FI111113B - Mittaustiedon välittäminen tiedonsiirtojärjestelmässä - Google Patents

Description

1 111113

Mittaustiedon välittäminen tiedonsiirtojärjestelmässä

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 joh-5 danto-osan mukaiseen menetelmään langattomassa tiedonsiirtojärjestelmässä. Keksintö kohdistuu lisäksi oheisen patenttivaatimuksen 11 johdanto-osan mukaiseen langattomaan tiedonsiirtojärjestelmään. Keksintö kohdistuu myös oheisen patenttivaatimuksen 21 johdanto-osan mukaiseen langattomaan päätelaitteeseen ja oheisen patenttivaatimuk-10 sen 22 johdanto-osan mukaiseen yhteysasemaan.

Toimistoympäristöön tarkoitetut tiedonsiirtojärjestelmät, ns. lähiverkot (LAN, Local Area Network) on suurelta osin toteutettu langallisina järjestelminä. Tällöin päätelaitteiden sekä palvelimen välinen tiedonsiirto-15 yhteys on toteutettu joko sähköisesti kaapelin välityksellä tai optisesti valokuidun kautta. Tällaisen kiinteän järjestelmän etuna on mm. se, että pystytään aikaansaamaan suhteellisen suuria tiedonsiirtonopeuksia. Haittapuolena tällaisessa kiinteässä tiedonsiirtoverkossa on se, että muutosten tekeminen on hankalaa ja päätelaitteet on yleensä sijoitetta-20 va suhteellisen lähelle niitä varten tarkoitettuja liitäntäpisteitä, jolloin päätelaitteen Ijikuteltavuus kärsii. Tällaisen langallisen lähiverkon toteutus jo olemassaolevaan rakennukseen ei aina onnistu, tai kaapeleiden vetäminen jälkikäteen on kallista. Toisaalta erityisesti vanhemmissa rakennuksissa mahdollisesti jo oleva tiedonsiirtokaapelointi ei välttä-25 mättä sovellu nopeaan tiedonsiirtoon.

Kehitteillä on erilaisia langattomia tiedonsiirtojärjestelmiä, joilla lähiverkkoja on pyritty toteuttamaan. Useat langattomat tiedonsiirtojärjestelmät perustuvat radiosignaalien käyttöön tiedonsiirrossa. Eräs tällainen kehi-30 tettävänä oleva radiotiedonsiirtoon perustuva tiedonsiirtojärjestelmä lähiverkkoa varten on ns. HIPERLAN (High PErformance Radio Local Area Network). Tällaisesta radioverkosta käytetään myös nimitystä laajakaistainen radioverkko (BRAN, Broadband Radio Access Network).

35

Kehitteillä olevassa HIPERLAN-tiedonsiirtojärjesteimän versiossa 2 tavoitteena on päästä jopa yli 30 Mbit/s tiedonsiirtonopeuteen maksimi-yhteysvälin ollessa muutamia kymmeniä metrejä. Tällainen järjestelmä 2 111113 soveltuu käytettäväksi samassa rakennuksessa esim. yhden toimiston sisäisenä lähiverkkona. Kehitteillä on myös ns. HIPERACCESS-tiedon-siirtojärjestelmä, jossa pyritään samaan tiedonsiirtonopeuteen kuin mainitussa HIPERLAN/2-tiedonsiirtojärjestelmässä, mutta yhteysväli 5 pyritään saamaan muutamiin satoihin metreihin, jolloin HIPER-ACCESS-järjestelmä soveltuu käytettäväksi alueellisena lähiverkkona esimerkiksi oppilaitoksissa ja suuremmissa rakennuskomplekseissa.

Esimerkkinä käytettävän HIPERLAN/2-järjestelmän siirtoyhteyskerrok-10 sessa DLC käytettävä MAC-kehysrakenne (Medium Access Control) on pelkistetysti esitettynä oheisessa kuvassa 1b. Tietokehys FR koostuu ohjauskentistä C, kuten RACH (Random Access Channel), BCCH (Broadcast Control CHannel), ja FCCH (Frame Control CHannel) sekä tietokentästä D, joka käsittää määrätyn määrän aikajaksoja TS1, TS2, 15 ..., TSn (time slots), joissa varsinaista hyötyinformaatiota voidaan lähet tää.

Kukin ohjauskenttä C sekä tietokentän aikajaksoissa välitettävät paketit sisältävät edullisesti virheentarkistustietoa, jotka tietokehyksen lähettä-20 vä yhteysasema AP1 on laskenut ja lisännyt tietokehyksen ohjauskent- tiin C sekä aikajaksoissa TS1, TS2.....TSn lähetettäviin paketteihin.

Tämä tarkistustieto on sopivimmin ao. kentän sisältämän informaation perusteella laskettu tarkistussumma, kuten CRC (Cyclic Redundancy Check). Vastaanottavassa langattomassa päätelaitteessa MT1 virheen-25 tarkistusinformaation avulla voidaan tutkia, onko tiedonsiirrossa mahdollisesti ollut virheitä. Kentässä C, D voi olla myös useampia tällaisia : tarkistustietoja, jotka on laskettu osasta kentän sisältämää informaa tiota. Esim. HIPERLAN/2-järjestelmässä FCCH-ohjauskenttä koostuu pienemmistä informaatioelementeistä, joille kullekin lasketaan tarkis-30 tustieto. Näiden informaatioelementtien määrä kussakin tietokehyk-sessä voi vaihdella. Kaikissa tietokehyksissä ei välttämättä ole FCCH-ohjauskenttää, jolloin myös informaatioelementtien määrä on nolla.

Tiedonsiirto HIPERLAN/2-järjestelmässä perustuu aikajakoiseen multi-35 pleksointiin TDMA (Time Division Multiple Access), jolloin samalla kanavalla voi olla useampia samanaikaisia yhteyksiä, mutta kullekin yhteydelle on mainitusta kehyksestä varattu oma aikajakso, jossa tietoa lähetetään. Koska kaikissa samanaikaisissa yhteyksissä ei tiedonsiirto- 3 111113 määrä ole yleensä vakio, vaan vaihtelee ajallisesti, käytetään ns. sopeutuvaa TDMA-menetelmää, jossa kullekin tiedonsiirtoyhteydelle varattavien aikajaksojen lukumäärä voi vaihdella nollasta maksimiin riippuen kulloisestakin kuormitustilanteesta sekä yhteydelle varatusta tie-5 donsiirtokapasiteetista.

Aikajakoisen multipleksoinnin toimimiseksi on samaan solmuun yhteydessä olevien päätelaitteiden oltava synkronoituja toisiinsa ja solmun lähetykseen. Tämä on aikaansaatavissa esim, siten, että langattoman 10 päätelaitteen vastaanotin vastaanottaa signaaleja jollakin kanavalla. Mikäli kanavalla ei havaita signaalia, vastaanotin siirtyy vastaanottamaan toiselle kanavalle, kunnes kaikki kanavat on tutkittu tai on löydetty sellainen kanava, jossa on havaittu signaalia, joka on jonkin yhteys-aseman lähettämää. Tätä signaalia vastaanottamalla ja demoduloimalla 15 voidaan selvittää kyseisen yhteysaseman ohjauskanavan BCCH lähe-tyshetki ja synkronoida päätelaite tämän perusteella. Joissakin tapauksissa päätelaite voi havaita useamman kuin yhden yhteysaseman signaalia, jolloin päätelaite valitsee edullisesti sen yhteysaseman, jonka signaalinvoimakkuus vastaanottimessa on suurin ja suorittaa synkro-20 noinnin tähän yhteysasemaan.

Sen jälkeen kun päätelaite on synkronoitu yhteysasemaan, voi päätelaite aloittaa yhteydenmuodostuksen tähän yhteysasemaan kytkeytymiseksi. Se voidaan suorittaa edullisesti siten, että päätelaite lähettää 25 RACH-ohjauskanavassa yhteydenmuodostuspyynnön yhteysasemalle.

Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että päätelaite lähettää RACH-oh-: jauskanavalle varatussa aikajaksossa ja yhteysasema samanaikaisesti kuuntelee kanavan liikennettä, eli vastaanottaa signaaleja käyttämäl-lään kanavataajuudella. Havaittuaan, että jokin päätelaite lähettää yh-30 teydenmuodostuspyyntösanoman, suorittaa yhteysasema yhteyden muodostuksessa tarvittavat toimenpiteet, kuten resurssien varaamisen . yhteydelle, mikäli mahdollista. Resurssien varaamisessa huomioidaan yhteydelle pyydetty palvelun laatutaso, joka vaikuttaa mm. yhteydelle varattavien aikajaksojen lukumäärään. Yhteysasema informoi päätelai-35 tetta siitä, onko yhteyden muodostus mahdollinen vai ei. Mikäli yhteys on saatu muodostettua, lähettää yhteysasema BCCH-ohjauskentässä tiedot mm. yhteydelle varatuista lähetysaikajaksoista, vastaanottoalka-jaksoista, yhteyden tunnisteesta, jne. Lähetys- ja vastaanottoaikajakso- 4 111113 jen lukumäärä ei välttämättä ole sama, koska useissa tapauksissa siirrettävän informaation määrä ei ole sama molempiin suuntiin. Esim. Internet-selainta käytettäessä lähetetään päätelaitteesta huomattavasti vähemmän informaatiota kuin päätelaitteeseen vastaanotetaan infor-5 maatiota. Tällöin päätelaitteen kannalta lähetysaikajaksoja tarvitaan vähemmän kuin vastaanottoaikajaksoja. Lisäksi yhteydelle varattujen aikajaksojen lukumäärä voi edullisesti vaihdella eri kehyksissä kulloisenkin informaation siirtotarpeen mukaan. Yhteysaseman ohjaimeen on muodostettu ns. jaksottaja (scheduler), jonka eräänä tehtävänä on 10 edellä mainittu aikajaksojen varaaminen eri yhteyksiä varten. Jaksottaja on toteutettu edullisesti sovellusohjelmana yhteysaseman ohjaimessa.

Koska lähiverkoissa tarvitaan kaksisuuntaista tiedonsiirtoa, myös radiotiellä tarvitaan kaksisuuntaista tiedonsiirtoyhteyttä. Aikajakoisessa jär-15 jestelmässä tämä voidaan toteuttaa joko siten, että kehyksen aikajaksoista osa varataan lähetykseen langattomalta päätelaitteelta yhteys-asemalle (uplink) ja osa varataan yhteysasemalta langattomaan päätelaitteeseen (downlink), tai siten, että kumpaakin tiedonsiirtosuuntaa varten varataan oma taajuuskaistansa. HIPERLAN/2-järjestelmässä on 20 esitetty ensin mainitun menetelmän käyttöönottoa, jolloin yhteysasema ja siihen yhteydessä olevat langattomat päätelaitteet eivät lähetä samanaikaisesti.

HIPERLAN/2-järjestelmissä yhteysasemat voivat valita yhteydessä 25 käyttämänsä taajuuden toisista yhteysasemista riippumattomasti. Lisäksi yhteysaseman jaksottaja valitsee lähetykseen käytettävän ajan-\ kohdan toisista yhteysasemista riippumattomasti. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että kaksi tai useampia yhteysasemia voi yrittää lähetystä samanaikaisesti samalla taajuudella, jolloin lähetys voi epäonnis-30 tua. Tämän lähetysten törmäyksen estämiseksi lähettävä yhteysasema tai langaton päätelaite kuuntelee ensin yhden tai useamman taajuuden signaaleita. Yhteysasema valitsee mahdollisimman vähähäiriöisen taajuuden ja mikäli valitulla taajuudella myöhemmin häiriötaso nousee, voi yhteysasema esim. siirtyä käyttämään toista taajuutta.

35

Kuten jo aikaisemmin tässä selityksessä on esitetty, voi radiolähiverkko käsittää useampia yhteysasemia, joiden kuuluvuusalueen laajuuteen vaikuttaa mm. lähetysteho, ympäristöolosuhteet, signaalin kulkureitillä 5 111113 olevat mahdolliset esteet, antennin suuntakuvio jne. Käytännössä yhteysasemien kuuluvuusalueen rajoja ei voi selkeästi määrittää, vaan lähellä toisiaan olevien yhteysasemien kuuluvuusalueet menevät ainakin osittain päällekkäin. Tällöin langaton päätelaite voi joissakin ta- a 5 pauksissa olla kahden tai useamman yhteysaseman kuuluvuusalueella, mutta nämä yhteysasemat eivät välttämättä havaitse toistensa lähetyksiä. Langaton päätelaite valitsee näistä yhteysasemista yhden käytettäväksi tiedonsiirtoyhteydessä. Toisaalta yhteydessä kulloinkin käytettävä yhteysasema voi vaihtua langattoman päätelaitteen liikkuessa tai yh-10 teyden laadun vaihdellessa, kuten on sinänsä tunnettua. Koska yhteys-asemat voivat valita yhteydessä käytettävän kanavan toisista yhteys-asemista riippumatta sekä ajoittaa lähetykset riippumattomasti, voi langattoman päätelaitteen ja yhteydessä kulloinkin käytettävän yhteys-aseman välisen tiedonsiirron ominaisuuksiin vaikuttaa yksi tai useampi 15 muu yhteysasema, jonka kuuluvuusalueella langaton päätelaite on. Tällaiset häiriöt voivat syntyä myös tilanteissa, joissa käytettävät taajuudet eivät ole samat, vaan kaksi yhteysasemaa lähettävät esimerkiksi vierekkäisillä kanavilla.

20 Tiedonsiirtoa häiritsevät yhteysasemat voivat olla myös jonkin toisen radioverkon yhteysasemia tai muita radioasemia, tutka-asemia jne. Tämä on mahdollista erityisesti silloin, kun samalla maantieteellisellä alueella on useita sellaisia radiojärjestelmiä, joissa käytetään ainakin osittain päällekkäisiä tai lähellä toisiaan olevia taajuusalueita.

25

Tiedonsiirron ominaisuuksiin vaikuttavat muiden radiolaitteiden aiheut- 4 tamien häiriöiden lisäksi myös muutokset ympäristöolosuhteissa. Nämä muutokset voivat aiheutua mm. signaalin monitie-etenemisestä, langattoman päätelaitteen liikkumisesta tiedonsiirtoverkon toiminta-alueella, 30 solun alueelta toisen solun alueelle, tai tiedonsiirtoverkon toiminta-alueen ulkopuolelle, jolloin signaalin etenemisolosuhteet voivat vaihdella.

: Myös ilman lämpötilan ja kosteuden muutokset voivat vaikuttaa signaa lin etenemiseen ja aiheuttaa tiedonsiirtoyhteyteen muutoksia.

35 Tiedonsiirtoyhteyttä muodostettaessa langaton päätelaite kuuntelee, minkä yhteysasemien signaaleja on vastaanotettavissa. Langaton päätelaite mittaa edullisesti vielä signaalien voimakkuuksia ja valitsee esim. sen yhteysaseman, jonka signaali sillä hetkellä on voimakkain.

6 111113 Tämän jälkeen langaton päätelaite ja yhteysasema suorittavat yhtey-denmuodostussignalointia mm. yhteydessä käytettävien parametrien, kuten tarvittavan tiedonsiirtonopeuden, yhteystyypin, tiedonsiirtokanavan, aikajaksojen sekä yhteystunnuksen välittämiseksi.

5

Langaton päätelaite tyypillisesti mittaa myös yhteyden aikana yhteydessä käytettävän yhteysaseman signaalin voimakkuutta sekä muiden mahdollisten kuuluvuusalueella olevien yhteysasemien signaalien voimakkuuksia. Mikäli jollakin muulla yhteysasemalla havaitaan riittävässä 10 määrin voimakkaampi signaalinvoimakkuus kuin sillä hetkellä käytettävän yhteysaseman signaalinvoimakkuus, voidaan suorittaa yhteyden-siirto tälle toiselle yhteysasemalle (handover), kuten on tunnettua.

Yhteysasema voi myös pyytää langatonta päätelaitetta mittaamaan βίοι 5 naalinvoimakkuuksia. Nämä mittaustulokset välitetään yhteysasemalle, joka voi mittaustulosten perusteella analysoida häiriötasoa, selvittää häiriön aiheuttajasta esim. sen, onko mitattu signaali samaan radio-lähiverkkoon kuuluvan langattoman päätelaitteen tai yhteysaseman signaali, toiseen radiolähiverkkoon kuuluvan aseman signaali, vai jon-20 kin muun järjestelmän aiheuttama signaali. Yhteysasema voi suorittaa mittausten analysoinnin tuloksena esimerkiksi kanavanvaihdon, jos on oletettavissa yhteyden laadun paraneminen uudella kanavataajuudella. Yhteysasema pyrkii identifioimaan häiriölähteen aiheuttajan. Jos yhteysasema havaitsee, että häiritsevä signaali on saman tyyppiseen 25 tiedonsiirtojärjestelmään, mutta eri radiolähiverkkoon (esim. toisen operaattorin lähiverkkoon) kuuluvan laitteen signaali, voi yhteysasema pyr-kiä pienentämään häiriöiden vaikutusta esim. nostamalla lähetystehoa, muuttamalla kanavakoodausta, ja/tai käyttämällä paremmin häiriöitä sietävää modulaatiota. Jos häiriölähde ei kuulu samaan järjestelmään, 30 yhteysasema voi pyrkiä pienentämään häiriöitä edullisesti vaihtamalla kanavataajuutta. HIPERLAN/2-järjestelmissä ja muissa radiotiedon-siirtojärjestelmissä, joissa kanavataajuuksien käyttöä ei ole huomioitu * suunnitteluvaiheessa, tulisi yhteysaseman valita kanavataajuudet siten, että käytettävissä olevia kanavataajuuksia käytettäisiin mahdollisimman 35 tasaisesti ja että samaan järjestelmään kuuluvat laitteet eivät häiritsisi toisiaan.

