FI104682B - Kanavanvaihto matkaviestinjärjestelmässä - Google Patents

Description

104682

Kanavanvaihto matkaviestinjärjestelmässä Keksinnön soveltamisala

Keksintö koskee kanavanvaihtomenetelmää matkaviestinjärjestelmässä, jossa radiosignaalin virheenkorjaus voidaan järjestää eri suojaustasoin.

5 Menetelmässä mitataan matkaviestimessä tukiasemien signaalin tasoa ja/tai laatua, mitataan tukiasemalla matkaviestimen signaalin laatua ja tasoa, verrataan näin saatuja mittaustuloksia ja yhteyden muita suureita kanavanvaihtokri-teereihin ja suoritetaan kanavanvaihto (handover) lähtösolusta kohdesoluun, kun kanavanvaihtokriteerit täytetään.

10 Keksintö koskee myös matkaviestinjärjestelmää kanavanvaihdon to teuttamiseksi.

Keksinnön taustaa

Solukkotyyppisissä matkaviestinjärjestelmissä radiopeitto toteutetaan useilla hieman päällekkäin sijaitsevilla radiosoluilla. Matkaviestimen siirtyessä 15 solusta toiseen suoritetaan kanavanvaihto (handover) uuteen radiosoluun ennalta määrättyjen handover-kriteerien perusteella. Kanavanvaihto pyritään toteuttamaan tavalla, joka häiritsee mahdollisimman vähän käynnissä olevaa puhelua. Kanavanvaihto aiheutuu normaalisti radiotien kriteerien perusteella mutta handover voidaan tehdä muistakin syistä, kuten esimerkiksi kuormituksen jaka-20 miseksi tai lähetystehojen pienentämiseksi. Kanavanvaihto voidaan suorittaa myös solun sisäisesti liikennekanavalta toiselle.

Oheisen piirustuksen kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistettu yleiseurooppalaisen GSM-matkaviestinjärjestelmän lohkokaavio. Matkaviestin MS

t (Mobile Station) on radioteitse kytkeytyneenä johonkin tukiasemaan BTS (Base 25 Transceiver Station), kuvion 1 tapauksessa tukiasemaan BTS1. Tukiasemajärjestelmä BSS (Base Station System) koostuu tukiasemaohjaimesta BSC (Base Station Controller) ja sen alaisuudessa olevista tukiasemista BTS. Matkapuhelinkeskuksen MSC (Mobile Services Switching Centre) alaisuudessa i on yleensä useita tukiasemaohjaimia BSC. Matkapuhelinkeskus MSC on yh- « · 30 teydessä toisiin matkapuhelinkeskuksiin ja kauttakulku-MSC:n (GMSC, Gateway Mobile Services Switching Centre) kautta yleiseen puhelinverkkoon. Koko järjestelmän toimintaa valvoo käyttö- ja kunnossapitokeskus OMC (Operation and Maintenance Centre). Matkaviestimen MS tilaajatiedot on tallennettuna pysyvästi järjestelmän kotirekisteriin HLR (Home Location Register) ja väliaikai- 2 104682 sesti siihen vierailijarekisteriin VLR (Visitor Location Register), jonka alueella matkaviestin MS kulloinkin sijaitsee.

Matkaviestin MS ja palveleva tukiasema BTS1 mittaavat jatkuvasti radioyhteyden signaalin tasoa ja laatua mm. kanavanvaihdon tarpeen määrittämi-5 seksi. Matkaviestin MS mittaa palvelevan tukiaseman BTS1 ja sijaintialuettaan lähinnä olevien tukiasemien BTS signaaleja mm. sopivan kanavanvaihdon koh-desolun valitsemiseksi. Esimerkiksi GSM-matkaviestinverkossa matkaviestin MS voi mitata palvelevan tukiaseman lisäksi samanaikaisesti enintään 32:n muun tukiaseman signaalitasoa. Palvelevan tukiaseman BTS1 kautta il-10 moitetaan matkaviestimelle MS naapurisolut, joita sen tulee mitata. Kunkin solun mittaustulokset tunnistetaan tukiasematunnistekoodin BSIC (Base Station Identity Code) ja yleislähetyskanavan BCCH (Broadcast Control Channel) taajuuden yhdistelmän perusteella. Tukiasema BTS suorittaa kaikkien tukiasemalla käynnissä olevien radioyhteyksien signaalin tason ja laadun mittauksia.

15 Matkaviestin MS lähettää säännöllisesti mittaustulokset raport- tisanomana palvelevan tukiaseman BTS1 kautta tukiasemaohjaimelle BSC. Raporttisanoma sisältää palvelevan tukiaseman ja enintään kuuden parhaimman naapuritukiaseman mittaustulokset. Kanavanvaihto palvelevasta solusta johonkin ympäristösoluun tai palvelevan solun toiselle kanavalle voi tapah-20 tua esimerkiksi, kun matkaviestimen/tukiaseman mittaustulokset osoittavat nykyisen palvelevan solun liikennekanavan alhaista signaalitasoa ja/tai -laatua ja ympäristösolusta on saatavissa parempi signaaiitaso tai toisella kanavalla voidaan saada parempi signaalilaatu, tai kun jokin ympäristösolu/toinen kanava mahdollistaa liikennöinnin alhaisemmilla lähetystehotasoilla. Kanavanvaihdon 25 kohdesolun valintaan vaikuttavat esimerkiksi kohdesolun signaaiitaso ja/tai kuormitus. Yleisesti käytettyjä kanavanvaihtokriteerejä ovat siis mm. Radioyhteyden signaaiitaso ja -laatu, lähtösolun ja kohdesolun signaalitasot, lähtösolun signaalilaatu, kohdesolussa matkaviestimeltä vaadittava ja matkaviestimelle sallittava lähetysteho. Kanavanvaihto lähtösolusta kohdesoluun suoritetaan 30 operaattorin asettamien kanavanvaihtokriteerien täyttyessä. Matkaviestinverkon ' stabiilisuuden varmistamiseksi kanavanvaihdossa käytettävät mittaustulokset ja parametrit keskiarvoistetaan tietyllä aikavälillä. Näin kanavanvaihto saadaan vähemmän herkäksi hetkellisten häiriöiden tai häipymien aiheuttamille vääristyneille mittaustuloksille.

