TCH lähetetään aikavälissä N + 1 tai N - 1. Etuna tässä ratkaisussa on erityisesti se, ettei puhe- eikä kanavakoodausta tarvitse muuttaa. Myös tässä ratkaisussa siirtymiset toteutetaan siten, että viimeisestä aikavälistä ensimmäiseen aikavä-30 liin kehyksen käsittämien aikavälien rajoissa.

" *· Kuviossa 5 on esitetty vielä yksi keksinnön mukai nen ratkaisu. Tässä menetelmässä kukin tukiasema 30 - 33 (ei esitetty kuviossa) lähettää mainituille tukiasemille yhteisellä kantoaallolla moduloitua yleislähetystä BCCH, 35 jota tässä tarkennetusti merkitään BCCH30 - BCCH33:lla, eri aikaväleissä 10 - 17. Tässä ratkaisussa eri tukiasemi- • · 103851 6 en yleislähetyksellä BCCH30 - BCCH33 on siis oma taajuuskaista. Koska radiojärjestelmä on tässä keksinnöllisessä ratkaisussa synkronoitu, yleislähetysten BCCH30 - BCCH33 keskinäinen liu'uttaminen aikavälistä toiseen kehyksen 20 5 - 24 vaihtuessa on mahdollista. Tässäkin ratkaisussa etuna on, että liikennelähetyksiin TCH ei tarvita muutoksia eikä myöskään puhe- eikä kanavakoodaus muutu.

Seuraavassa tarkennetaan keksinnön mukaista menetelmää. Tukiasema lähettää yleislähetyksensä BCCH minkä 10 tahansa kahden peräkkäisen kehyksen eri aikaväleissä siten, että yleislähetys lähetetään kaikissa kehysrakenteen aikaväleissä pitkällä ajanjaksolla. Tämä tarkoittaa sitä, että kaikkia kehysrakenteen aikavälejä käytetään sitä todennäköisemmin, mitä pitempi aika on kulunut.

15 Tukiasema lähettää yleislähetyksensä ennalta määrä tyssä aikavälissä ja edullisesti tarkemmin määriteltynä tukiasema lähettää peräkkäisissä kehyksissä yleislähetyksensä peräkkäisissä aikaväleissä. Jos siis yleislähetys on kehyksessä M aikavälissä N, jossain seuraavassa aikavälis-20 sä M + b yleislähetys liu'utetaan aikaväliin N + b tai N - b, missä M, N ja b ovat positiivisia kokonaislukuja.

Kun tukiasema lähettää yleislähetystä tietyssä aikavälissä, tukiasema lähettää mainittuun aikaväliin tarkoitetun liikennelähetyksensä yleislähetyksen jommalla 25 kummalla puolella vieressä olevassa aikavälissä.

Keksinnön toisessa toteutusmuodossa useampi kuin yksi tukiasema lähettää omaa yleislähetystään samalla kantoaallolla moduloituna kehyksen eri aikaväleissä ja kukin tukiasema lähettää yleislähetyksensä minkä tahansa kahden 30 peräkkäisen kehyksen eri aikaväleissä. Tässäkin ratkaisus-; sa kukin tukiasema myös lähettää edullisesti yleislähetyk sensä peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä siten, että yleislähetys lähetetään oleellisesti kaikissa kehyksen aikaväleissä sitä todennäköisemmin, mitä pitempi aika on 35 kulunut.

• 7 103851

Kuvioissa 2-5 esitettyjen keksinnöllisten ratkaisujen lisäksi yleislähetystä voidaan siirtää kehysrakenteessa aikavälistä toiseen millä tahansa satunnaisella tai ennalta määrätyllä tavalla. Tukiasema ilmoittaa edullises-5 ti yleislähetyksen siirroista ja/tai siirtotavasta tilaa-japäätelaitteelle tai siirrot ja/tai siirtotavat ovat ennalta määrättyjä.

Kuviossa 6 on esitettynä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttavan tukiaseman lohkokaavio. Tukiasema kä-10 sittää kanavakooderin 62, modulaattorin 63, radiotaajuus-välineet 64, antennin 65 ja ohjausvälineet 66. Digitaalinen data tulee kanavakooderiin 62, joka lisää datavuohon redundanssia niin, että kanavan aiheuttamat virheet voitaisiin paremmin korjata vastaanottimessa. Kanavakooderis-15 ta 62 signaali etenee modulaattoriin 63, joka muuttaa kanavakooderin 62 muodostaman diskreetin symbolivirran ajasta riippuvaksi funktioksi eli aaltomuodoksi. Tämä modulaattorin 63 muodostama aaltomuotovuo tunnetun tekniikan mukaisesti moduloidaan radiotaajuiseksi radiotaajuusväli-20 neissä 64 kantoaallolla ja suodatetaan. Radiotaajuinen signaali lähetetään antennin 65 kautta. Lähettimen toimintaa ohjaa ohjausvälineet 66, jolla muun muassa yleislähetyksen ja liikennelähetyksen aikavälejä voidaan muuttaa keksinnöllisen menetelmän mukaisesti.

: 25 Keksinnön mukaiset ratkaisut voidaan toteuttaa eri tyisesti digitaalisen signaalinkäsittelyn osalta esimerkiksi ASIC- tai VLSI-piireillä. Suoritettavat toiminnot toteutetaan edullisesti ohjelmina mikroprosessoritekniik-kaa hyväksi käyttäen.