7 111113

Viime aikoina on kehitetty ns. älykkäitä antenneja. Niitä voidaan käyttää mm. yhteysasemien lähetys/vastaanottoantenneina. Myös langattomiin päätelaitteisiin on kehitteillä tällaisia älykkääseen antenniin perustuvia antenniratkaisuja. Älykkään antennin eräänä merkittävänä ominaisuu- « 5 tena on antennin suuntakuvion adaptiivinen säätö. Tällöin yhteysasemassa voidaan seurata liikkuvia päätelaitteita ja pyrkiä suuntaamaan antennin suuntakuvio päätelaitteen suuntaan. Vastaavasti langattomassa päätelaitteessa voidaan pyrkiä selvittämään se, missä suunnassa yhteysasema sijaitsee ja ohjata antennin suuntakuvio tähän 10 suuntaan. Tämän järjestelyn avulla voidaan parantaa signaalin kuuluvuutta, jolloin toimintasädettä voidaan kasvattaa ja/tai lähetystehoa yh-teysasemalla/päätelaitteessa voidaan pienentää. Lisäksi radiosignaalien aiheuttamat häiriöt muihin radiolaitteisiin ja saman radiolähiverkon päätelaitteisiin/yhteysasemiin voivat pienentyä.

15 Älykkään antennin käyttö voi aiheuttaa kuitenkin mittaustuloksien tulkintavirheitä tunnetun tekniikan mukaisissa radiolähiverkoissa ja muissa radiotiedonsiirtoon perustuvissa tiedonsiirtojärjestelmissä, joissa mitataan radiohäiriöitä. Tämä johtuu siitä, että mittaustulosten analysoin-20 nissa ei tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä voida huomioida älykkään antennin vaikutusta, vaan analysointi suoritetaan tavallisesti olettaen, että antenni on ympärisäteilevä. Tällöin edellä mainitut mittaustulokset eivät välttämättä anna todellista kuvaa häiriötilanteesta, koska ympärisäteilevän antennin suuntakuvio pyritään aikaansaamaan 25 olennaisesti samanlaiseksi joka suuntaan. Yhteysasema voi analysoinnin tuloksena tarpeettomasti esim. nostaa lähetystehoa tai muuttaa 4 kanavataajuutta, jos mittauksissa käytetty antenni ei ole oletuksen mukainen. Tämä puolestaan voi johtaa siihen, että häiriötaso ei pienene vaan kasvaa.

30

Nyt esillä olevalla keksinnöllä pyritään aikaansaamaan järjestelmä, jossa saadaan tunnetun tekniikan mukaisiin järjestelmiin verrattuna luotettavampia mittaustulosten analysointeja, jolloin myös häiriötasoa voidaan laskea. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle 35 on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle langattomalle tiedonsiirtojärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan 8 111113 keksinnön mukaiselle langattomalle päätelaitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 21 tunnusmerkki-osassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle yhteysasemalle on vielä tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 22 5 tunnusmerkkiosassa.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että mittaustulosten yhteydessä voidaan ilmoittaa antennin tyyppi, jolloin mittaustulosten analysoinnissa 10 voidaan huomioida antennin vaikutus mittaustuloksiin, esim. suuntaku-vion poikkeamat oletetusta. HIPERLAN/2-järjestelmässä yhteysasema on se yksikkö, jossa analysointi suoritetaan.

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun 15 tekniikan mukaisiin menetelmiin ja langattomiin tiedonsiirtojärjestelmiin verrattuna. Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan mittaustulosten analysointi luotettavammaksi kuin tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä on mahdollista saavuttaa. Keksinnöllä voidaan myös vähentää kanavanvaihtotarvetta. Keksinnön mukaisessa tiedonsiirtojär-20 jestelmässä voidaan vielä vähentää häiriöiden määrää, koska yhteys-asemat eivät tarpeettomasti nosta lähetystehoaan, jolloin tiedonsiirtojärjestelmän käyttöaste paranee merkittävästi.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin 25 piirustuksiin, joissa » 4 kuva 1a esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista tiedonsiirtojärjestelmää pelkistettynä lohkokaaviona, 30 kuva 1b esittää erästä tietokehystä HIPERLAN/2-järjestelmässä, ; kuva 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista langatonta päätelaitetta pelkistettynä lohkokaaviona, 35 kuva 3 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista yhteysasemaa ja yhteysaseman ohjainta pelkistettynä lohkokaaviona, 9 111113 kuvat 4a—4d esittävät esimerkkejä eräistä tietokehyksistä, ja kuva 5 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukai-5 sessa tiedonsiirtojärjestelmässä sovellettavia protokollapi noja pelkistetysti.

Seuraavassa keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen tiedonsiirtojärjestelmän 1 kuvauksessa käytetään esimerkkinä kuvan 1a mukais-10 ta HIPERLAN/2-järjestelmää, mutta on selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan tähän järjestelmään. Tiedonsiirtojärjestelmä 1 koostuu langattomista päätelaitteista MT1—MT4, yhdestä tai useammasta yhteysasemasta AP1, AP2 (Access Point) sekä yhteysaseman ohjaimesta APC1, APC2 (Access Point Controller). Yhteysaseman AP1, 15 AP2 ja langattoman päätelaitteen MT1—MT4 välille muodostetaan radioyhteys, jossa siirretään mm. yhteyden muodostamisessa tarvittavia signaaleita ja yhteyden aikana informaatiota, kuten Internet-sovel-luksen tietopaketteja. Yhteysaseman ohjain APC1, APC2 kontrolloi yhteysaseman AP1, AP2 toimintaa ja niiden kautta muodostettuja 20 yhteyksiä langattomiin päätelaitteisiin MT1—MT4. Yhteysaseman ohjaimessa APCI, APC2 on kontrolleri 19, jonka sovellusohjelmistoon yhteysaseman toimintoja on toteutettu, kuten yhteysaseman jaksottaja (Scheduler), joka suorittaa erilaisia ajoitustoimenpiteitä sinänsä tunnetusti. Tällaisessa radioverkossa voi useita yhteysaseman ohjaimia 25 APC1, APC2 olla tiedonsiirtoyhteydessä toisiinsa sekä muihin tietoverkkoihin, kuten Internet-tietoverkkoon, UMTS-matkaviestinverkkoon # · (Universal Mobile Terminal System) jne., jolloin langaton päätelaite MT1—MT4 voi kommunikoida esim. Internet-tietoverkkoon kytketyn päätelaitteen TE1 kanssa.

30

Kuvassa 2 on esitetty pelkistettynä lohkokaaviona keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen langaton päätelaite MT1. Langaton - : päätelaite MT1 käsittää edullisesti tietojenkäsittelytoimintoja PC sekä tiedonsiirtovälineet COM tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi langat-* 35 tomaan lähiverkkoon. Langaton päätelaite voi olla muodostettu myös siten, että tietojenkäsittelylaitteeseen, kuten kannettavaan tietokoneeseen, on liitetty esim. lisäkortti, joka käsittää mainitut tiedonsiirtovälineet COM. Ti etojenkäsittelytoimi n n ot PC käsittävät edullisesti suorittimen 2, 111113 10 kuten mikroprosessorin, mikrokontrollerin tai vastaavan, näppäimistön 3, näyttöelimen 4, muistivälineet 5, ja liitäntävälineet 6. Lisäksi tietojen-käsittelytoiminnot PC voivat käsittää audiovälineet 7, kuten kaiuttimen 7a, mikrofonin 7b, ja koodekin 7c, jolloin käyttäjä voi käyttää langatonta 5 päätelaitetta MT1 myös mm. puheen siirtämiseen. Langattomasta päätelaitteesta MT1 lähiverkkoon lähetettäväksi tarkoitettu informaatio siirretään edullisesti liitäntävälineiden 6 kautta tiedonsiirtovälineisiin COM. Vastaavasti lähiverkosta 1 langattomassa päätelaitteessa MT1 vastaanotettu informaatio siirretään tietojenkäsittelytoimintoihin PC mainit-10 tujen liitäntävälineiden 6 kautta.

