FI106518B - Kanavanvaihtomenetelmä - Google Patents

Description

106518

Kanavanvaihtomenetelmä

Keksinnön ala

Keksintö koskee kanavanvaihtomenetelmää solukkoradiojärjestel-5 mässä, erityisesti kahden tai useamman taajuusalueen järjestelmässä, jossa on vain yksi yleislähetyskanava.

Tekniikan tausta

Oheisen piirustuksen kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistettu GSM-10 matkaviestinjärjestelmän (Global System for Mobile communications) lohko-kaavio. Matkaviestin MS (Mobile Station) on radioteitse kytkeytyneenä johonkin tukiasemaan BTS (Base Transceiver Station), kuvion 1 tapauksessa tukiasemaan BTS1. Tukiasemajärjestelmä BSS (Base Station Sub-system) koostuu tukiasemaohjaimesta BSC (Base Station Controller) ja sen alaisuu-15 dessa olevista tukiasemista BTS. Matkaviestinkeskuksen MSC (Mobile Services Switching Centre) alaisuudessa on yleensä useita tukiasemaohjaimia BSC. Matkaviestinkeskus MSC on yhteydessä toisiin matkaviestin-keskuksiin ja kauttakulku-MSC:n (GMSC, Gateway Mobile Services Switching Centre) kautta GSM-verkko liittyy muihin verkkoihin, kuten yleiseen pu-20 helinverkkoon PSTN, toiseen matkaviestinverkkoon PLMN, ISDN-verkkoon ISDN tai älyverkkoon IN. Koko järjestelmän toimintaa valvoo käyttö- ja kun-nossapitokeskus OMC (Operation and Maintenance Centre). Matkaviestimen MS tilaajatiedot on tallennettuna pysyvästi järjestelmän kotirekisteriin HLR (Home Location Register) ja väliaikaisesti siihen vierailijarekisteriin VLR 25 (Visitor Location Register), jonka alueella matkaviestin MS kulloinkin sijaitsee. Vierailijarekisteriin VLR on tallennettu matkaviestimen MS sijaintitieto sijaintialueen LA (Location Area) tarkkuudella. Vierailijarekisterin valvoma maantieteellinen alue on jaettu yhteen tai useampaan sijaintialueeseen. Kullakin sijaintialueella voi toimia yksi tai useampia tukiasemia BTS. Kukin : 30 tukiasema BTS lähettää jatkuvasti yleislähetyskanavallaan kaikille matka viestimille MS tarkoitettua informaatiota, joka sisältää tukiasematunnistekoo-din BSIC (Base Station Identity Code), sijaintialuetunnuksen LAI ja tiedon naapuritukiasemien taajuuksista, joita matkaviestimien MS tulisi mitata.

Solukkotyyppisissä matkaviestinjärjestelmissä radiopeitto toteutetaan 35 useilla hieman päällekkäin sijaitsevilla radiosoluilla. Matkaviestin voi liikkua vapaasti matkaviestinverkon alueella ja kytkeytyä kulloinkin parhaimpaan 2 106518 saatavilla olevaan tukiasemasignaaliin. Matkaviestimen siirtyessä puhelun aikana solusta toiseen suoritetaan kanavanvaihto (handover) uuteen radio-soluun ennalta määrättyjen kanavanvaihtokriteerien perusteella. Kanavanvaihto pyritään toteuttamaan tavalla, joka häiritsee mahdollisimman vähän käynnis-5 sä olevaa puhelua. Jotta matkaviestinjäijestelmässä voitaisiin todeta kanavanvaihdon tarve sekä valita sopiva kanavanvaihdon kohdesolu, tarvitaan erilaisia yhteyden laadun mittauksia samoin kuin ympäristösolujen kentänvoimakkuuksien mittauksia. Kanavanvaihto aiheutuu normaalisti radiotien kriteerien perusteella mutta se voidaan tehdä muistakin syistä, kuten esimerkiksi kuor-10 mituksen jakamiseksi tai lähetystehojen pienentämiseksi. Kanavanvaihto voidaan suorittaa myös solun sisäisesti liikennekanavalta toiselle.

Matkaviestin MS mittaa jatkuvasti sijaintisoluaan lähinnä olevien tukiasemien BTS yleislähetyskanavasignaaleja esimerkiksi parhaimman signaalin tarjoavan tukiaseman määrittämiseksi ja mahdollisen solunvaihdon va-15 raita. Kunkin tukiaseman yleislähetyskanavallaan lähettämän naapurisoluin-formaation perusteella matkaviestin tunnistaa naapurisolut, joita sen tulee tarkkailla. Matkaviestin MS lähettää säännöllisesti mittaustulokset raport-tisanomana palvelevan tukiaseman BTS1 kautta tukiasemaohjaimelle BSC. Raporttisanoma sisältää palvelevan tukiaseman ja enintään kuuden par-20 haimman naapuritukiaseman mittaustulokset. Tukiasema BTS suorittaa kaikkien tukiasemalla käynnissä olevien radioyhteyksien signaalin tason ja laadun mittauksia.