30 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims

1. Menetelmä lähetystason mittauksen helpottamiseksi, jota menetelmää käytetään radiojärjestelmässä, johon 5 kuuluu ainakin yksi tukiasema (1 ja 9) ja tilaajapäätelai-te (2 - 4) ja jossa lähetys tapahtuu kehyksessä, johon kuuluu aikavälejä (10 - 17) , ja jossa radiojärjestelmässä tukiasema (1) lähettää yleislähetystä (BCCH), jota tilaa-japäätelaite (2 - 4) käyttää hyväksi vertaillessaan eri 10 tukiasemien (1 ja 9) signaalien voimakkuuksia, tunnettu siitä, että tukiasema (1) lähettää yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä (10 - 17).

2. Menetelmä lähetystason mittauksen helpottamisek-15 si, jota menetelmää käytetään radiojärjestelmässä, johon kuuluu useampi kuin yksi tukiasema (1 ja 9) ja ainakin yksi tilaajapäätelaite (2 - 4) ja jossa lähetys moduloidaan kantoaallolla ja lähetys tapahtuu kehyksessä, johon kuuluu aikavälejä (10 - 17) , ja jossa radiojärjestelmässä 20 useampi kuin yksi tukiasema (1 ja 9) lähettää samalla kantoaallolla moduloituna omaa yleislähetystään (BCCH), jota tilaajapäätelaite (2 - 4) käyttää hyväksi vertaillessaan eri tukiasemien (1 ja 9) signaalien voimakkuuksia, tunnettu siitä, että : 25 kukin tukiasema (1 ja 9) lähettää yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä (10 17) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukiasema (1 ja 9) lähettää 30 yleislähetyksensä (BCCH) ennalta määrätyssä aikavälissä : (10 - 17).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäisissä kehyksissä tukiasema (1 ja 9) lähettää yleislähetyksensä (BCCH) peräk- 35 käisissä aikaväleissä (10 - 17) . • I 103851

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukiaseman (1 ja 9) lähettäessä yleislähetystä (BCCH) tietyssä aikavälissä (10 - 17) tukiasema (1 ja 9) lähettää mainittuun aikaväliin (10 - 5 17) tarkoitetun liikennelähetyksensä (TCH) oleellisesti viereisessä aikavälissä (10 - 17).

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin tukiasema (1 ja 9) lähettää yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä kehyksissä 10 eri aikaväleissä (10 - 17) siten, että yleislähetys (BCCH) lähetetään oleellisesti kaikissa kehyksen aikaväleissä (10 - 17) sitä todennäköisemmin, mitä pitempänä ajanjaksona yleislähetystä (BCCH) lähetetään.

7. Tukiasema (1 ja 9), joka on sovitettu käytettä-15 väksi radiojärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman (1 ja 9) ja tilaajapäätelaitteen (2 - 4) ja jossa lähetys käsittää kehyksiä, jotka käsittävät aikavälejä (10 - 17) , ja jossa radiojärjestelmässä tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään yleislähetystä (BCCH), jota tilaaja- 20 päätelaite (2 - 4) on sovitettu käyttämään hyväksi ver taillessaan eri tukiasemien (1 ja 9) signaalien voimakkuuksia, tunnettu siitä, että tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä kehyksissä eri aikavä-25 leissä (10 - 17) .

8. Tukiasema (1 ja 9), joka on sovitettu käytettäväksi radiojärjestelmässä, joka käsittää ainakin yhden tukiaseman (1 ja 9) ja tilaajapäätelaitteen (2 - 4) ja jossa lähetys on sovitettu moduloitavaksi kantoaallolla ja lähe- 30 tys käsittää kehyksiä, jotka käsittävät aikavälejä (10 -17), ja jossa radiojärjestelmässä useampi kuin yksi tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään samalla kantoaallolla moduloituna omaa yleislähetystään (BCCH), jota tilaajapäätelaite (2 - 4) on sovitettu käyttämään hyväksi 35 vertaillessaan eri tukiasemien (1 ja 9) signaalien voimakkuuksia, tunnettu siitä, että 10 103851 kukin tukiasema (l ja 9) on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä (10 - 17) .

8 103851

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen tukiasema 5 (1 ja 9), tunnettu siitä, että tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä (BCCH) ennalta määrätyssä aikavälissä (10 - 17) .

10. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen tukiasema (1 ja 9), tunnettu siitä, että peräkkäisissä ke- 10 hyksissä tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä aikaväleissä (10 -17) .

11. Patenttivaatimuksen 7 ja 8 mukainen tukiasema (1 ja 9), tunnettu siitä, että tukiaseman (1 ja 9) 15 ollessa sovitettu lähettämään yleislähetystä (BCCH) tietyssä aikavälissä (10 - 17) tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään mainittuun aikaväliin (10 - 17) tarkoitetun liikennelähetyksensä (TCH) oleellisesti viereisessä aikavälissä (10 - 17).

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tukiasema (1 ja 9), tunnettu siitä, että kukin tukiasema (1 ja 9) on sovitettu lähettämään yleislähetyksensä (BCCH) peräkkäisissä kehyksissä eri aikaväleissä (10 - 17) käyttäen oleellisesti kaikkia kehyksen aikavälejä (10 - 17). 11 103851