35 Tukiasemaohjain BSC tekee kanavanvaihtoon liittyvät päätökset. Jos kohdesolu on toisen tukiasemaohjaimen BSC alaisuudessa, voidaan kanavan-v vaihto tehdä matkapuhelinkeskuksen MSC ohjaamana. Kanavanvaihtopäätök- 3 104682 set voidaan myös aina tehdä keskitetysti matkapuhelinkeskuksessa MSC. Tukiasemaohjain BSC antaa tarvittaessa kanavanvaihtokäskyn tukiaseman BTS kautta matkaviestimelle MS.

Koodijakomonipääsytekniikalla (CDMA, Code Division Multiple Ac-5 cess) toteutetussa matkaviestinjärjestelmässä edellä kuvatulla tavalla suoritettua kanavanvaihtoa kutsutaan kovaksi handoveriksi. Lisäksi CDMA-järjestelmissä on käytettävissä ns. pehmeä handover, jossa matkaviestin voi kanavanvaihdon kuluessa olla samanaikaisesti yhteydessä verkkoon usean tukiaseman kautta. Kun jokin näistä tukiasemista osoittautuu signaalinsa perus-10 teella muita paremmaksi, puretaan matkaviestimen yhteydet muihin tukiasemiin ja puhelua jatketaan vain tämän yhden parhaimman tukiaseman kautta. Pehmeällä kanavanvaihdolla estetään edestakainen handover tukiasemien välillä, kun matkaviestin sijaitsee solujen reuna-alueella.

Digitaalisen tietoliikennejärjestelmän puheen tai datansiirrossa syntyy 15 siirtotiellä siirtovirheitä, jotka huonontavat siirretyn signaalin laatua. Radiotiellä siirtovirheitä aiheutuu, kun signaali häiriintyy esimerkiksi monitie-etenemisen, häiriösignaalin tai korkean taustakohinatason vuoksi. Lähetettävän digitaalisen signaalin virheenkorjauksella, esimerkiksi kanavakoodauksella ja/tai uudelleenlähetyksellä, parannetaan lähetyksen laatua ja siirtovirheiden sietoa. Kanava-20 koodauksessa alkuperäiseen koodatun puheen tai datan bittijonoon lisätään toistoa alkuperäissignaalista lasketuilla virheentarkistusbiteillä. Vastaanottimes-sa kanavakoodaus puretaan kanavadekooderissa, jolloin tarkastusbittien avulla voidaan havaita tai jopa korjata siirron aikana syntyneet signaalivirheet. Uudelleenlähetystä käytetään siirtovirheiden korjaukseen joko itsenäisesti tai esimer-25 kiksi kanavakoodauksen lisänä, jolloin kanavakoodatun lähetyksen virheet korjataan vääristyneiden kehysten uudelleenlähetyksellä. Yhteyden laadun heikentyessä virheellisten ja menetettyjen kehysten sekä täten myös uudelleenlähetysten määrä kasvaa.

Kanavakoodaus lisää siirrettävien bittien määrää. Esimerkiksi GSM-30 matkaviestinjärjestelmässä siirrettävään täyden nopeuden 13 kbit/s puhesig-' naaliin lisätään virheentarkistusbittejä, joiden siirtonopeus on 9,8 kbit/s, jolloin kokonaissiirtonopeudeksi muodostuu 22,8 kbit/s. Kanavakoodauksen antaman ’ suojan taso järjestetään tarpeen mukaiseksi. Haluttaessa siirtää paljon dataa nopeasti vähennetään kanavakoodausta, jotta voidaan siirtää enemmän hyö-35 tydataa siirtokanavassa. Kanavakoodaus voidaan järjestää siirron aikana syntyneitä virheitä hyvin havaitsevaksi ja myös niitä korjaavaksi tai pelkästään vir-heitä havaitsevaksi. GSM-järjestelmässä siirrettävät bitit on jaoteltu tärkeyden 104682 4 mukaan eri luokkiin, joissa kanavakoodaus järjestetään ennalta määrätyllä tasolla. Matkaviestinjärjestelmän eri elementit saattavat rajoittaa yhteydelle järjestettävän kanavakoodauksen valintaa ja toteutusta. Esimerkiksi matkaviestin saattaa tukea vain joitakin kanavakoodauksia. Lisäksi jäljestettävän kanava-5 koodauksen suojaustaso riippuu tukiaseman ja muiden verkkoelementtien mahdollisuudesta käyttää eri kanavakoodauksia.

Ongelmana tekniikan tason kaltaisissa kanavanvaihdoissa on, että koska verkkosuunnittelu tehdään yleisesti normaalia virheenkorjausta käyttäville kanaville, ei handover-proseduurilla aina pystytä määrittämään sopivaa kana-10 vanvaihdon kohdesolua, kun heikolla virheenkorjauksella toteutetun yhteyden laatu osoittaa tarpeen kanavanvaihdolle. Lisäksi pelkästään tukiasemasignaa-lien tasoon perustuvissa kanavanvaihdoissa on ongelmana, että heikolla virheenkorjauksella toteutetun radioyhteyden laatu saattaa heiketä liiaksi ennen kanavanvaihdon suoritusta ja tehokkaalla virheenkorjauksella toteutetun radio-15 yhteyden kanavanvaihto suoritetaan liian aikaisin.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on optimaalisen kanavanvaihdon toteuttaminen ympäristössä, jossa on käytössä useita eri tasoisia virheenkorjauksia.