Tiedonsiirtovälineet COM käsittävät mm. antennin 30, antennin ohjauselimen 27, suurtaajuusosan 8, kooderin 9, dekooderin 10, modulaattorin 20, demodulaattorin 21, ohjauselimen 11 sekä refe-15 renssioskillaattorin 12. Antennin ohjauselimeen 27 on tässä edullisessa suoritusmuodossa yhdistetty ohjausväylä 28, jonka avulla ohjauselin 11 voi muuttaa antennin ominaisuuksia tarvittaessa. Lisäksi tiedonsiirto-välineissä COM on muistia 13 mm. tiedonsiirrossa tarvittavien lähetys-ja vastaanottopuskureiden muodostamiseksi. Kooderissa 9 suoritetaan 20 tietokehyksien sisältämän informaation koodaus, jolloin koodattu informaatio moduloidaan modulaattorissa 20. Moduloitu signaali johdetaan suurtaajuusosaan 8, josta suoritetaan radiotaajuisen signaalin lähetys tiedonsiirtokanavaan CH (kuva 1). Vastaavasti dekooderissa palautetaan tiedonsiirtokanavasta vastaanotettu ja demodulaattorissa 25 demoduloitu koodattu informaatio edullisesti tietokehysmuotoon. Refe-renssioskillaattorilla 12 muodostetaan tarvittavat ajoitukset lähetyksen • · · ja vastaanoton synkronoimiseksi yhteysaseman lähetykseen ja vastaanottoon. Referenssioskillaattoria 12 voidaan käyttää myös ohjauselimen 11 ajoitussignaalien muodostamiseen. On selvää, että 30 referenssioskillaattorin 12 muodostamaa taajuutta ei sellaisenaan voida käyttää kanavataajuuden asettamisessa ja ohjauselimen 11 ajoitussignaalien muodostamisessa, jolloin käytännön sovelluksissa : käytetään taajuuden muunnosvälineitä (ei esitetty) referenssioskillaat torin 12 taajuuden muuntamiseksi radio-osassa tarvittaviksi taajuuksiksi 35 ja ohjauselimen 11 toiminnan ohjaukseen soveltuvaksi taajuudeksi.

Yhteysasemassa AP1 (kuva 3) on vastaavasti ensimmäiset tiedonsiirtovälineet 15, 23—26 tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi langatto- 11 111113 miin päätelaitteisiin MT1—MT4. Keksinnön mukainen langaton lähiverkko 1 voidaan toteuttaa myös paikallisena lähiverkkona, josta ei ole yhteyttä ulkoisiin tietoverkkoihin. Tällöin saattaa riittää yksi yhteys-asema AP1, johon lähiverkon langattomat päätelaitteet MT1—MT4 ovat 5 yhteydessä. Langattomassa lähiverkossa yhdestä tai useammasta yhteysasemasta AP1, AP2 on edullisesti järjestetty tiedonsiirtoyhteys 16 tietojenkäsittelylaitteeseen S, jota yleisesti kutsutaan palvelintietokoneeksi tai lyhyemmin palvelimeksi. Tällaisessa palvelimessa on sinänsä tunnetusti keskitettynä yrityksen tietokantoja, sovellusohjelmia, jne. 10 Käyttäjät voivat tällöin käynnistää langattoman päätelaitteen MT1 kautta palvelimelle S asennettuja sovelluksia. Palvelin S tai yhteys-asema AP1 voi lisäksi käsittää toiset tiedonsiirtovälineet 17 tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi johonkin muuhun tietoverkkoon, kuten Internet-tietoverkkoon tai UMTS-matkaviestinverkkoon.

15

Yhteysaseman AP1, AP2 tiedonsiirtovälineet käsittävät yhden tai useamman oskillaattorin 22 toiminnassa tarvittavien taajuuksien muodostamiseksi, kooderin 23, modulaattorin 24, dekoodeiin 25 ja demodulaat-torin 26 sekä suurtaajuusosan 15, mikä on sinänsä tunnettua.

20

Kullekin yhteysasemalle AP1, AP2 ja langattomalle päätelaitteelle MT1—MT4 on määritetty yksilöivä tunnus, jolloin yhteysasema AP1, AP2 on selvillä siitä, mitä langattomia päätelaitteita MT1—MT4 kulloinkin on kytkeytyneenä yhteysasemaan AP1, AP2. Vastaavasti tunnuksi-25 en perusteella langattomat päätelaitteet MT1—-MT4 erottavat eri yhteysasemien AP1, AP2 lähettämät kehykset toisistaan. Näitä tunnuksia I « • voidaan käyttää myös sellaisessa tilanteessa, jossa langattoman pääte laitteen MT1—MT4 yhteys siirtyy yhdestä yhteysasemasta AP1 toiseen yhteysasemaan AP2, esim. yhteyden laadun heikentymisen seurauk-30 sena.

Tiedonsiirtoa varten on langaton päätelaite MT1 kytkettävä tiedonsiirto-* : yhteyteen lähiverkkoon 1. Tämä voidaan suorittaa edullisesti siten, että langattomassa päätelaitteessa MT1 käynnistetään verkko-ohjain, tai 35 vastaava sovellusohjelma, johon on muodostettu ohjelmakoodit lähiverkkoon 1 kytkeytymiseksi sekä tietojen siirtämiseksi langattoman päätelaitteen MT1 ja lähiverkon 1 välillä. Verkko-ohjaimen käynnistämisen yhteydessä suoritetaan tarvittavat toimenpiteet mm. langattoman 12 111113 päätelaitteen tiedonsiirtovälineiden COM toimintaparametrien asettamiseksi. Tällöin tiedonsiirtovälineiden COM vastaanotin aloittaa signaalien vastaanoton jollakin lähiverkon kanavataajuudella. Mikäli signaalia ei tietyn ajan kuluessa havaita, vaihdetaan kuunneltavaa kanavaa. Siinä 5 vaiheessa kun jollakin kuunneltavalla kanavataajuudella on havaittu signaalia, tiedonsiirtovälineiden COM vastaanottimen vastaanottama signaali demoduloidaan ja johdetaan dekoodattavaksi, jolloin voidaan selvittää radiosignaalissa lähetetty informaatio, kuten on tunnettua. Tästä dekoodatusta signaalista, joka sopivimmin on tallennettu vas-10 taanottopuskuriin tiedonsiirtovälineiden muistiin 13, etsitään tietokehyk-sen BCCH-ohjauskentän tunniste. Tämä BCCH-ohjauskentän tunniste on tietyssä kohdassa tietokehystä, joten sen jälkeen kun tunniste on löydetty, on BCCH-ohjauskentän sijainti vastaanottopuskurissa selvillä. BCCH-ohjauskenttä sisältää mm. tietokehyksen lähettäneen yhteys-15 aseman tunnisteen (AP ID), lähiverkon tunnisteen (NET ID), tietokehyksen numeron sekä tietoa FCCH-ohjauskentän pituudesta, modu-lointitavasta ja koodauksesta.

Langaton päätelaite MT1 synkronoituu tämän yhteysaseman AP1 lähe-20 tykseen. Langaton päätelaite MT1 pyytää yhteyden muodostusta lähettämällä yhteysasemalle AP1 RACH-sanoman sille varatulla ajanhetkel-lä. Esimerkiksi kuvan 1b mukaisessa kehysrakenteessa RACH-sanoma voidaan lähettää lähetys- ja vastaanottoaikajaksojen jälkeen, ennen seuraavaa BCCH-ohjauskenttää. Sanomassa langaton päätelaite MT 1 25 lähettää tietoa mm. yhteydelle haluttavasta palvelun laatutasosta ja yhteystyypistä, kuten multimediayhteys, datayhteys, puheyhteys. Yhteyden tyyppi ja palvelun laatutaso vaikuttavat mm. yhteydelle varattavien aikajaksojen TS1—TSn lukumäärään.

30 Yhteysaseman ohjain APC1 tutkii sanoman ja selvittää esim. resurssien varaustaulukosta tai vastaavasta, kuinka paljon yhteysasemalla AP1 on sillä hetkellä resursseja vapaana. Mikäli resursseja on riittävästi pyydet-: tyä palvelun laatutasoa vastaavan yhteyden muodostamiseksi, yhteys- aseman ohjain APC1 varaa yhteydelle tarvittavat resurssit. Yhteydelle 35 muodostetaan yhteysaseman ohjaimen APC1 muistivälineisiin 14 lähetys- ja vastaanottojonot (-puskurit), joita käytetään vastaanotettujen pakettien väliaikaiseen tallennukseen ja lähetystä odottavien pakettien väliaikaiseen tallennukseen. Lisäksi kullekin yhteydelle annetaan yh- 13 111113 teystunnus, jolloin varmistetaan tiedon siirtyminen oikeaan kohteeseen. Yhteydelle voidaan valita myös prioriteetti, jolloin kulloinkin vapaana olevia resursseja, kuten lähetys- ja vastaanottoaikajaksoja, annetaan prioriteettijärjestyksessä. Riippuen mm. resurssitarpeesta voidaan eri 5 yhteyksille varata tietokehyksen FR tietokentästä eri määrä aikajaksoja TS1—TSn. Myös lähetykseen ja vastaanottoon varattujen aikajaksojen lukumäärä voi olla erilainen samallakin yhteydellä, kuten jo aikaisemmin tässä selityksessä on mainittu. Yhteyksille varattujen aikajaksojen TS1—TSn määrä voi vielä vaihdella kehyskohtaisesti, jolloin kussakin 10 tietokehyksessä FR yhteydelle varattujen aikajaksojen TS1—TSn lukumäärä voi vaihdella nollasta maksimiin. Tietokehyksen sisältämien lähetys- ja vastaanottoaikajaksojen sijainti tietokehyksessä välitetään edullisesti FCCH-ohjauskentässä.