Kanavanvaihto palvelevasta solusta johonkin ympäristösoluun tai palvelevan solun toiselle kanavalle voi tapahtua esimerkiksi, kun matkaviesti-25 men ja/tai tukiaseman mittaustulokset osoittavat nykyisen palvelevan solun kanavan alhaista signaalitasoa ja/tai -laatua ja ympäristösolusta on saatavissa parempi signaalitaso tai toisella kanavalla voidaan saada parempi signaa-lilaatu, tai kun jokin ympäristösolu/toinen kanava mahdollistaa liikennöinnin alhaisemmilla lähetystehotasoilla. Kanavanvaihdon kohdesolun valintaan : 30 vaikuttavat esimerkiksi kohdesolun signaalitaso ja/tai kuormitus. Yleisesti • - käytettyjä kanavanvaihtokriteerejä ovat siis mm. radioyhteyden signaalitaso ja -laatu, lähtösolun ja kohdesolun signaalitasot, lähtösolun signaalilaatu, kohdesolussa matkaviestimeltä vaadittava ja matkaviestimelle sallittava lähetysteho. Kanavanvaihto liikennekanavalta toiselle suoritetaan yleensä ope-35 raattorin asettamien kanavanvaihtokriteerien täyttyessä. Kanavanvaihto voi-; daan joutua suorittamaan myös liiallisen kuormituksen vuoksi.

3 106518

Tukiasemaohjain BSC tekee kanavanvaihtoon liittyvät päätökset. Jos kohdesolu on toisen tukiasemaohjaimen BSC alaisuudessa, voidaan kanavanvaihto tehdä matkaviestinkeskuksen MSC ohjaamana. Kanavanvaihtopäätök-set voidaan myös aina tehdä keskitetysti matkaviestinkeskuksessa MSC. Tuki-5 asemaohjain BSC antaa tarvittaessa kanavanvaihtokäskyn tukiaseman BTS kautta matkaviestimelle MS.

Oheisen piirustuksen kuviossa 2a on havainnollistettu GSM-verkon kahden tukiaseman lähetinvastaanotinyksiköiden TRX välisessä kanavanvaihdossa välitettävää signalointia. Kuvion 2a kanavanvaihdon aloitustilan-10 teessä matkaviestimelle MS on muodostettu radioyhteys, esimerkiksi puheen, datan tai signaloinnin välittämiseksi, lähtö-TRX:n kautta. Kun tukiasemaohjain BSC havaitsee kanavanvaihtotarpeen toisen tukiaseman kanavalle, lähettää tukiasemaohjain BSC kohde-TRX:lle kanavanvarauspyynnön Channel activation -sanoman 21, jossa ilmoitetaan kanavanvaihdon tarve ja 15 pyydetään kohde-TRX:ää varaamaan radiokanava matkaviestimelle. Kohde-TRX varaa liikennöintiin radiokanavan ja ilmoittaa siitä tukiasemaohjaimelle BSC Channel activation ack -sanomassa 22. Tukiasemaohjain BSC lähettää uuden radiokanavatiedon nykyisin liikennöintiin käytettävän tukiaseman läh-tö-TRX:lle kanavanvaihtokäskyssä Handover command (sanoma 23). Tuki-20 asema lähettää radiokanavatiedon matkaviestimelle MS Handover command -sanomassa 24. Matkaviestin MS suorittaa kanavanvaihdon siirtymällä uudelle osoitetulle radiokanavalle ja lähettää kohde-TRX:lle yhteyspyynnön Handover access burst -sanomassa 25. Matkaviestin MS lähettää näitä yh-teyspyyntösanomia tietyin väliajoin, kunnes saa tukiasemaita vastauksen. 25 Vastaanotettuaan matkaviestimen MS yhteyspyynnön kohde-TRX lähettää matkaviestimelle kuittauksen Physical info -sanomassa 31, jossa ilmoitetaan lisäksi mm. matkaviestimen lähetykseensä tarvitsema ajoitusennakko (timing advance). Tämän jälkeen pystytetään linkkiyhteys matkaviestimen MS ja uuden tukiaseman kohde-TRX:n välille sanomilla 32 SABM ja 33 UA. Linkki-: 30 yhteyden pystytyksen jälkeen matkaviestin MS lähettää kohde-TRX: Ile kuit tauksen onnistuneesta kanavanvaihdon suorituksesta Handover complete -sanomassa 34. Tieto kanavanvaihdon onnistumisesta välitetään tukiasemaohjaimelle BSC Handover complete -sanomassa 35. Matkaviestin MS jatkaa liikennöintiään kohde-TRX:n kautta. Kanavanvaihdon lähtö-TRX ja kohde-35 TRX voivat sijaita myös samassa tukiasemassa. Jos lähtö-TRX ja kohde- 4 106518 TRX sijaitsevat eri tukiasemaohjaimen alaisuudessa, välitetään signalointi matkaviestinkeskuksen MSC kautta.

Toisinaan kanavanvaihto epäonnistuu radiotien häiriöiden vuoksi. Kuviossa 2b on havainnollistettu kanavanvaihdon epäonnistumistilanteen 5 signalointia. Kanavanvaihto käynnistyy sanomien 21-25 osalta vastaavasti kuten edellä on kuvion 2a yhteydessä selostettu. Mikäli matkaviestin MS ei kuitenkaan saa vastausta yhteyspyyntöihinsä (sanomat 25) tietyn ennalta asetetun ajan kuluessa, tukiasema epäonnistuttua vastaanottamaan yhteyspyynnöt tai matkaviestimen epäonnistuttua vastaanottamaan tukiaseman 10 kuittauksen yhteyspyyntöihin, palaa matkaviestin MS lähtö-TRX:ään kanavalle, josta kanavanvaihto käynnistyi. Matkaviestimen MS ja lähtö-TRX:n välille pystytetään linkkiyhteys sanomilla 36 SABM ja 37 UA. Linkkiyhteyden pystytyksen jälkeen matkaviestin MS lähettää lähtö-TRX:lle ilmoituksen kanavanvaihdon epäonnistumisesta Handover failure -sanomassa 38. Tieto 15 kanavanvaihdon epäonnistumisesta välitetään tukiasemaohjaimelle BSC Handover failure -sanomassa 39. Matkaviestin MS jatkaa liikennöintiään lähtö-TRX:n kautta.