20 Tämä uudentyyppinen kanavanvaihto saavutetaan keksinnönmukai- sella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että menetelmässä määritetään yhteydelle vähintään yksi radioyhteyden virheenkorjauksesta riippuva kanavan-vaihtokriteeri.

Keksinnön kohteena on lisäksi matkaviestinjärjestelmä, jossa radio-. 25 signaalin virheenkorjaus voidaan järjestää eri suojaustasoin, ja joka järjestelmä on sovitettu mittaamaan matkaviestimessä vastaanotettujen tukiasemien signaalin tasoa ja/tai laatua, mittaamaan tukiasemalla vastaanotettua matkaviestimen signaalin laatua ja tasoa, vertaamaan näin saatuja mittaustuloksia ja yhteyden muita suureita kanavanvaihtokriteereihin ja suorittamaan kanavan-30 vaihto (handover) lähtösolusta kohdesoluun, kun kanavanvaihtokriteerit täytty-vät. Matkaviestinjärjestelmälle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että järjestelmä on sovitettu radioyhteyden virheenkorjauksesta riippuvan vähintään yhden kanavanvaihtokriteerin määrittämiseksi.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kanavanvaihtopäätöstä 35 tehtäessä otetaan huomioon virheenkorjauksen vaikutus radioyhteydellä tarvittavaan signaalitasoon.

« 5 104682

Keksinnön mukaisessa kanavanvaihtomenetelmässä yhteyden virheenkorjausta, edullisesti kanavakoodausta, käytetään kanavanvaihdon suorituksen yhtenä kriteerinä. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukainen kanavanvaihtokriteeri asetetaan siten, että se täytetään normaa-5 lia paremmalla kohdesolun tukiasemasignaalilla, kun kohdesolun kanavalla on käytettävä heikompaa virheenkorjausta kuin lähtösolun kanavalla, ja normaalia heikommalla kohdesolun tukiasemasignaalilla, kun kohdesolun kanavalla voi käyttää tehokkaampaa virheenkorjausta kuin lähtösolun kanavalla. Keksinnön ensisijaiseen suoritusmuotoon voidaan myös lisätä toiminnallisuus, jonka pe-10 rusteella virheenkorjauksen ollessa kohdesolussa sama kuin lähtösolussa, asetetaan keksinnön mukainen kanavanvaihtokriteeri siten, että se täytetään normaalia paremmalla kohdesolun tukiasemasignaalilla, kun yhteinen virheenkorjaus on normaalia tehokkaampi, ja normaalia heikommalla kohdesolun tukiasemasignaalilla, kun yhteinen virheenkorjaus on normaalia heikompi. Kana-15 vanvaihto suoritetaan kohdesoluun, kun keksinnön mukainen kanavanvaihtokriteeri ja muut mahdollisesti asetetut tekniikan tason mukaiset kanavan-vaihtokriteerit täytetään, ja samalla asetetaan kohdesolussa yhteyden virheenkorjauksen suojaustaso kanavanvaihdon yhteydessä määritellyksi. Keksinnön toissijaisessa suoritusmuodossa määritetään yhteydelle kanavanvaih-20 don prioriteetti radioyhteydellä lähtösolussa käytössä olevan virheenkorjauksen, edullisesti kanavakoodauksen, perusteella. Kanavanvaihtokriteeri riipaisee kanavanvaihdon eri yhteyksille niiden prioriteettiarvon mukaisessa järjestyksessä, kun yhteyden muut kanavanvaihtokriteerit ovat täyttyneet.

Tällaisen kanavanvaihdon etuna on se, että kanavanvaihto pystytään . 25 järjestämään joustavasti virheenkorjauksesta riippuen.

Keksinnön mukaisen kanavanvaihdon etuna on edelleen, että vältetään turhia kanavanvaihtoja, kun normaalia tehokkaammalla virheenkorjauksella toteutetun radioyhteyden kanavanvaihto suoritetaan, kun se on yhteyden laadun kannalta tarpeen.

30 Edelleen keksinnön mukaisen kanavanvaihdon etuna on, että nor- ’ "\ maalille virheenkorjaukselle suunniteltu verkko pystyy tarjoamaan optimaalisen kanavanvaihdon myös matkaviestimille, joiden virheenkorjaus on toteutettu normaalista poikkeavalla suojaustasolla.

Lisäksi keksinnön mukaisen kanavanvaihdon etuna on, että virheen-35 korjauksen suojaustason muutos kanavanvaihdon yhteydessä säilyttää siirrettävän radioyhteyden laadun riittävän hyvänä.

. 104682 6

Esillä olevan kanavanvaihdon etuna on lisäksi, että normaalia heikommalla virheenkorjauksella toteutetun radioyhteyden puhelun menetysto-dennäköisyys pienenee.

Kuvioluettelo 5 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuk siin, joissa kuvio 1 esittää matkaviestinjärjestelmän rakennetta lohkokaaviona, kuvio 2 esittää esimerkkitilanteen kanavanvaihdosta solukkoverkossa, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen kanavanvaihtomenetelmän ensi-10 sijaisen suoritusmuodon vuokaaviona, kuviot 4a ja 4b esittävät esimerkkitilanteita keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon kanavanvaihdoista ja kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen kanavanavaihtomenetelmän toissijaisen suoritusmuodon vuokaaviona.

15 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa minkä tahansa solukko-tyyppisen matkaviestinjärjestelmän yhteydessä. Jäljempänä keksintöä on lähemmin selostettu esimerkinomaisesti yleiseurooppalaisen digitaalisen matkaviestinjärjestelmän GSM yhteydessä. Kuviossa 1 on esitetty aiemmin selostettu 20 yksinkertaistettu GSM-verkon rakenne. 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.