15 Sen jälkeen kun yhteys lähiverkkoon 1 on saatu muodostettua, voidaan aloittaa tietojen siirto palvelimen S ja langattoman päätelaitteen MT1 välillä edullisesti jollakin protokollalla, kuten IP (Internet Protocol). Kuvassa 5 on esitetty tätä tiedonsiirtoa protokollapinojen avulla. Protokollapinoista on esitetty sovelluskerros AL (Application Layer), verkkoker-20 ros CL+NL (Convergence Layer + Network Layer), siirtoyhteyskerros DL (Data Link Layer) sekä fyysinen kerros PHY (Physical Layer). Radiotiellä, eli yhteysaseman AP1 ja langattoman päätelaitteen MT1 välillä protokollapinon siirtoyhteyskerros käsittää tässä edullisessa suoritusmuodossa alimpana MAC-kerroksen (Media Access Control), 25 joka huolehtii radiotien käyttämisestä langattoman päätelaitteen MT1 ja yhteysaseman AP1 välisessä liikennöinnissä, kuten kanavien varauksesta pakettien lähetyksessä ja vastaanotossa. Tässä selityksessä kuvataan lähinnä MAC-kerroksen tietokehyksiä FR.

30 Yhteysaseman ohjaimeen APC1, APC2 muodostettu jaksottaja 18 suorittaa mm. yhteysaseman AP1, AP2 tietokehysten FR ajoituksen ja lähetys- ja vastaanottoaikajaksojen varaamisen aktiivisena olevien yh- : teyksien lähetystä odottaville paketeille. Jaksottaja kytkee yhteysase man vastaanottimen vastaanottamaan radiosignaalia kehyksen RACH-35 kentälle varatuksi ajaksi. Tällöin langattomat päätelaitteet MT1—MT4 voivat suorittaa edellä esitetyn yhteyden muodostuspyynnön välittämisen lisäksi erilaisen mittaustiedon välitystä yhteysasemalle.

14 111113

Taajuusalueen tehokkaan käytön takaamiseksi on radiolähiverkkoihin kehitetty radioresurssien ohjausjärjestelmiä (RRC, Radio Resource Control). Radioresurssien ohjausjärjestelmään liittyy HIPERLAN/2-jär-jestelmässä dynaaminen taajuuden valintaprosessi (DFS, Dynamic 5 Frequency Selection). Tilanteessa, jossa radiolähiverkossa ei ole yhtään langatonta päätelaitetta MT1 kirjautuneena, suorittaa yhteysasema AP1 taajuuden valinnan omien mittauksiensa perusteella. Näillä mittauksilla yhteysasema AP1 voi selvittää muiden samalla taajuusalueella olevien radiolähetteiden ja/tai häiriöiden olemassaolon ja suorittaa ka-10 navataajuuden valinnan. Lähiverkon normaalitoiminnan aikana häiriötilanne voi muuttua ja yhteysaseman AP1 on tarvittaessa suoritettava kanavataajuuden vaihto. Kuitenkin kullakin langattomalla päätelaitteella MT1—MT4 on erilainen häiriötilanne, jolloin voi käydä niin, että kaikki langattomat päätelaitteet eivät pysty kommunikoimaan riittävän 15 hyvin minkään yhteysaseman kanssa. Tällöin kanavataajuuden valinta perustuu sopivimmin sekä yhteysaseman että langattoman päätelaitteen MT1—MT4 suorittamiin mittauksiin. Langaton päätelaite voi suorittaa mittauksia oma-aloitteisesti ja/tai yhteysaseman käynnistämänä.

20 HIPERLAN/2-järjestelmässä on käytettävissä kolme erilaista mittausmenetelmää: lyhyt (short), prosentuaalinen (percentiles) ja yhdistelmä (complete). Lyhyessä mittauksessa (tyyppi=67) mittaus suoritetaan siten, että langaton päätelaite vastaanottaa radiosignaaleita mahdollisen MAC-kehyksen havaitsemiseksi ja synkronoitumiseksi MAC-kehyksen 25 BCCH-kenttää edeltävään tahdistusosaan (preamble). Tämä vastaanotto, ennen kuin synkronoituminen on onnistunut, voi kestää huomattavasti pidempään kuin MAC-kehyksen vastaanottoon kuluva aika. Sen jälkeen kun langaton päätelaite on synkronoitunut, vastaanottaa se vastaanotetun MAC-kehyksen otsikkokentän C (BCCH-kenttä ja FCCH-30 kenttä) ja mittaa samalla signaalin voimakkuutta. Lisäksi langaton päätelaite dekoodaa otsikkokentän C sisältämän informaation. Prosentuaalisessa mittauksessa (tyyppi=66) mittaus suoritetaan siten, että langaton päätelaite suorittaa signaalinvoimakkuusmittauksia määrävälein vastaanottamistaan signaaleista ja tallentaa kunkin mittauksen 35 arvon. Näistä mittauksista muodostetaan raportti, joka kuvaa eri sig-naalivoimakkuuksien suhteellista osuutta. Yhdistelmämittauksessa (tyyppi=65) suoritetaan molemmat edellä esitettyjen mittaustyyppien mukaiset mittaukset. Mainitut mittaukset voidaan vielä kohdistaa halu- is 111113 tuille taajuuksille. Yhteysasema voi pyytää langatonta päätelaitetta mittaamaan kyseisessä yhteydessä käytettävää kanavataajuutta, tai jotakin muuta järjestelmässä käytettävissä olevaa kanavataajuutta.

5 Selostetaan seuraavaksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän toimintaa kuvan 1a mukaisessa tiedonsiirtojärjestelmässä 1 käyttäen esimerkkinä langatonta päätelaitetta MT1 viitaten samalla kuvien kaavioihin sekä kuvissa 4a ja 4b esitettyihin tietoke-hyksiin.

10

Mittausten suorittamiseksi yhteysasema AP1 lähettää langattomalle päätelaitteelle MT1 mittauspyyntösanoman MAC-kerroksen tieto-kehyksessä FR. Tästä kehyksestä FR on esitetty eräs edullinen esimerkki oheisessa kuvassa 4a. Kehyksen alussa on otsikkokenttä HD1, 15 joka sisältää mm. tiedon kehyksen tyypistä FT sekä sekvenssinumeron SN. Otsikkokentän HD1 jälkeen seuraa datakenttä D1, joka sisältää edullisesti tiedon sanoman tyypistä PT, tiedon mitattavasta taajuudesta FRQ, mittauksen aloitusajankohdan ST, mittauksen pituuden ML, mittauksen maksimi-iän AGE, sekä tietoa tilastointia varten 1X1—IX5. Nyt 20 esillä olevan keksinnön mukaisessa järjestelmässä on tietokehyksen FR datakentässä vielä tieto siitä, minkä tyyppisellä antennikonfiguraa-tiolla mittaus tulisi suorittaa. Tätä tietoa on merkitty viitteellä AC oheisissa kuvissa. On selvää, että tässä selityksessä käytetyt kehysrakenteet ovat vain eräitä edullisia esimerkkejä, mutta keksintöä voidaan 25 soveltaa myös muun tyyppisten kehysten yhteydessä.

·;' Yhteysasema AP1 valitsee sen, minkä tyyppisellä antennikonfiguraati- olla mittaus tulisi suorittaa. Tässä edullisessa esimerkissä on käytettävissä kaksi konfiguraatiota: ympärisäteilevä konfiguraatio ja vastaan-30 otossa käytössä oleva konfiguraatio. Yhteysasema AP1 asettaa mit-tauspyyntösanomaan vastaavan antennikonfiguraatiotiedon AC, esim. binääriarvon 0, jos langattoman päätelaitteen MT1 tulisi asettaa antennin suuntakuvio ympärisäteileväksi, ja binääriarvon 1, jos langattoman päätelaitteen MT1 tulisi käyttää antennin sen hetkistä suuntakuviota.

35

Yhteysasema AP1 asettaa mittauspyyntösanomaan sanoman tyyppi-tiedoksi PT haluttua mittaustyyppiä vastaavan arvon (=67, 66 tai 65). Lisäksi yhteysasema valitsee mitattavan taajuuden ja liittää sanomaan 16 111113 tiedon FRQ valitsemastaan taajuudesta. Taajuus voidaan ilmoittaa edullisesti kanavanumerona tai muuna vastaavana indeksinä. Tällöin kanavanumero, esim. 0—127, ilmaisee absoluuttisen taajuuden. Toisaalta taajuus voidaan ilmoittaa myös suhteessa siihen taajuuteen, jota 5 kyseinen yhteysasema ja langaton päätelaite sillä hetkellä käyttävät. Tässä vaihtoehdossa taajuustiedoksi FRQ asetetaan 0, jos yhteys-asema AP1 haluaa langattoman päätelaitteen MT1 mittaavan tätä yhteydessä käytettävää taajuutta. Jos yhteysasema AP1 on valinnut mitattavaksi taajuudeksi viereisen, ylemmän kanavataajuuden, taajuus-10 tiedoksi asetetaan tällöin 1. Vastaavasti, jos yhteysasema AP1 on valinnut mitattavaksi taajuudeksi viereisen, alemman kanavataajuuden, taajuustiedoksi asetetaan tällöin -1.