Kuviossa 2c on esitetty puhelunaikainen kanavanvaihto signalointi-kaaviona solunsisäisessä kanavanvaihdossa lähtökanavalta kohdekanavalle. 20 Kun tukiasemaohjain BSC havaitsee kanavanvaihtotarpeen, se lähettää kohdekanavalle kanavanvarauspyynnön Channel activation -sanomassa 21 vastaavasti kuten edellä on kuvion 2a yhteydessä selostettu. Myös kuittaus ja radiokanavatietojen ilmoittaminen sanomassa 22 lähetetään kuten kuvion 2a yhteydessä on selostettu. Tukiasemaohjain BSC lähettää nykyisin liiken-25 nöintiin käytettävälle lähtökanavalle uuden radiokanavatiedon kanavanosoi-tuskäskyssä Assignment command -sanomassa 23, joka välitetään edelleen matkaviestimelle MS sanomassa 24. Matkaviestimen MS vastaanotettua ka-navanosoituskäskyn uudelle kanavalle se lähettää kohdekanavalla sanoman 32 SABM linkkiyhteyden pystyttämiseksi. Tukiasema kuittaa tämän sano-: 30 maila 33 UA. Kanavanvaihdon lopuksi matkaviestin lähettää uudella kana valla kanavanosoituksen onnistumisen ilmoituksen Assignment complete -sanomassa 34. Tukiasema välittää tämän tiedon edelleen tukiasemaohjaimelle Assignment complete -sanomassa 35.

Kuviossa 2d on esitetty puhelunaikaisen solunsisäisen kanavanvaih-35 don epäonnistuminen signalointikaaviona. Sanomat 21-24 ja 32 lähetetään ; kuten edellä on kuvion 2c yhteydessä selostettu. Solunsisäinen kanavan- 5 106518 vaihto epäonnistuu tukiaseman epäonnistuttua vastaanottamaan linkkiyhteyden pystytyssanoman tai matkaviestimen epäonnistuttua vastaanottamaan tukiaseman kuittauksen linkkiyhteyden pystytykseen. Tietyn ajan vastausta odotettuaan matkaviestin MS lähettää verkolle ilmoituksen kanavanosoituk-5 sen epäonnistumisesta Assignment failure -sanomassa 38 sillä lähtökana-valla, jolta kanavanvaihto käynnistyi. Tukiasema välittää ilmoituksen kana-vanosoituksen epäonnistumisesta tukiasemaohjaimelle BSC Assignment failure -sanomassa 39.

Koodijakomonipääsytekniikalla (CDMA, Code Division Multiple Ac-10 cess) toteutetussa matkaviestinjärjestelmässä edellä kuvatuilla tavoilla suoritettua kanavanvaihtoa kutsutaan kovaksi handoveriksi. Lisäksi CDMA-järjes-telmissä on käytettävissä ns. pehmeä handover, jossa matkaviestin voi kanavanvaihdon kuluessa olla samanaikaisesti yhteydessä verkkoon usean tukiaseman kautta. Kun jokin näistä tukiasemista osoittautuu signaalinsa perus-15 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.

Kahden eri taajuusalueen solukkoradiojärjestelmissä kanavanvaihto 20 taajuusalueelta toiselle on hieman ongelmallisempi, erityisesti silloin kun so-lukkoradiojärjestelmässä on vain yksi yleislähetyskanava. Esimerkiksi noin 900 MHz taajuusalueella toimivan GSM-järjestelmän ja noin 1800-1900 MHz taajuusalueella toimivan DCS -järjestelmän yhdistelmään voidaan toteuttaa yksi yleislähetyskanava vaikkapa GSM-taajuusalueella. Tällöin matkaviestin MS 25 pystyy mittaamaan vain GSM-taajuisen lähetyksen tukiasemasignaaleja. Puhelunmuodostus aloitetaan tällöin aina yleislähetyssignaalin taajuusalueelta, sillä yleislähetystä tarvitaan matkaviestimen synkronoimiseksi verkkoon, ja puhelun aikana pyritään tekemään kanavanvaihto toiselle taajuusalueelle. Kanavanvaihto GSM- ja DCS-taajuuksien välillä yhden yleislähetyskanavan tapauk-:/ 30 sessa on tunnettua toteuttaa kahdella eri tavalla: 1) asettamalla kanavanvaih- tokriteeriin riittävän korkea kynnysarvo, joka yleislähetyssignaalin on täytettävä ennen kanavanvaihdon suorittamista toiselle taajuusalueelle, tai 2) ottamalla toisen taajuusalueen liikennekanava koekäyttöön, jolloin tehdään normaaleja puhelunaikaisia uplink- ja downlink-mittauksia liikennekanavalla ja suoritetaan 35 uusi kanavanvaihto takaisin ensimmäiselle taajuusalueelle, mikäli signaali ei : ole riittävän hyvä. Edellä esitetyssä toisessa tavassa kriteeri kanavanvaihdon 6 106518 suorittamiseksi toiselle taajuusalueelle voidaan asettaa lievemmäksi kuin ensimmäisessä tavassa, esimerkiksi keskimääräiseksi arvoksi.