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa erilaisten kanavakoodausten . 25 yhteydessä. Eräs esimerkki kanavakoodauksesta on GSM-järjestelmässä lii- kennekanavalla käytetty GSM-suosituksen 05.03 mukainen konvoluutiokoo-daus. Konvoluutiokoodauksen tehokkuutta voidaan ilmaista konvoluutiokoo-disuhteella X/Y, mikä tarkoittaa, että kanavakoodauksessa X databittiä esitetään Y koodibitillä. Täydennopeuden GSM-liikennekanavalla pätevät datanope-30 uksilla 9,6 kbit/s, 4,8 kbit/s ja 0,3 - 2,4 kbit/s konvoluutiokoodisuhteet 1/2 : (puskuroitu), 1/3 ja vastaavasti 1/6. Täydennopeuden puhekanavalla käytetään kanavakoodausta 1/2. Tehokkain kanavakoodaus on 1/6, seuraavaksi tehokkain 1/3 ja heikoin 1/2.

Kuten aikaisemmin todettiin, ongelmana tekniikan tason kaltaisissa 35 kanavanvaihdoissa on, että koska verkkosuunnittelu tehdään yleisesti normaalia virheenkorjausta käyttäville liikennekanaville, ei handover-proseduurilla aina v pystytä määrittämään sopivaa kanavanvaihdon kohdesolua, kun heikolla vir- 7 104682 heenkorjauksella toteutetun yhteyden laatu osoittaa tarpeen kanavanvaihdolle. Lisäksi pelkästään tukiasemasignaalien tasoon perustuvissa kanavanvaihdoissa on ongelmana, että heikolla virheenkorjauksella toteutetun radioyhteyden laatu saattaa heiketä liiaksi ennen kanavanvaihdon suoritusta ja tehok-5 kaalia virheenkorjauksella toteutetun radioyhteyden kanavanvaihto suoritetaan liian aikaisin.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yleisemmin liittämättä sitä mihinkään tiettyyn kanavakoodaukseen.

Kuvio 2 esittää kanavanvaihdon esimerkkitilanteen matkaviestimen 10 siirtyessä solukkoverkossa tukiaseman BTS1 alueelta tukiaseman BTS2 alueelle. Tässä hakemuksessa käytetään nimitystä lähtösolu sen tukiaseman alueesta, jossa matkaviestin MS sijaitsee ennen kanavanvaihtoa, ja nimitystä koh-desolu sen tukiaseman alueesta, johon kanavanvaihto suoritetaan. Lähtösolu ja kohdesolu voivat myös olla sama solu, kun kanavanvaihto suoritetaan solun 15 sisällä kanavalta toiselle. Kuviossa 2 on esitetty tukiasemien BTS1 ja BTS2 peltoalueet C1 ja C2, joiden sisäpuolella normaalia virheenkorjausta, esimerkiksi kanavakoodausta, käyttävän radioyhteyden laatu yleensä säilyy riittävän hyvänä siten, että puhelun menetyksiltä vältytään. Normaalia heikompaa virheenkorjausta käyttävä radioyhteys tarvitsee normaalia parempaa signaalia riit-20 tävän yhteyden laadun saavuttamiseksi ja vastaavasti normaalia tehokkaampi virheenkorjaus mahdollistaa riittävän yhteyden laadun vielä normaalia heikommalla signaalilla. Tätä virheenkorjauksen vaikutusta, tässä esimerkkitapauksessa kanavakoodauksen vaikutusta, tukiaseman peittoalueen laajuuteen on kuviossa 2 esitetty katkoviivoilla, joista C1W edustaa tukiaseman BTS1 efektiivistä . 25 peittoaluetta normaalia heikommalla kanavakoodauksella ja C2E tukiaseman BTS2 efektiivistä peittoaluetta normaalia tehokkaammalla kanavakoodauksella. Jatkossa tässä hakemuksessa käytetään normaalia heikommasta kanava-koodauksesta nimitystä heikko kanavakoodaus ja normaalia tehokkaammasta kanavakoodauksesta nimitystä tehokas kanavakoodaus. GSM:n tapauksessa 30 normaalilla kanavakoodauksella tarkoitetaan tässä hakemuksessa täyden no-’ peuden kanavan kanavakoodausta.

φ .

Tekniikan tason mukainen kanavanvaihto on kuviossa 2 esitetty tapahtuvaksi kohdassa x1 matkaviestimen MS siirtyessä kuvioon piirretyn nuolen suuntaisesti tukiaseman BTS1 alueelta tukiaseman BTS2 alueelle. Yhtenä ka-35 navanvaihdon Hipaisevana kriteerinä käytetään esimerkiksi palvelevan tukiaseman yhteyden mittaustuloksia tai matkaviestimen MS verkolle raportoimia tuki-asemamittaustuloksia, jotka edustavat matkaviestimen MS vastaanottamia pal- 8 104682 velevan tukiaseman BTS1 ja naapuritukiasemien BTS2,... signaalien tasoa ja/tai laatua. Tekniikan tason mukainen kanavanvaihto käynnistetään, kun mittaustulokset ja yhteyden muut parametrit täyttävät ennalta asetetut kanavan-vaihtokriteerit. Eräs yleinen kanavanvaihtokriteeri on palvelevan tukiaseman, 5 kuvion 2 tapauksessa tukiaseman BTS1, signaalitason suhde naapuritu-kiaseman, esimerkiksi tukiaseman BTS2, signaalitasoon. Kun näiden signaali-tasojen suhde Hipaisee ennalta asetetun kanavanvaihtokriteerin, esimerkiksi kun naapuritukiaseman signaalitaso on 3 dB palvelevan tukiaseman sig-naalitasoa voimakkaampi, ja täytetään muut mahdollisesti asetetut kanavan-10 vaihtokriteerit, esimerkiksi matkaviestimeltä vaadittava lähetysteho, suoritetaan kanavanvaihto palvelevasta tukiasemasta BTS1 kyseiseen naapuritukiasemaan BTS2, kuvion 2 tapauksessa kohdassa x1. Heikolla kanavakoodauksella toteutetulla radioyhteydellä tukiaseman BTS1 efektiivinen peittoalue vastaa siis kuvioon 2 katkoviivalla piirrettyä aluetta C1W, jolloin kanavanvaihto kohdassa 15x1 suoritetaan liian myöhään ja puhelu on jo saatettu menettää.