Mittauksen aloitusajankohta ST ohjaa langatonta päätelaitetta MT1 15 aloittamaan mittauksen haluttuna hetkenä. Vastaanotettuaan mittaus-pyyntösanoman, langaton päätelaite aloittaa mittauksen mittaus-pyyntösanomassa ilmoitettuna ajankohtana. Tällöin langaton päätelaite MT1 virittää paikallisoskillaattorin 12 siten, että vastaanottimella 8 vastaanotetaan haluttua kanavataajuutta.

20

Mittauksen pituustieto ML määrittää sen, kuinka monen kehyksen ajan mittausta suoritetaan. Lyhyen mittauksen yhteydessä kuitenkin raportoidaan korkeintaan yhden kehyksen signaalinvoimakkuuteen liittyvää tietoa, vaikka itse mittausaika olisikin useita kehyksiä.

25

Mittauksen maksimi-ikätieto AGE ilmoittaa langattomalle päätelaitteelle ·' sen, kuinka vanhaa tietoa mittaustieto saa olla. Tällöin, jos langaton päätelaite MT1 on jo aikaisemmin suorittanut mittauksen, jonka ikä ei ole vanhempaa kuin tämä maksimi-ikätiedon ilmaisema aika, voi langa-30 ton päätelaite MT1 lähettää kyseisen mittauksen tiedot yhteysasemalle AP1. Uutta mittausta ei siis tässä yhteydessä tarvita.

Prosentuaalisessa ja yhdistetyssä mittauksessa yhteysasema AP1 ilmoittaa langattomalle päätelaitteelle MT1 vielä sen, mitä tilastotietoja 35 mittauksista tulee laskea ja ilmoittaa yhteysasemalle AP1.

Vastaanotettuaan ja käsiteltyään mittauspyyntösanoman, langaton päätelaite MT1 aloittaa mittauksen sanomassa määritetyn aloitusehdon 17 111113 täytyttyä. Mittauksen aluksi tutkitaan se, minkä tyyppisellä antennikonfi-guraatiolla mittaus tulisi suorittaa. Jos ohjauselin 11 päättelee, että mittaus voidaan suorittaa pyydetyllä konfiguraatiolla, asetetaan antennin konfiguraatio halutuksi. Jos jostain syystä, esimerkiksi antenni ei ole 5 älykäs antenni, pyydettyä antennikonfiguraatiota ei voi käyttää mittauksessa, antennikonfiguraatiota ei muuteta. Mikäli langaton päätelaite MT1 on käyttänyt suuntaavaa antennikonfiguraatiota ja mittauspyyn-tösanomassa on antennikonfiguraationa AC ollut ympärisäteilevä antenni, asettaa ohjauselin 11 (kuva 2) antennin ohjauselintä 27 ohjaa-10 vaan väylään 28 ohjaussignaalin, jolla antennin suuntakuvio muutetaan olennaisesti ympärisäteileväksi. Muussa tapauksessa antennin suunta-kuviota ei tarvitse muuttaa mittausta varten. Tämän jälkeen langattoman päätelaitteen MT1 mittauselin 29 aloittaa signaalinvoimakkuusmit-tauksen. Jos langaton päätelaite MT1 vastaanottaa jonkin Hiperlan/2-15 järjestelmän mukaisen laitteen signaalia, pyrkii langaton päätelaite MT1 synkronoitumaan tämän signaalin MAC-kehyksen BCCH-kenttää edeltävään alkutahdistusosaan. Signaalin voimakkuus mitataan synkronoi-tumisen jälkeen edullisesti keskiarvona alkutahdistusosan ajalta ja tallennetaan muistivälineisiin 13. Lisäksi dekoodataan ja tallennetaan 20 otsikkokentän C informaatiota. Jos kyseessä on lyhyt mittaus, siirrytään vastaussanoman muodostukseen. Jos sen sijaan kyseessä on prosentuaalinen tai yhdistetty mittaus, asetetaan edullisesti ohjauseli-messä 11 aikavalvonta, jonka avulla mittauksia toistetaan ennalta määrätty aika, esim. 8 pe välein. Kukin mittaustulos tallennetaan. Edellä 25 esitettyjä vaiheita toistetaan, kunnes määritetty mittausaika on kulunut umpeen. Sen jälkeen suoritetaan tilastolaskentaa, esim. mittausten ·; keskiarvon laskenta tai prosentuaalinen laskenta ja siirrytään vastaus- sanoman muodostukseen. Toisaalta keskiarvolaskentaa voidaan suorittaa jokaisen mittauskerran jälkeen, jolloin yksittäisiä mittaustuloksia ei 30 sellaisenaan tarvitse tallentaa.

Mikäli mittausvaiheessa langaton päätelaite MT1 ei mittausaikana havaitse MAC-kehystä, ei myöskään signaalia dekoodata. Tällöin kyseessä on todennäköisesti jokin muu häiriölähde. Tämän signaalin 35 voimakkuus kuitenkin ilmoitetaan mittaussanomassa.

Sanomia varten muistivälineissä 13 on edullisesti varattu muistialue (sanomapuskuri, ei esitetty). Oheisessa kuvassa 4b on esitetty eräs is 111113 edullinen vastaussanoman rakenne. Kyseessä on yhdistetyn mittauksen tietojen välitykseen tarkoitettu sanomarakenne. Lyhyellä mittauksella ja prosentuaalisella mittauksella voidaan käyttää samaa rakennetta, mutta osa kentistä jätetään tällöin täydentämättä. Vastaussano-5 man muodostamiseksi langattoman päätelaitteen ohjauselin 11 asettaa tähän sanomapuskuriin MAC-kehyksen otsikkotiedot, kuten kehyksen tyyppi ja sekvenssinumero. MAC-kehyksen datakenttää varten varattuun tilaan ohjauselin 11 koostaa vastaussanoman tiedot. Näissä tiedoissa on mm. sanoman tyyppi, viimeksi vastaanotetun, omaan 10 yhteyteen kuuluvan BCCH-kentän alkutahdistusosasta mitattu signaa-linvoimakkuus sekä muut mittaustulokset, joiden sisältöön vaikuttaa se, minkä tyyppisestä mittauksesta on kyse.

Vastaussanomassa on varattu konfiguraatiotietoa varten tietokenttä, 15 joka oheisessa kuvassa 4b on esitetty viitteellä UAC. Muilta osin kuvan 4b yhteydessä käytetään kyselysanoman ja vastaussanoman toisiaan vastaavista kentistä samoja viitteitä kuin kuvassa 4a. Konfiguraatiotie-tokentän UAC koko tässä edullisessa suoritusmuodossa on 1 bitti. Tällöin bitin arvoksi asetetaan esim. binääriluku 0, jos mittauksessa käy-20 tettiin ympärisäteilevää antennikonfiguraatiota, tai binääriluku 1, jos mittauksessa ei käytetty ympärisäteilevää antennikonfiguraatiota. Muut vastaussanoman tiedot, kuten tilastolliset tiedot SX1—SX5 asetetaan sinänsä tunnetun tekniikan mukaisesti. Vastaussanoman sisällön perusteella lasketaan vielä edullisesti tarkistussumma CRC, jonka perus-25 teella sanoman vastaanottaja voi selvittää, onko sanoma vastaanotettu virheettömästi.

«

Sen jälkeen kun vastaussanoman tiedot on saatu muodostettua, voidaan aloittaa vastaussanoman lähetystoimenpiteet. Tällöin ohjauselin 30 11 selvittää ohjauskentässä C lähetettyjen tietojen perusteella sen, milloin kyseiselle langattomalle päätelaitteelle MT1 on varattu lähetys-aikajakso. Ohjauselin 11 siirtää kyseisen lähetysaikajakson aikana vastaussanoman sanomapuskurista tiedonsiirtovälineisiin COM, jossa suoritetaan modulointi ja koodaus sinänsä tunnetusti. Tässä vaiheessa 35 ohjauselin 11 muuttaa antennin suuntakuviota tarvittaessa.

19 111113

Antennin suuntakuvion muuttamiseksi antennin ohjauselimessä 27 muutetaan esim. suodattimien vaiheistusta siten, että haluttu suunta-kuvio saavutetaan.