Ongelmana tekniikan tason mukaisissa ja erityisesti edellä esitetyissä kahden taajuusalueen solukkoradiojärjestelmän kanavanvaihtojen toteu-5 tustavoissa on ensimmäisessä tavassa, että turvallinen kanavanvaihdon kynnysarvo on epätaloudellinen verkon kapasiteetin kannalta ja tuhlaa täten verkon kapasiteettia. Koska suuremman taajuusalueen tukiasemasignaalin kantama on pienempi kuin pienemmän taajuusalueen tukiasemasignaalin ja eri taajuiset signaalit muuttuvat etäisyyden suhteen eri nopeudella, joudutaan tur-10 vallinen kanavanvaihdon kynnysarvo asettamaan liiankin vaativaksi esimerkiksi tukiaseman läheisyydessä tapahtuvan kanavanvaihdon osalta. Lisäksi tällainen turvallinen kynnysarvo estää toisen taajuusalueen täysipainoisen hyväksikäyttämisen liikennöinnissä. Ongelmana edellä esitetyssä toisessa toteutustavassa on, että yhteyden laatu huononee toisella taajuusalueella liiken-15 nekanavalla suoritettavien mittausten ajaksi, jos radiosignaalit eivät olekaan riittävän hyviä ja joudutaan suorittamaan uusi kanavanvaihto yhteyden siirtämiseksi takaisin ensimmäiselle taajuusalueelle. Tällöin palvelun laatu heikke-nee, kun matkaviestin asetetaan alttiiksi huonolle radiosignaalille.

20 Keksinnön lyhyt yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on toteuttaa solukkoradiojärjestelmän resursseja säästävä kanavanvaihtomenetelmä, erityisesti useamman taajuusalueen järjestelmissä, joissa on vain yksi yleislähetyskanava.

Tämä tavoite saavutetaan keksinnönmukaisilla menetelmillä, joille on 25 tunnusomaista se, mitä on sanottu itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.

Keksinnön kohteena on lisäksi matkaviestinjärjestelmä ja tukiasema.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kanavanvaihdon käynnistyttyä mitataan tukiasemalla matkaviestimeltä kanavanvaihtosignaloinnin 30 yhteydessä vastaanotettua signaalia ja sallitaan kanavanvaihdon jatkuvan - vain, jos matkaviestimen signaali täyttää ennalta asetetun kriteerin. Kana vanvaihdon loppuunsaattaminen riippuu siis tukiasemalla vastaanotetusta uplink-signaalista. Yhteyden liikennöintiä ei siirretä uudelle kanavalle, mikäli kanavanvaihdon signaloinnin aikana tukiasemalla havaitaan, että matkavies-35 timen signaali ei täytä asetettua kriteeriä, vaan tällöin yhteyttä jatketaan van-; halla kanavalla, josta kanavanvaihto käynnistyi.

7 106518 Tällaisen menetelmän ja menetelmää toteuttavan matkaviestinjärjestelmän etuna on se, että solukkoradiojärjestelmän tehokkuus ja kapasiteetti kasvaa, kun kanavanvaihdon kohdesolun hyväksyntä perustuu todellisiin radiomittauksiin. Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan siis 5 parannettu kanavanhallinta.

Edelleen keksinnön mukaisella kanavanvaihdolla saavutetaan se etu, että säästetään verkon kapasiteettia mittauksien osalta ja radiotien resursseja, kun kanavaa ei varata liikennöintiin turhaan pitkäksi aikaa.

Lisäksi keksinnön mukaisen kanavanvaihdon etuna on, että palvelun 10 laatu pysyy hyvänä myös kanavanvaihtojen yhteydessä.

Kuvioluettelo

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä viitaten kuvioiden 3-8 mukaisiin esimerkkeihin oheisissa piirustuk-15 sissa, joissa: kuvio 1 esittää matkaviestinverkon keksinnön kannalta oleellisia osia; kuviot 2a - 2d esittävät tekniikan tason mukaista kanavanvaihtosignalointia; kuvio 3 esittää esimerkkitapauksen kahden taajuusalueen solukkoradiojär-20 jestelmän radiopeiton osasta; kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen kanavanvaihtomenetelmän vuokaaviona; kuvio 5 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon kanavanvaihtosignalointia kahden solun välisessä kanavanvaihdossa; 25 kuvio 6 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon kanavanvaihtosignalointia solunsisäisessä kanavanvaihdossa; kuvio 7 esittää keksinnön toisen suoritusmuodon kanavanvaihtosignalointia kahden solun välisessä kanavanvaihdossa; ja kuvio 8 esittää keksinnön mukaisen tukiaseman rakenteen lohkokaaviona ·, 30 keksinnön kannalta oleellisten osien osalta.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa minkä tahansa matkaviestinjärjestelmän yhteydessä. Jäljempänä keksintöä on lähemmin selostettu 35 esimerkinomaisesti etupäässä digitaalisen GSM-DCS-matkaviestinjärjestel-: män yhteydessä, joka siis toimii kahdella taajuusalueella. Kuviossa 1 on esi- 8 106518 tetty aiemmin selostettu yksinkertaistettu GSM-verkon rakenne. GSM-järjes-telmän tarkemman kuvauksen osalta viitataan GSM-suosituksiin sekä kirjaan "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly & M. Pautet, Pa-laiseau, France, 1992, ISBN:2-9507190-0-7.