Seuraavassa keksintöä on tarkemmin selostettu ensisijaisen suoritusmuodon valossa. Tässä suoritusmuodossa radioyhteyden virheenkorjaus on toteutettu kanavakoodauksella. Yhtenä kanavanvaihtokriteerinä ensisijaisessa suoritusmuodossa käytetään kohdesolun signaalitason suhdetta lähtösolun sig-20 naalitasoon. Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen kanavanvaihtomenetelmän ensisijaisen suoritusmuodon vuokaaviona. Selvyyden vuoksi kanavanvaihtotar-kastelu on seuraavassa selostettu vain yhden kohdesolun yhden kanavakoo-dausvaihtoehdon tapauksessa. Alan ammattimiehelle on kuitenkin selvää, että jäljessä esitetty pätee myös usean mahdollisen kohdesolun tarkasteluun. Täl-. 25 löin keksinnön mukainen kanavanvaihtokriteeri määritetään kunkin kohdesolun kanavakoodauksille erikseen ja tarkastetaan kunkin määritetyn kanavanvaihtokriteerin mahdollinen täyttyminen ennen kanavanvaihtopäätöksen tekemistä.

Kuvion 3 kohdassa 30 suoritetaan tekniikan tason mukaisesti matkaviestimessä MS ja palvelevalla tukiasemalla, kuvion 2 tapauksessa tukiasemalla 30 BTS1, radioyhteyden signaalin tason ja/tai laadun mittauksia. Lisäksi matka-viestimessä MS suoritetaan naapuritukiasemien signaalien mittauksia. Esillä olevan keksinnön mukaisesti kohdassa 31 kanavanvaihtopäätöksen tekevä yksikkö, edullisesti tukiasemaohjain BSC tai matkapuhelinkeskus MSC, määrittää mahdollisen kanavanvaihdon kohdesolun, kuvion 2 tapauksessa tukiaseman 35 BTS2, radioyhteydelle tarjoaman kanavakoodauksen. Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu täten erinomaisesti käytettäväksi myös verkoissa, joissa kaikki : tukiasemat eivät pysty käyttämään kaikkia eri kanavakoodausvaihtoehtoja.

9 104682

Kohdassa 32 verrataan keksinnön mukaisesti mahdollisen kohdesolun tukiaseman BTS2 ja lähtösolun tukiaseman BTS1 tarjoamia kanavakoodauksia keskenään. Jos mahdollisen kohdesolun tukiaseman BTS2 kanavakoodaus on heikompi kuin lähtösolun tukiaseman BTS1 kanavakoodaus, kasvatetaan koh-5 dassa 33 kanavanvaihtokriteeriä normaalista, esimerkiksi vaaditaan kohdesolul-ta 6 dB lähtösolun signaalia voimakkaampaa signaalitasoa ennen kuin tämä kanavanvaihtokriteeri täytetään. Jos mahdollisen kohdesolun tukiaseman BTS2 kanavakoodaus ei ole heikompi kuin lähtösolun tukiaseman BTS1, tarkastellaan kohdassa 34, onko kohdesolun tukiaseman BTS2 kanavakoodaus tehokkaampi 10 kuin lähtösolun tukiaseman BTS1 kanavakoodaus. Mikäli mahdollisen kohdesolun tukiaseman BTS2 kanavakoodaus on tehokkaampi kuin lähtösolun tukiaseman BTS1 kanavakoodaus, pienennetään kohdassa 35 kanavanvaihtokri-teerin arvoa normaalista, esimerkiksi asetetaan kanavanvaihtokriteeri siten, että tämä kanavanvaihtokriteeri täytetään, kun kohdesolun signaalitaso on yhtäsuuri 15 kuin lähtösolun signaalitaso.

Kanavanvaihto lähtösolun tukiasemalta BTS1 kohdesolun tukiasemalle BTS2 suoritetaan (kohta 37), jos edellä asetettu kanavanvaihtokriteeri ja operaattorin mahdollisesti asettamat muut kanavanvaihtokriteerit täyttyvät (kohta 36). Keksinnön mukainen kanavanvaihtokriteeri täyttyy esimerkiksi jos 20 edellä kanavanvaihtokriteeriksi on asetettu 6 dB ja matkaviestimen MS mittaustulokset osoittavat, että kohdesolun tukiaseman BTS2 signaalitaso on 6 dB lähtösolun tukiaseman BTS1 signaalia voimakkaampi. Kanavanvaihdon suorituksen yhteydessä radioyhteyden kanavakoodaus asetetaan edellä kohdassa 31 määritellyksi.

. 25 Keksinnön eräässä suoritusmuodossa kanavanvaihtokriteeri voidaan määritellä kuten edellä ensisijaisen suoritusmuodon yhteydessä on kuvattu ja lisäksi määrittämällä kanavanvaihtokriteeri kanavakoodauksen perusteella, kun kanavakoodaus on toteutettu lähtösolussa ja kohdesolussa samalla suojaustasolla. Kun tämä kanavakoodaus on normaalia heikompi, pienennetään kana- 30 vanvaihtokriteerin arvoa normaalista. Kun yhteinen kanavakoodaus on normaa- • -- lia tehokkaampi, kasvatetaan kanavakoodauksen arvoa normaalista. Asetetun kanavanvaihtokriteerin täyttymistä tarkastellaan ja kanavanvaihto suoritetaan, kuten edellä on selostettu.