5 Yhteysasema AP1 vastaanottaa lähetetyn vastaussanoman ja tallentaa tiedot vastaanottopuskuriin (ei esitetty). Yhteysaseman ohjaimen kontrolleri 19 analysoi vastaussanoman mittaustietoja, kuten prosentuaalisia signaalinvoimakkuuksia. Analysoinnissa huomioidaan se, millä an-tennikonfiguraatiolla mittaukset on suoritettu. Jos mittauksessa on 10 käytetty ympärisäteilevää antennia, kuvastavat mittaustulokset paremmin häiriötilannetta langattoman päätelaitteen MT1 läheisyydessä kuin jos mittauksissa käytetään suuntaavaa antennia. Tämä voi johtua mm. siitä, että jokin häiriölähde sijaitsee sellaisessa suunnassa, joka on sivussa suuntaavan antennin pääkeilaan nähden. Jos häiriölähde tai 15 langaton viestin MT1 liikkuvat, voi syntyä tilanne, jossa häiriölähde on antennin pääkeilan suunnassa, jolloin häiriövaikutus voi olla merkittävästi suurempi. Tällainen tilanne voisi olla ennakoitavissa, jos häiriömit-taus tehdään ympärisäteilevällä antennilla.

20 Yhteysasema AP1 voi kartoittaa häiriötilannetta pyytämällä järjestelmään kuuluvia langattomia päätelaitteita suorittamaan edellä esitettyjä mittauksia yhteydessä käytettävällä kanavataajuudella ja esim. viereisillä kanavataajuuksilla. Näiden mittausten perusteella yhteysasema AP1 voi suorittaa kanavataajuuden vaihdon tarvittaessa. Kanavataa-25 juuden valintaan vaikuttaa tällöin mm. se, minkälainen häiriötaso eri kanavataajuuksilla on.

* * Häiriömittauksissa yhteysasema AP1 huomioi sen, että sinä aikana kun jokin langaton päätelaite MT1—MT4 suorittaa mittauksia, sille ei lähe-30 tetä tietokehyksiä. Jos mittausten tarkoituksena on selvittää yleinen, muista järjestelmistä tai häiriölähteistä johtuva häiriötaso, yhteysasema AP1 ohjaa mittausten ajoituksen edullisesti siten, että kyseisen yhteys-. s. - aseman ohjauksessa olevien langattomien päätelaitteiden MT1—MT4 ja yhteysaseman AP1 välillä ei suoriteta tiedonsiirtoa.

35

Mittauksia suorittanut langaton päätelaite MT1 dekoodasi mitatusta kehyksen otsikkokentästä C mm. lyhyen mittauksen tapauksessa ohjaus-kentässä C lähetetyn informaation. Tästä informaatiosta langaton pää- 20 111113 telaite MT1 välitti yhteysasemalle AP1 edullisesti sellaista tietoa, jonka perusteella yhteysasema AP1 pystyy päättelemään sen, onko mitattu signaali jonkin samaan järjestelmään kuuluvan laitteen radiosignaali, jonkin toisen järjestelmän radiosignaali, vai jonkin muun laitteen aiheut-5 tama häiriösignaali. Tämän perusteella voi yhteysasema tehdä päätelmiä siitä, onko yhteyden laatua mahdollista tarvittaessa parantaa esim. vaihtamalla kanavataajuutta, nostaa omaa lähetystehoa, käyttää vika-sietoisempaa koodausta ja/tai modulaatiota.

10 Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä voidaan antennikonfiguraatiota vaihtaa myös mittauksen aikana. Tällöin ensimmäistä konfiguraatiota käytetään edullisesti oman kanavan signaalinvoimakkuuden mittauksessa ja toista antennikonfiguraatiota käytetään muiden signaalien voimakkuuksien mittaamiseen. 15 Tällä tavalla voidaan langattoman päätelaitteen MT 1 antenni 30 asettaa suuntaavaksi antenniksi mitattaessa yhteysasemalta AP1 vastaanotetun signaalin voimakkuutta, johon langaton päätelaite MT1 sillä hetkellä on yhteydessä (ns. oma yhteysasema). Vastaavasti yleistä häiriö-tasoa mitattaessa voidaan langattoman päätelaitteen antenni 30 aset-20 taa ympärisäteileväksi antenniksi. Tällöin esim. oheisen kuvan 4c mukaisessa mittauspyyntösanomassa ilmoitetaan tällöin se, millä konfiguraatioita oman yhteysaseman AP1 signaalin voimakkuutta mitataan ja vastaavasti muissa mittauksissa käytettävä antennikonfiguraatio. Tämän tiedon välittämiseen tarvitaan vähintään kaksi bittiä.

25 Tässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa langaton päätelaite MT1 *; ilmoittaa esim. oheisen kuvan 4d mukaisessa mittaussanomassa mm.

sen, mitä antennikonfiguraatiota käytettiin oman yhteysaseman AP1 signaalin voimakkuusmittauksessa ja mitä antennikonfiguraatiota käy-30 tettiin muiden signaalien voimakkuutta mitattaessa.

Suunnattua antennia 30 käytettäessä voidaan vielä pyrkiä suuntaa-_ maan antenni haluttuun suuntaan, esim. kohti häiriölähdettä. Tällöin saadaan tarkemmin mitattua kyseisen häiriölähteen signaalin voimak-35 kuus kuin ympärisäteilevällä antennilla, koska muiden häiriölähteiden vaikutusta mittaustuloksiin voidaan vähentää. Tämä suuntaus voidaan tehdä esimerkiksi siten, että mitataan signaalin voimakkuutta ja muutetaan suuntakuviota asettamalla väylään 28 tämän aikaansaava sig- 21 111113 naali. Tällöin antennin ohjauselin 27 muuttaa antennin suuntakuviota. Mittaamalla signaalinvoimakkuutta voidaan selvittää, muuttuiko signaalin voimakkuus. Ohjauselin 11 voi tämän mittauksen perusteella päätellä, siirtyykö antennin pääkeila kohti häiriölähdettä vai poispäin häiriö-5 lähteestä. Toistamalla edellä esitettyjä vaiheita, kunnes signaalin mak-simivoimakkuus on saavutettu, voidaan oikea suunta riittävällä tarkkuudella selvittää.

Keksinnön mukaisen menetelmän toiminnot voidaan langattomassa 10 päätelaitteessa MT1 toteuttaa edullisesti tiedonsiirtovälineiden ohjaus-elimen 11 sovellusohjelmistossa, mutta myös esim. suoritinta 2 voidaan käyttää. Yhteysasemalla AP1 kuittaussanoman tutkiminen ja mahdolliset yhteyden muutostoimenpiteet voidaan toteuttaa edullisesti yhteys-aseman ohjaimessa APC1.

15

Keksintöä voidaan soveltaa myös muissa kuin tässä esimerkissä käytetyssä HIPERLAN/2-järjestelmässä. Esimerkiksi GSM-järjestelmän mukaisessa matkaviestinjärjestelmässä (ei esitetty) yhteysasemaa AP1, AP2 vastaa tukiasema ja yhteysasemaohjainta APC1, APC2 vastaa 20 tukiasemaohjain, joka tukiasemien välityksellä on radiotiedonsiirtoyh-teydessä langattomiin viestimiin. Mittaustoimintojen yhteydessä käytettäviin ohjaussanomiin on tällöin lisättävä tietokenttä antennikonfiguraa-tion valitsemiseksi sekä vastaussanomiin tietokenttä mittauksessa todellisuudessa käytetyn antennikonfiguraation ilmoittamiseksi tukiase-25 maohjaimelle. Antennikonfiguraatiotiedot voidaan ilmoittaa edullisesti SACCH-sanomassa. Näitä mittaustietoja käytetään mm. handover-tilanteessa uuden tukiaseman valitsemiseksi.

Vastaavasti WCDMA-järjestelmässä (ei esitetty) yhteysasemaa AP1, 30 AP2 vastaa tukiasema (Node-B) ja yhteysasemaohjainta APC1, APC2 vastaa radioverkko-ohjain (Radio Network Controller).

4

Myös muut kuin aikajakoiset (TDMA, Time Division Multiple Access) järjestelmät voivat tulla kyseeseen, esim. koodijakoinen järjestelmä 35 (CDMA, Code Division Multiple Access), tai taajuusjakoinen järjestelmä (FDMA, Frequency Division Multiple Access), tai näiden eri järjestelmien kombinaatio. Tällöin koodijakoisessa järjestelmässä aikajaksoja 22 111113 vastaavana ominaisuutena (lähetysjaksona) on koodijakso, ja taajuus-jakoisessa järjestelmässä taajuusjakso.