5 Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin keksinnön ensimmäi sen suoritusmuodon valossa viitaten kuvioihin 3-6.

Kuvio 3 esittää kahden tukiaseman BTS1 ja BTS2 solupeiton kahden taajuusalueen solukkoradiojärjestelmässä. Solupeitot C1 ja C2 edustavat alemman taajuusalueen GSM-soluja ja solupeitot C3 ja C4 edustavat ylem-10 män taajuusalueen DCS-soluja, joilla on pienempi peittoalue kuin GSM-soluilla. Matkaviestimen MS liikkuessa solukkojärjestelmässä puhelun tai datalähetyksen aikana tarkastellaan matkaviestimen verkolle toimittamien ja tukiaseman suorittamien signaalimittausten perusteella yhteyden kanavan-vaihtotarvetta tekniikan tason mukaisesti. Esimerkiksi matkaviestimen MS 15 saavuttua solun C3 alueelle käynnistetään kanavanvaihto solun C1 lähetin-vastaanotinyksiköltä TRX1 solun C3 lähetinvastaanotinyksikölle TRX3 (ei esitetty kuvassa). Keksinnön mukaisesti suoritettava kanavanvaihto selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten kuvion 4 vuokaavioon.

Kuvion 4 kohdassa 41 käynnistetään kanavanvaihto esimerkiksi en-20 simmäisen taajuusalueen kanavalta toisen taajuusalueen kanavalle, kuvion 3 esimerkin tapauksessa TRX1:n kanavalta TRX3:n kanavalle. Esillä olevan keksinnön mukaisesti TRX3 mittaa matkaviestimen lähettämää kanavan-vaihtosignaloinnin signaalia (kohta 42) ja vertaa signaalia ennalta asetettuun kriteeriin (kohta 43). Mikäli matkaviestimen MS signaali täyttää asetetun kri-25 teerin, jatketaan kanavanvaihtoa tekniikan tason mukaisesti ja siirretään matkaviestimen radioyhteys välitettäväksi TRX3:n kautta (kohta 44). Jos matkaviestimen MS signaali ei täytä asetettua kriteeriä, keskeytetään kanavanvaihto ja jatketaan matkaviestimen radioyhteyden välittämistä TRX1:n kautta (kohta 45).

• j 30 Kuvio 5 esittää tarkemmin signalointikaaviona keksinnön mukaisen - kanavanvaihdon kahden solun välillä. Lähtö-TRX käyttää edullisesti yleislä- hetyskanavan taajuusalueen kanavaa ja kohde-TRX toisen taajuusalueen kanavaa. Kanavanvaihto käynnistetään tekniikan tason mukaisesti ensimmäiseltä taajuusalueelta toiselle taajuusalueelle suoritettavalle kanavanvaih-35 dolle asetetun kriteerin täyttyessä. Kanavanvaihdon aluksi tukiasemaohjain ; BSC lähettää kohde-TRX:lle kanavanvarauspyynnön Channel activation - 9 106518 sanomassa 51. Tekniikan tason mukaisten tietojen lisäksi sanomassa 51 voidaan keksinnön mukaisesti välittää kohde-TRX:lle tieto, että käynnistetty kanavanvaihto on keksinnön mukainen ehdollinen kanavanvaihto. Sanomassa 51 voidaan myös toimittaa matkaviestimen MS signaalille asetettu kriteeri, 5 jonka täyttyminen on kanavanvaihdon jatkamisen edellytyksenä. Kanavanvaihdon jatkamisen kriteeri voidaan vaihtoehtoisesti toimittaa tukiasemalle O&M-proseduurissa. Tekniikan tason mukaisesti kohde-TRX varaa liikennöintiin radiokanavan ja ilmoittaa siitä tukiasemaohjaimelle BSC (sanoma 22), joka lähettää uuden radiokanavatiedon lähtö-TRX:lle (sanoma 23). 10 Edelleen tekniikan tason mukaisesti radiokanavatieto lähetetään matkaviestimelle MS (sanoma 24). Matkaviestin MS suorittaa kanavanvaihdon siirtymällä uudelle osoitetulle radiokanavalle ja lähettää kohde-TRX:lle tekniikan tason mukaisen yhteyspyynnön Handover access burst -sanomassa 25. Matkaviestin MS lähettää näitä yhteyspyyntösanomia tietyin väliajoin, kunnes 15 saa tukiasemalta vastauksen. Esillä olevan keksinnön mukaisesti kohdassa 55 kohde-TRX mittaa matkaviestimeltä vastaanottamansa Handover access burst -sanoman 25 radiosignaalia. Tukiasema mittaa tästä radiosignaalista signaalille asetetun kriteerin edellyttämää suuretta/suureita. Keksinnön mukaisesti tukiasema vertaa mittaustuloksia asetettuun kriteeriin. Mikäli matka-20 viestimen signaali täyttää ennalta asetetun kriteerin, jatketaan kanavanvaihtoa kohdan 57 jälkeen tekniikan tason mukaisesti tukiaseman kuittauksella (sanoma 31). Tämän jälkeen kanavanvaihtosignalointi on tekniikan tason mukaista myös sanomien 32-35 osalta. Liikennöintiä matkaviestimen MS ja verkon välillä jatketaan kohde-TRX:n kautta. Mikäli kohdassa 55 suoritetun 25 mittauksen perusteella matkaviestimen signaali ei täytä ennalta asetettua kriteeriä, siirrytään signalointikaaviossa keksinnön mukaisesti kohdasta 55 kohtaan 59. Tällöin tukiasema ei lähetä kuittaussanomaa matkaviestimelle, joten tekniikan tason mukaisesti matkaviestin MS lähettää tietyn ajan kuluttua sanoman 36 lähtö-TRX:lle linkkiyhteyden pystyttämiseksi vastaavasti 30 kuten tekniikan tason mukaisessa kanavanvaihdon epäonnistumisen tilan-♦*- · teessä. Myös sanomat 37-39 vastaavat tekniikan tason mukaista kanavan vaihdon epäonnistumisen signalointia. Liikennöintiä jatketaan tässä tilanteessa lähtö-TRX:n kautta.