Keksinnön mukaiselle kanavanvaihtokriteerille voidaan tallentaa tietty-35 jä diskreettejä arvoja, kun kohdesolun ja lähtösolun kanavakoo-dauskombinaatioita on tietty ennalta määriteltävissä oleva joukko. Tällöin kul-: lekin kombinaatiolle voidaan ennalta määritellä sitä vastaava kriteeriarvo, jolloin 10 104682 kuvion 3 kohdissa 33 ja 35 asetetaan kanavanvaihtokriteerille tarkasteltavaa kanavakoodauskombinaatiota vastaava arvo. Esimerkiksi jos lähtösolun ja koh-desolun tukiasemalla mahdollisia kanavakoodauksia ovat A (heikko), B (normaali) ja C (tehokas), voisi ennalta määritelty kriteeriarvojoukko olla esimer-5 kiksi seuraavanlainen, kun kanavanvaihtokriteeri esittää kohdesolun tukiaseman BTS2 signaalitason suhdetta lähtösolun tukiaseman BTS1 signaa-litasoon (dB):

kohdesolu ABC

lähtösolu A 3 0-3 B 6 3 0 C 9 6 3

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin kuvion 2 esimerkkita-10 pauksen valossa. Kuviossa 2 matkaviestimen MS radioyhteys on toteutettu heikolla kanavakoodauksella tukiaseman BTS1 alueella. Koska tukiasema BTS2 pystyy tarjoamaan yhteydelle normaalin kanavakoodauksen lisäksi myös tehokasta kanavakoodausta, keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukaisesti pienennetään kanavanvaihtokriteeriä normaalista, jolloin kanavanvaihto liipaistuu 15 ja suoritetaan jo kohdassa x2 edellyttäen, että operaattorin mahdollisesti asettamat muut kanavanvaihtokriteerit täyttyvät. Tässä esimerkissä handoverin jälkeen radioyhteyttä jatketaan tukiaseman BTS2 ja matkaviestimen MS välillä tehokkaalla kanavakoodauksella.

Keksinnön muissa suoritusmuodoissa voidaan käyttää kanavanvaih-20 tokriteerinä ensisijaisessa suoritusmuodossa käytetyn kohdesolun ja lähtösolun signaalitasojen suhteen sijasta jotain muuta tekniikan tason mukaista kanavanvaihtokriteeriä, esimerkiksi lähtösolun ja kohdesolun absoluuttisia signaalitaso-ja. Signaalien mittaus toteutetaan kuhunkin järjestelmään soveltuvalla tavalla.

Kuvio 4a esittää keksinnön mukaisen kanavanvaihdon suorituskohdan 25 kahdessa esimerkkitapauksessa, kun kanavanvaihto suoritetaan tukiasemalta BTS1 tukiasemaan BTS2, joka tarjoaa vain normaalia kanavakoodausta (solupeitto C2). Ensimmäisessä esimerkissä radioyhteys on toteutettu tukiasemalla BTS1 heikolla kanavakoodauksella (solupeitto C1W). Keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukaisesti kanavanvaihtokriteeriä pienennetään, 30 koska kohdesolun tukiaseman BTS2 kanavakoodaus on tehokkaampi kuin läh-tösolun tukiaseman BTS1 kanavakoodaus. Kanavanvaihto ja kanavakoo- 104682

11 I

dauksen asetus suoritetaan esimerkiksi kuvioon 4a merkityssä kohdassa x2 kaikkien kanavanvaihtokriteerien täyttyessä. Toisessa esimerkissä radioyhteys on toteutettu tukiasemalla BTS1 tehokkaalla kanavakoodauksella (solupeitto C1E), jolloin keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukaisesti kanavanvaihto-5 kriteeriä kasvatetaan. Kanavanvaihto ja kanavakoodauksen asetus suoritetaan esimerkiksi kohdassa x3. Tekniikan tason mukainen kanavanvaihto olisi tässä esimerkkitapauksessa suoritettu kuvioon vertailun vuoksi merkityssä kohdassa x1.

Vastaavasti kuvio 4b esittää keksinnön mukaisen kanavanvaihdon 10 suorituskohdan, kun normaalilla kanavakoodauksella toteutetun radioyhteyden kanavanvaihto suoritetaan tukiasemalta BTS1 tukiasemaan BTS2, joka voi tarjota normaalia (solupeitto C2), heikkoa (solupeitto C2W) ja tehokasta kanava-koodausta (solupeitto C2E). Keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukaisesti kanavanvaihtokriteeriä pienennetään, kun radioyhteys suunnitellaan siirrettä-15 väksi kohdesolun tukiasemaan BTS2 tehokkaalle kanavakoodaukselle. Kanavanvaihto ja kanavakoodauksen asetus suoritetaan esimerkiksi kuvioon 4b merkityssä kohdassa x3. Jos kanavanvaihto suunnitellaan suoritettavaksi kohdesolun tukiasemaan BTS2 heikolle kanavakoodaukselle, kasvatetaan kanavanvaihtokriteeriä keksinnön mukaisesti. Tällöin kanavanvaihto ja kanavakoo-20 dauksen asetus suoritetaan esimerkiksi kuvioon 4b merkityssä kohdassa x2.

Tekniikan tason mukainen kanavanvaihto olisi tässä esimerkkitapauksessa jälleen suoritettu kuvioon vertailun vuoksi merkityssä kohdassa x1.

Keksinnön mukaisen kanavanvaihdon toissijaisessa suoritusmuodossa kanavanvaihdon prioriteetti määritetään keksinnön mukaisella kanavan-25 vaihtokriteerillä ja kohdesolu määritellään tekniikan tasosta tunnetulla tavalla radiosignaalille asetettavalla kriteeriarvolla, esimerkiksi kohdesolun tu-kiasemasignaalin tason suhteena lähtösolun tukiasemasignaalin tasoon tai radioyhteyden lähtösolussa mitatun laadun ja kohdesolun signaalitason perusteella. Radioyhteydelle asetetaan esillä olevan keksinnön mukaisesti priori-30 teettiarvo, jonka perusteella eri matkaviestimien kanavanvaihtojen suori- « * tusjärjestys määräytyy. Asetettava prioriteettiarvo määritetään radioyhteydellä lähtösolussa käytössä olevan virheenkoijauksen, edullisesti kanavakoodauksen, perusteella.