On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan 5 edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (22)

23 111113

1. Menetelmä langattomassa tiedonsiirtojärjestelmässä (1), joka käsittää langattomia päätelaitteita (MT1—MT4), ja ainakin yhden yhteys- 5 aseman (AP1, AP2) ja yhteysaseman ohjaimen (APC1, APC2), jossa menetelmässä: - määritetään langattoman päätelaitteen (MT1—MT4) antennille (30) ainakin yksi antennikonfiguraatio, -vastaanotetaan langattoman päätelaitteen (MT1—MT4) antennilla 10 (30) radiosignaalia, -mitataan langattoman päätelaitteen (MT1—MT4) antennilla (30) vastaanotetun radiosignaalin voimakkuutta, - muodostetaan yhdestä tai useammasta mittauksesta mittaussa-noma (HD1, D1), ja 15. lähetetään mainittu mittaussanoma (HD1, D1) langattomasta pääte laitteesta (MT1—MT4) yhteysasemalle (AP1, AP2), tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi liitetään mainittuun mittaus-sanomaan (HD1, D1) tieto (UAC) antennikonfiguraatiosta mittauksen aikana. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittauksen suorittamiseksi yhteysasemalta (AP1, AP2) lähetetään mit-tauspyyntösanoma langattomaan päätelaitteeseen (MT1— MT4).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että antennikonfiguraatio käsittää tiedon antennin säteilykuviosta.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä määritetään ainakin kaksi antennikonfiguraatiota 30 langattoman päätelaitteen antennin (30) ominaisuuksien muuttamiseksi, yhteysasemassa (AP1, AP2) valitaan määritetyistä antennikonfi-guraatioista yksi, ja välitetään mainitussa mittauspyyntösanomassa : tieto (AC) valitusta antennikonfiguraatiosta langattomaan päätelaittee seen (MT1—MT4). 35 4

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen antennikonfiguraatio käsittää olennaisesti ympärisäteile-vän suuntakuvion, ja että toinen antennikonfiguraatio käsittää suuntaa- » 24 111113 van suuntakuvion, jolloin antenni muutetaan mittauksen ajaksi joko olennaisesti ympärisäteileväksi tai suuntaavaksi antenniksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 menetelmässä selvitetään radiosignaalin lähettäjän suunta langattomaan päätelaitteeseen (MT1—MT4) nähden, että mittauksen ajaksi antenni (30) asetetaan suuntaavaksi, ja että antenni suunnataan selvitettyä radiosignaalin lähettäjää kohti.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaus suoritetaan ainakin kahdessa vaiheessa, jolloin kullekin mittausvaiheelle valitaan mittausvaiheessa käytettävä antennikonfi-guraatio.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yh dessä mittausvaiheessa antennikonfiguraatioksi valitaan suuntaava antenni ja mitataan yhteysaseman (AP1, AP2) radiosignaalin voimakkuutta, ja että jossakin toisessa mittausvaiheessa häiriötason selvittämiseksi antennikonfiguraatioksi valitaan ympärisäteilevä antenni ja mi-20 tataan radiosignaalin voimakkuutta.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdessä mittausvaiheessa antennikonfiguraatioksi valitaan suuntaava antenni ja mitataan yhteysaseman (AP1, AP2) radiosignaalin voimak- 25 kuutta, ja että jossakin toisessa mittausvaiheessa häiritsevän signaalin voimakkuuden selvittämiseksi antennikonfiguraatioksi valitaan suuntaava antenni, selvitetään häiritsevän radiosignaalin lähettäjän suunta langattomaan päätelaitteeseen (MT1—MT4) nähden, suunnataan antenni (30) selvitettyä häiritsevän radiosignaalin lähettäjää kohti, ja mita-30 taan radiosignaalin voimakkuutta.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1—9 mukainen menetelmä, jossa mit-taussanomassa välitettyjä signaalinvoimakkuustietoja käytetään langattoman päätelaitteen häiriötason määrittämiseksi tunnettu siitä, että 35 häiriötason määrityksessä huomioidaan signaalinvoimakkuustietojen lisäksi mittauksessa käytetyt antennin ominaisuudet.

11. Langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1), joka käsittää 25 111113 - langattomia päätelaitteita (MT1— MT4), jotka käsittävät ainakin yhden antennin (30) radiosignaalien vastaanottamiseksi, ja jolle antennille (30) on määritetty ainakin yksi antennikonfiguraatio, - ainakin yhden yhteysaseman (AP1, AP2) ja yhteysaseman ohjaimen 5 (APC1.APC2), - välineet (29) langattoman päätelaitteen (MT1— MT4) antennilla (30) vastaanotetun radiosignaalin voimakkuuden mittaamiseksi, - välineet (11) mittaussanoman (HD1, D1) muodostamiseksi yhdestä tai useammasta mittauksesta, ja 10. välineet (COM) mainitun mittaussanoman (HD1, D1) lähettämiseksi langattomasta päätelaitteesta (MT1-—MT4) yhteysasemalle (AP1, AP2), tunnettu siitä, että langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1) käsittää lisäksi välineet (11) ainakin yhtä mittauksen aikana käytettyä antennikonfigu-15 raatiota ilmaisevan tiedon (UAC) liittämiseksi mainittuun mittaussano-maan (HD1, D1).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet (15) mittauspyyntö- 20 sanoman lähettämiseksi langattomaan päätelaitteeseen (MT1—MT4) mittauksen suorittamiseksi.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1), tunnettu siitä, että antennikonfiguraatio käsittää tiedon 25 antennin säteilykuviosta.

14. Patenttivaatimuksen 11, 12 tai 13 mukainen langaton tiedonsiirto-järjestelmä (1), tunnettu siitä, että on määritetty ainakin kaksi anten-nikonfiguraatiota langattoman päätelaitteen antennin (30) ominaisuuk- 30 sien muuttamiseksi, jolloin langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1) käsittää lisäksi välineet (AP1, AP2, APC1, APC2) antennikonfiguraation valitsemiseksi, ja välineet (15) tiedon (AC) valitusta antennikonfiguraatiosta « . '· välittämiseksi mainitussa mittauspyyntösanomassa langattomaan päätelaitteeseen (MT1—MT4). 35

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1), tunnettu siitä, että ensimmäinen antennikonfiguraatio käsittää olennaisesti ympärisäteilevän suuntakuvion, ja että toinen antenni- 26 111113 konfiguraatio käsittää suuntaavan suuntakuvion, jolloin antenni (30) on järjestetty muutettavaksi mittauksen ajaksi joko olennaisesti ympäri-säteileväksi tai suuntaavaksi antenniksi.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 11—15 mukainen langaton tiedonsiirto- järjestelmä (1), tunnettu siitä, että se käsittää välineet (11,27,28) radiosignaalin lähettäjän suunnan selvittämiseksi langattomaan päätelaitteeseen (MT1— MT4) nähden, että mittauksen ajaksi antenni (30) on asetettu suuntaavaksi, ja että antenni on suunnattu selvitettyä radio-10 signaalin lähettäjää kohti.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 11—16 mukainen langaton tiedonsiirto-järjestelmä (1), tunnettu siitä, että mittaus on järjestetty suoritettavaksi ainakin kahdessa vaiheessa, jolloin langaton tiedonsiirtojärjestelmä (1) 15 käsittää välineet mittausvaiheessa käytettävä antennikonfiguraation valitsemiseksi kullekin mittausvaiheelle.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 11—17 mukainen langaton tiedonsiirto-järjestelmä (1), joka käsittää välineet (APC1, APC2) langattoman pääte- 20 laitteen (MT1—MT4) häiriötason määrittämiseksi mittaussanomassa välitettyjen signaalinvoimakkuustietojen perusteella, tunnettu siitä, että häiriötason määrityksessä on järjestetty huomioitavaksi signaalinvoi-makkuustietojen lisäksi mittauksessa käytetyt antennin (30) ominaisuudet. 25

19. Jonkin patenttivaatimuksen 11—18 mukainen langaton tiedonsiirto-järjestelmä (1), tunnettu siitä, että se on HIPERLAN/2-standardin mukainen tiedonsiirtojärjestelmä.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 11—18 mukainen langaton tiedonsiirto järjestelmä (1), tunnettu siitä, että se on GSM-standardin mukainen tiedonsiirtojärjestelmä.

21. Langaton päätelaite (MT1—MT4), joka käsittää: 35. ainakin yhden antennin (30) radiosignaalien vastaanottamiseksi, ja jolle antennille (30) on määritetty ainakin yksi antennikonfiguraatio, - välineet (29) langattoman päätelaitteen (MT1—MT4) antennilla (30) vastaanotetun radiosignaalin voimakkuuden mittaamiseksi, 4 27 111113 - välineet (11) mittaussanoman (HD1, D1) muodostamiseksi yhdestä tai useammasta mittauksesta, ja - välineet (COM) mainitun mittaussanoman (HD1, D1) lähettämiseksi, tunnettu siitä, että langaton päätelaite (MT1—MT4) käsittää lisäksi 5 välineet (11) ainakin yhtä mittauksen aikana käytettyä antennikonfigu-raatiota ilmaisevan tiedon (UAC) liittämiseksi mainittuun mittaussano-maan (HD1, D1).

22. Yhteysasema (AP1, AP2), joka käsittää välineet (COM) langatto-10 massa päätelaitteessa (MT1—MT4) muodostetun mittaussanoman (HD1.D1) vastaanottamiseksi, tunnettu siitä, että yhteysasema (AP1, AP2) käsittää lisäksi välineet (19) ainakin yhden, mittauksen aikana käytettyä antennikonfiguraatiota ilmaisevan tiedon (UAC) selvittämiseksi mainitusta mittaussanomasta (HD1, D1). 15 28 111113