Kuvio 6 esittää signalointikaaviona keksinnön ensimmäisen suori- 35 tusmuodon mukaisen kanavanvaihdon puhelunaikaisessa solunsisäisessä . kanavanvaihdossa lähtökanavalta kohdekanavalle. Kanavanvaihdon käyn- * 10 106518 nistyttyä tekniikan tason mukaisen kriteerin perusteella lähettää tukiasemaohjain BSC kohdekanavalle kanavanvarauspyynnön Channel activation -sanomassa 51, jossa voidaan keksinnön mukaisesti välittää tieto, että käynnistetty kanavanvaihto on keksinnön mukainen ehdollinen kanavanvaihto, ja 5 edullisesti myös tälle ehdolliselle kanavanvaihdolle asetettu kriteeri. Kanavanvaihdon jatkamisen kriteeri voidaan vaihtoehtoisesti toimittaa tukiasemalle O&M-proseduurissa. Tekniikan tason mukaisesti kohdekanava varataan liikennöintiin matkaviestimen kanssa ja siitä ilmoitetaan tukiasemaohjaimelle BSC (sanoma 22), joka lähettää varatun radiokanavatiedon lähtö-10 kanavalle (sanoma 23). Edelleen tekniikan tason mukaisesti radiokanava-tieto lähetetään matkaviestimelle MS (sanoma 24). Matkaviestin MS suorittaa kanavanvaihdon siirtymällä uudelle osoitetulle radiokanavalle ja lähettää kohdekanavalla tekniikan tason mukaisen SABM-sanoman 32. Esillä olevan keksinnön mukaisesti tukiasema mittaa kohdassa 65 tätä signaalia ja vertaa 15 mittaustuloksia asetettuun kriteeriin. Mikäli matkaviestimeltä vastaanotettu signaali täyttää asetetun kriteerin kanavanvaihtoa jatketaan kohdasta 67 tukiaseman lähettämällä kuittauksella UA-sanomassa 33. Kanavanosoituksen onnistuminen ilmoitetaan tekniikan tason mukaisesti sanomissa 34 ja 35. Liikennöintiä matkaviestimen ja verkon välillä jatketaan kohdekanavalla. Mikäli 20 kohdan 65 vertailun perusteella matkaviestimeltä vastaanotettu signaali ei täytä asetettua kriteeriä, jatketaan signalointia keksinnön mukaisesti kohdan 65 jälkeen kohdasta 69. Tällöin tukiasema ei lähetä matkaviestimelle kuittaussanomaa ja matkaviestin lähettää tietyn ajan odotettuaan verkolle ilmoituksen kanavanosoituksen epäonnistumisesta Assignment failure -sanomas-25 sa 38 lähtökanavalla, jolta kanavanvaihto käynnistyi. Tieto kanavanosoituksen epäonnistumisesta välitetään tekniikan tason mukaisesti tukiasemaohjaimelle BSC sanomassa 39. Matkaviestimen ja verkon välistä liikennöintiä jatketaan lähtökanavalla. Kuviossa 6 esitetty lähtökanava ja kohdekanava ovat edullisesti järjestelmän toisella taajuusalueella, jolla ei ole yleislähetys-* : ' 30 kanavaa.

- Kuviossa 7 on esitetty keksinnön toisen suoritusmuodon mukainen kanavanvaihtosignalointi kahden solun välisessä kanavanvaihdossa. Tämä suoritusmuoto vastaa muutoin edellä kuvion 5 yhteydessä selostettua ensimmäistä suoritusmuotoa, paitsi kanavanvaihdon hylkäämisen jälkeisen en-35 simmäisen sanoman osalta. Tässä suoritusmuodossa kohde-TRX lähettää ; - matkaviestimelle MS ilmoituksen kanavanvaihdon hylkäämisestä sinällään 11 106518 tekniikan tasosta tunnetussa Physical info -sanomassa 71, jota siis tässä tilanteessa käytetään uudessa yhteydessä ja uudella informaatiosisällöllä. Tämän suoritusmuodon etuna on, että matkaviestin MS saa nopeammin tiedon kanavanvaihdon epäonnistumisesta ja osaa palata takaisin entiselle ka-5 navalleen, kun tukiasema ilmoittaa mittausten ja vertailunsa negatiivisen tuloksen matkaviestimelle sanomassa 71 sen sijaan, että matkaviestin odottaisi yhteyspyyntöjä lähettäen tekniikan tason mukaisen tietyn ajan ennen kuin tunnistaa kanavanvaihdon epäonnistuneen. Tämän suoritusmuodon toimiminen edellyttää verkkoon tehtävien muutosten lisäksi pieniä muutoksia mat-10 kaviestimeen.