Seuraavassa keksinnön mukaisen kanavanvaihdon toissijaista suori-35 tusmuotoa selostetaan kuvion 5 vuokaavion avulla. Kuvion 5 kohdassa 50 mitataan tekniikan tason mukaisesti matkaviestimessä MS ja palvelevalla tuki-asemalla, kuvion 2 tapauksessa tukiasemalla BTS1, radioyhteyden signaalin ta- 12 104682 soa ja/tai laatua. Lisäksi matkaviestin MS mittaa naapuritukiasemasignaaleja. Kohdassa 51 määritetään lähtösolun virheenkorjauksen suojaustaso radioyhteydellä. Virheenkorjausta verrataan normaaliin virheenkorjaukseen esimerkiksi kanavanvaihtopäätöksen tekevässä yksikössä, edullisesti tukiasemaohjaimessa 5 BSC tai matkapuhelinkeskuksessa MSC (kohdat 52 ja 54). Kun radioyhteydellä käytössä olevan virheenkorjauksen suojaustaso on normaalia virheenkorjausta heikompi, asetetaan radioyhteyden kanavanvaihdolle normaalia korkeampi prioriteetti (kohta 53). Radioyhteyden virheenkorjauksen ollessa normaalia tehokkaampi asetetaan radioyhteyden kanavanvaihdolle normaalia alhaisempi priori-10 teetti (kohta 55). Kanavanvaihto suoritetaan lähtösolusta kohdesoluun kanavan-vaihtokriteerin Hipaisemassa prioriteettijärjestyksessä, kun operaattorin asettamat muut kanavanvaihtokriteerit ovat Hipaisseet kanavanvaihdon suorituksen.

Keksinnön eräässä kolmannessa suoritusmuodossa kanavanvaihto suoritetaan muutoin vastaavasti kuin edellä on esitetty ensisijaisen suoritus-15 muodon kuvauksen yhteydessä, mutta kuvion 3 kohdassa 31 määritetään koh-desolun tukiaseman radioyhteydelle tarjoamien kanavakoodauksien lisäksi yhteydelle toivottu kanavakoodaus. Esimerkiksi puhelunmuodostuksen yhteydessä matkaviestin MS tai jokin verkkoelementti voi ilmoittaa yhteyden virheenkorjaukselle tai siirtonopeudelle asettamansa toiveet. Jos kohdesolun tukiasema 20 pystyy tarjoamaan yhteydelle toivottua/sallittua kanavakoodausta ja lisäksi muita kanavakoodauksia, valitaan kohdesolun kanavakoodaukseksi yhteydelle toivottu/sallittu kanavakoodaus, jota kuvion 3 kohdasta 32 eteenpäin käytetään keksinnön mukaisen menetelmän kanavanvaihtokriteerin määrittävänä kanava-koodauksena sekä kohdassa 37 yhteydelle asetettavana kanavakoodauksena.

25 Esillä oleva kanavanvaihtomenetelmä soveltuu virheenkorjauksen vaihtamiseen kanavanvaihdon yhteydessä. Vaikka keksintöä on edellä erityisesti keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon yhteydessä yksinkertaisuuden vuoksi selostettu lähinnä kohdesolun yhden mahdollisen kanavakoodausvaih-toehdon tapauksessa, voidaan keksinnön mukaista kanavanvaihtomenettelyä 30 soveltaa myös usean kanavakoodausvaihtoehdon tapauksessa. Tällöin keksin- « nön mukaiset kanavanvaihtokriteerit määritellään kullekin kanavakoodaukselle erikseen ja kanavanvaihto suoritetaan kyseisen määritellyn kriteerin kanava-koodaukselle kanavanvaihtokriteerien täyttyessä.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollista-35 maan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen kanavanvaihto vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka keksintöä onkin edel-lä selitetty lähinnä kanavakoodauksen yhteydessä, voidaan keksintöä käyttää

104682 I

13 muunkinlaiselle virheenkorjaukselle. Virheenkorjauksen erilaisia suojaustasoja voidaan järjestää myös muuttamalla virheenkorjaustapaa. Keksinnön mukainen toiminnallisuus soveltuu myös näiden eri suojaustapojen muodostamien suojaustason hyödyntämiseen esillä olevan keksinnön kanavanvaihtomenettelyssä.

5 Keksinnön mukaisesti virheenkorjauksen käyttäminen kanavanvaihdon tarvetta ja kohdesolun valintaa määriteltäessä voidaan yhdistää mihin tahansa tekniikan tason mukaisiin kanavanvaihdon kriteereihin. Keksintö soveltuu käytettäväksi TDMA-tyyppisten matkaviestinjärjestelmien lisäksi myös muissa solukkomatka-viestinjärjestelmissä, esimerkiksi CDMA-tekniikalla toteutetuissa järjestelmissä, 10 erityisesti kovassa kanavanvaihdossa.