Keksinnön toisen suoritusmuodon mukainen solunsisäinen kanavanvaihto toteutetaan vastaavasti. Tällöin siis kanavanvaihtosignalointi poikkeaa kuviossa 6 esitetystä vain kanavanvaihdon hylkäämisen (kohta 69) jälkeisen signaloinnin osalta siten, että kohdekanavalla lähetetään matkaviestimelle 15 Physical info -sanomassa tieto kanavanvaihdon hylkäämisestä.

Edellä esitetyt kanavanvaihdot voidaan luonnollisestikin toteuttaa myös kahden eri tukiasemaohjaimen BSC alaisuudessa olevien kanavien kesken. Tällöin kanavanvaihtosignalointi kulkee matkaviestinkeskuksen MSC kautta.

20 Keksinnön mukainen kanavanvaihtomenetelmä soveltuu käytettä väksi myös yhden taajuusalueen solukkoradiojärjestelmässä tai muuten kanavanvaihdoissa saman taajuusalueen sisällä, vaikka keksinnöllä saavutetaankin suurin hyöty useamman taajuusalueen järjestelmässä, jossa on käytössä vain yksi yleislähetyskanava. Yhden taajuusalueen sisäisissä ka-25 navanvaihdoissa keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan toteuttaa nopea kanavanvaihto esimerkiksi, kun mittaustuloksien perusteella ei ole varmuutta kohdekanavan kelvollisuudesta.

Edellä esitetty kanavanvaihdon jatkumiselle asetettu keksinnön mukainen kriteeri voi olla operaattorin asettama kiinteä kriteeri, verkkoon tallen-30 nettujen radioparametrien johdannaisena generoitu kriteeri tai esimerkiksi - verkon häiriötason mukaan dynaamisesti muuttuva kriteeri, joka asettuu joutokanavamittausten perusteella sen hetkiseen arvoonsa. Asetettu kriteeri voi käsittää yhden tai useampia kynnysarvoja esimerkiksi signaalitasolle ja/tai signaalihäiriösuhteelle ja/tai muille soveliaille tekniikan tason mukaisille 35 kanavanvaihtokriteereille.

• 12 106518

Keksinnön mukaista menetelmää toteuttava matkaviestinjärjestelmä on sovitettu ehdollisen kanavanvaihdon käynnistämiseksi, ehdollisen kanavanvaihdon kriteerin toimittamiseksi tukiasemalle, matkaviestimen kanavan-vaihtosignaloinnin signaalin mittaamiseksi tukiasemalla, mittaustulosten ver-5 taamiseksi ennalta asetettuun kriteeriin ja kanavanvaihdon keskeyttämiseksi, kun vertailun tuloksena todetaan, että matkaviestimen signaali ei täytä ennalta asetettua kriteeriä.

Kuvio 8 esittää keksinnön mukaisen tukiaseman lohkokaavion. Kuviossa on esitetty vain keksinnön kannalta oleelliset osat. Tukiasema käsittää 10 tekniikan tason mukaisen handover-signalointiyksikön 81 kanavanvaihdon signaloinnin ohjaamiseksi. Esillä olevan keksinnön mukaisesti tukiasema käsittää signaloinnin mittausvälineet 82 matkaviestimeltä vastaanotetun kana-vanvaihtosignaloinnin signaalin mittaamiseksi ja vertailuvälineet 83 mittausvälineiden mittaustulosten vertaamiseksi ennalta asetettuun keksinnön mu-15 kaiseen ehdollisen kanavanvaihdon kriteeriin K. Tukiasema vastaanottaa kriteerin K muualta matkaviestinverkosta, esimerkiksi tukiasemaohjaimelta BSC. Vertailuvälineiden 83 vertailun tuloksena saadaan ohjaussignaali handover-signalointiyksikön 81 toiminnan ohjaamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollista-20 maan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen kanavanvaihto vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka keksintöä onkin edellä selitetty lähinnä TDMA-tyyppisen järjestelmän yhteydessä, voidaan menetelmää käyttää muunkinlaisessa solukkoradiojärjestelmässä, esimerkiksi CDMA-järjestelmässä sekä kovassa että pehmeässä handoverissa. 25 Keksintö soveltuu käytettäväksi kaikenlaisissa solunsisäisissä ja solujen välisissä kanavanvaihdossa, joissa on lähtökanava, jolle yhteys voidaan palauttaa. Keksinnön mukaisella kanavanvaihdolla tehostetaan yleislähetyk-settömän taajuusalueen kanavien käyttöä ja parannetaan tällaisen taajuusalueen sisäisten kanavanvaihtojen käyttökelpoisuutta. Vaikka edellä keksin-: 30 nön kuvaus on esitetty lähinnä kahden taajuusalueen solukkoradiojärjestel- ' män yhteydessä, soveltuu keksintö käytettäväksi myös yhden taajuusalueen ja useamman kuin kahden taajuusalueen solukkojärjestelmissä. Erityisen edullinen keksintö on solukkoradiojärjestelmissä, joissa yleislähetyssignaalia ei ole toteutettu kaikilla käytettävillä taajuusalueilla.

* «

Claims (21)

1. Kanavanvaihtomenetelmä solukkoradiojärjestelmässä, joka käsittää tukiasemia (BTS) ja matkaviestimiä (MS), jossa solukkoradiojärjestelmässä on käytössä ainakin kaksi taajuusaluetta, ja jossa kukin tukiasema 5 lähettää kaikille matkaviestimille tarkoitettua yleislähetystä ensimmäisellä taajuusalueella, jossa menetelmässä käynnistetään kanavanvaihto toiselle taajuusalueelle, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan kanavanvaihtosignalointiin liittyviä matkaviestimen (MS) lähettämiä purskeita tukiasemalla (BTS), 10 verrataan mittaustuloksia ennalta asetettuun kriteeriin ja suoritetaan kanavanvaihto loppuun vain, kun kriteeri täyttyy.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä keskeytetään kanavanvaihto, kun asetettu kriteeri ei täyty, ja 15 jatketaan liikennöintiä matkaviestimen ja verkon välillä lähtökanaval- la, jolta kanavanvaihto käynnistyi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä ilmoitetaan matkaviestimelle (MS) kanavanvaihdon keskeyttämisestä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan matkaviestimen purskeiden signaalitasoa.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan matkaviestimen purskeiden signaaii-kohina-suhdetta.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä siirretään ennalta asetettu kriteeri (K) tukiasemalle kana-vanvarauspyyntösignaloinnin (51) yhteydessä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä siirretään ennalta asetettu kriteeri (K) tukiasemalle O&M- 30 proseduurissa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan yhteyttä varten varatulla uudella kanavalla matkaviestimeltä vastaanotettuja yhteyspyyntösignaloinnin (25) purskeita tukiasemalla. 106518

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan tukiasemalla matkaviestimeltä vastaanotettua linkkiyhteyden pystytyssignaloinnin (32) purskeita.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tun-5 nettu siitä, että ensimmäinen taajuusalue on alemman taajuuden taajuusalue kuin toinen taajuusalue.

11. Kanavanvaihtomenetelmä solukkoradiojärjestelmässä, joka käsittää tukiasemia (BTS) ja matkaviestimiä (MS), jossa menetelmässä käynnistetään kanavanvaihto lähtökanavalta kohdekanavalle, tunnettu siitä, 10 että menetelmässä mitataan kanavanvaihtosignalointiin liittyviä matkaviestimen (MS) lähettämiä purskeita tukiasemalla (BTS), verrataan mittaustuloksia ennalta asetettuun kriteeriin ja suoritetaan kanavanvaihto loppuun vain, kun kriteeri täyttyy.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä keskeytetään kanavanvaihto, kun asetettu kriteeri ei täyty, ja jatketaan liikennöintiä matkaviestimen ja verkon välillä lähtökanaval-la, jolta kanavanvaihto käynnistyi.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä ilmoitetaan matkaviestimelle (MS) kanavanvaihdon keskeyttämisestä.

13 106518

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, . että menetelmässä mitataan matkaviestimen purskeiden signaalitasoa.

15. Patenttivaatimuksen 11 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan matkaviestimen purskeiden signaali-kohina-suhdetta.

16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä siirretään ennalta asetettu kriteeri (K) tukiasemalle kana- 30 vanvarauspyyntösignaloinnin (51) yhteydessä.

17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä siirretään ennalta asetettu kriteeri (K) tukiasemalle O&M-proseduurissa. is 106518

18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan kohdekanavalla matkaviestimeltä vastaanotettuja yhteyspyyntösignaloinnin (25) purskeita tukiasemalla.

19. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että menetelmässä mitataan tukiasemalla matkaviestimeltä vastaanotettua linkkiyhteyden pystytyssignaloinnin (32) signaalia.

20. Matkaviestinjärjestelmä, joka käsittää tukiasemia (BTS) ja matkaviestimiä (MS), tunnettu siitä, että matkaviestinjärjestelmä on sovitettu ehdollisen kanavanvaihdon käynnistämiseksi ja ehdollisen kanavan-10 vaihdon kriteerin (K) toimittamiseksi tukiasemalle, matkaviestimen (MS) kanavanvaihtosignaloinnin signaalin mittaamiseksi tukiasemalla (BTS), mittaustulosten vertaamiseksi ennalta asetettuun kriteeriin (K) ja kanavanvaihdon keskeyttämiseksi, kun matkaviestimen signaali ei 15 vertailun tuloksen täytä ennalta asetettua kriteeriä.

21. Tukiasema, joka käsittää handover-signalointiyksikön (81) kanavanvaihdon signaloinnin ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että tukiasema lisäksi käsittää mittausvälineet (82) matkaviestimeltä (MS) vastaanotetun kanavan-20 vaihtosignaloinnin signaalin mittaamiseksi ja vertailuvälineet (83) mittausvälineiden mittaustulosten vertaamiseksi ennalta asetettuun kanavanvaihdon jatkamisen kriteeriin (K), jonka vertailun tuloksena saadaan ohjaussignaali handover-signalointiyksikölle (81). * « ie 106518