* · «

Claims (11)

14 104682

1. Kanavanvaihtomenetelmä matkaviestinjärjestelmässä, jossa radiosignaalin virheenkorjaus voidaan järjestää eri suojaustasoin, jossa menetelmässä 5 mitataan matkaviestimessä (MS) tukiasemien (BTS) signaalin tasoa ja/tai laatua, mitataan tukiasemalla (BTS) matkaviestimen (MS) signaalin laatua ja tasoa, verrataan näin saatuja mittaustuloksia ja yhteyden muita suureita ka-10 navanvaihtokriteereihin, ja suoritetaan kanavanvaihto (handover) lähtösolusta kohdesoluun, kun kanavanvaihtokriteerit täytetään, tunnettu siitä, että menetelmässä määritetään yhteydelle vähintään yksi radioyhteyden virheenkorjauksesta riippuva kanavanvaihtokriteeri.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määritetään vähintään yksi kanavanvaihdon potentiaalisessa koh-desolussa yhteydelle mahdollinen virheenkorjaus, asetetaan mainittu kanavanvaihtokriteeri lähtösolun tukiaseman 20 (BTS1) virheenkorjauksen ja määritellyn potentiaalisen kohdesolun tukiaseman (BTS2) virheenkorjauksen perusteella, ja asetetaan siirretyn yhteyden virheenkorjaus kohdesolussa (BTS2) mainituksi kohdesolun tukiaseman virheenkorjaukseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että kanavanvaihtokriteerin asettamiseksi verrataan lähtösolun tukiaseman (BTS1) ja kohdesolun tukiaseman (BTS2) virheenkorjausta keskenään, kun kohdesolussa yhteydelle mahdollinen virheenkorjaus on heikompi kuin yhteyden virheenkorjaus lähtösolussa, asetetaan mainittu kanavanvaih-30 tokriteeri siten, että se vaatii täyttyäkseen normaalia parempaa signaalia koh-desolun tukiasemalta (BTS2), ja • < kun kohdesolussa yhteydelle mahdollinen virheenkorjaus on tehokkaampi kuin yhteyden virheenkorjaus lähtösolussa, asetetaan mainittu kanavanvaihtokriteeri siten, että se vaatii täyttyäkseen normaalia heikompaa sig-35 naalia kohdesolun tukiasemalta (BTS2). 104682

15 I

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohdesolussa yhteydelle mahdollisen virheenkorjauksen ollessa sama kuin yhteyden virheenkorjaus lähtösolussa asetetaan mainittu kanavanvaihtokriteeri siten, että se vaatii täyttyäk-5 seen normaalia heikompaa signaalia kohdesolun tukiasemalta (BTS2), kun mainittu yhteinen virheenkorjaus on normaalia heikompi, ja asetetaan mainittu kanavanvaihtokriteeri siten, että se vaatii täyttyäk-seen normaalia parempaa signaalia kohdesolun tukiasemalta (BTS2), kun mainittu yhteinen virheenkorjaus on normaalia tehokkaampi 10

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määritetään normaali kanavanvaihtokriteeri kohdesolun tukiasema-signaalin ja lähtösolun tukiasemasignaalin tason tai laadun erona, kasvatetaan kanavanvaihtokriteeriä normaalista mainitun kanavan-15 vaihtokriteerin asettamiseksi siten, että se vaatii täyttyäkseen normaalia parempaa signaalia kohdesolun tukiasemalta (BTS2), ja pienennetään kanavanvaihtokriteeriä normaalista mainitun kanavan-vaihtokriteerin asettamiseksi siten, että se vaatii täyttyäkseen normaalia heikompaa signaalia kohdesolun tukiasemalta (BTS2).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määritetään mainittu kanavanvaihtokriteeri yhteyden virheenkorjauksesta riippuvan kanavanvaihdon prioriteetin toteuttamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä ; 25 verrataan radioyhteyden virheenkorjausta lähtösolussa normaaliin vir heenkorjaukseen, määritetään yhteyden kanavanvaihdon prioriteetti siten, että se on normaalia korkeampi, kun radioyhteydellä on lähtösolussa käytössä normaalia heikompi virheenkorjaus, 30 määritetään yhteyden kanavanvaihdon prioriteetti siten, että se on ' normaalia alhaisempi, kun radioyhteydellä on lähtösolussa käytössä normaalia tehokkaampi virheenkorjaus, ja suoritetaan yhteyden kanavanvaihto lähtösolusta kohdesoluun maini tun kanavanvaihtokriteerin Hipaisemassa prioriteettijärjestyksessä, kun yhteyden 35 muut kanavanvaihtokriteerit täytetään.

8. Matkaviestinjärjestelmä, jossa radiosignaalin virheenkorjaus voidaan järjestää eri suojaustasoin, ja joka järjestelmä on sovitettu 16 104682 mittaamaan matkaviestimessä (MS) vastaanotettujen tukiasemien (BTS) signaalin tasoa ja/tai laatua, mittaamaan tukiasemalla (BTS) vastaanotettua matkaviestimen (MS) signaalin laatua ja tasoa, 5 vertaamaan näin saatuja mittaustuloksia ja yhteyden muita suureita kanavanvaihtokriteereihin ja suorittamaan kanavanvaihto (handover) lähtösolusta kohdesoluun, kun kanavanvaihtokriteerit täyttyvät, tunnettu siitä, että järjestelmä on sovitettu 10 radioyhteyden virheenkorjauksesta riippuvan vähintään yhden kana- vanvaihtokriteerin määrittämiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen matkaviestinjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun kanavanvaihtokriteerin määrittämiseksi järjestelmä on sovitettu 15 kanavanvaihdon potentiaalisessa kohdesolussa yhteydelle mahdolli sen vähintään yhden virheenkorjauksen määrittämiseksi, mainitun kanavanvaihtokriteerin asettamiseksi lähtösolun tukiaseman (BTS1) ja määritellyn potentiaalisen kohdesolun tukiaseman (BTS2) virheenkorjauksen perusteella, ja 20 kohdesolussa (BTS2) yhteyden virheenkorjauksen asettamiseksi mai nituksi kohdesolun tukiaseman virheenkorjaukseksi.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen matkaviestinjärjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä on sovitettu mainitun kanavanvaihtokriteerin määrittämiseksi yhteyden virheenkorjauksesta riippuvan kanavanvaihdon prioriteetin 25 toteuttamiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 8, 9 tai 10 mukainen matkaviestinjärjestelmä, tunnettu siitä, että käytetty virheenkorjaus on kanavakoodaus. • < ^ • i 17 104682