FI111599B - Menetelmä ja järjestelmä matkaviestintään - Google Patents

Description

111599

Menetelmä ja järjestelmä matkaviestintään - Förfarande och anordning för mobiltelekommunikation 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja järjestelmää matkaviestintää varten ja erityisesti, muttei välttämättä, dynaamiseen taajuuden ja kanavan varaukseen matkaviestinverkossa.

Tekniikan tausta 10

Matkaviestinverkkojen ongelmallisin osa tiedonsiirron kannalta on radiorajapinta. Jos radiotiellä halutaan siirtää parempilaatuista puhetta tai saavuttaa suurempi datasiirtonopeus, se vaatii laajemman kanavakohtaisen kaistanleveyden rajallisesti käytettävissä olevalta kokonaistaajuuskaistalta. GSM-järjestelmässä on 15 tehty kompromissi informaation siirtonopeuden ja taajuusalueen tehokkaan käytön välillä. Puheensiirron laatua on kyetty parantamaan kehittyneillä puheenkoodausmenetelmillä ja datasiirtoa nopeuttamaan tehokkailla kompressointimenetelmillä.

20 Digitaalisessa matkaviestinverkossa kyky vastaanottaa ja dekoodata radiosignaali riippuu kantoaalto-häiriö voimakkuussuhteesta (Carrier to Interference ratio, C/l) vastaanottimen sijaintipaikassa. Selvästikin, liian alhainen C/l johtaa huonoon laatuun tai radioyhteyden menettämiseen kokonaan. Toisaalta, radioviestinnän laatu ei tule merkittävästi paremmaksi hyvin korkean C/l -suhteen ansiosta, koska 25 lähetysmenetelmä on suunniteltu sopeutumaan sellaiseen tiettyyn kohinan määrään, että tietyn C/l-tason yläpuolella vastaanotettu signaali voidaan optimaalisesti demoduloida ja dekoodata. Kuitenkaan, liian korkea C/l ei maksimoi verkon kapasiteettia etenkään normaaleissa puheyhteyksissä. Joko kantoaallon voimakkuutta C tulisi alentaa muille vastaanottimille muodostuvien häiriöiden 30 vähentämiseksi tai tulisi sallia enemmän muiden lähettimien muodostamia häiriöitä. Tämä tarjoaa välineet suuremman kapasiteetin saamiseksi käytettävissä olevasta radiospektristä. Vastaavasti, liian korkea C/l muuttuu kapasiteetin 2 111599 menettämiseksi. Tämä johtaa tunnettuun ääritavoitteeseen että C/I:n tulisi olla joka hetkellä tasaisesti jakautunut kaikille verkon vastaanottimille.

Kuitenkin, nykyisissä GSM-verkoissa ollaan kaukana tämän tavoitteen 5 toteutumisesta. Seuraavat toteamukset ovat yhteenveto tämänhetkisestä status quosta:

Taajuuksien käyttösuunnitelma on kiinteä, eli jokaiselle lähetin-vastaanottimelle, kuten tukiasema (Base Station, BTS) tai matkaviestin (MS) osoitetaan yksi taajuus tai yksi taajuushyppelykaavio. Tämä estää kanavan, eli taajuuden ja TDMA (time 10 division multiple access) aikavälin (Time Slot, TS), varaamisen liikkuvalle asemalle (Mobile Station, MS) jotta saataisiin aikaan tasainen C/l-jakauma verkon alueella. Yleisesti ottaen, kanavanvaihto- (Hand Over, HO) ja tehon ohjaus- (Power Control, PC) päätökset eivät perustu C/I:lle, vaan muille vähemmän päteville suureille, kuten kentänvoimakkuudelle (Field Strength, FS) ja laadulle, kuten bittivirhesuhde 15 (Bit Error Rate, BER). Tukiasema (Base Station, BTS) voi suorittaa eräät C/l mittaukset, joita voidaan kutsua myös C/N mittauksiksi (Carrier to Noise), mutta ne ovat rajoitettuja ja vain nousevan siirtotien suunnassa (MS:ltä BTS:lle). Naapurisoluille suoritetaan vain FS -mittaukset yleislähetyskanava-taajuudella (Broadcast Control Channel, BCCH). Kanavanvaihdot (HO) tehdään tuntematta 20 suoraan radio-olosuhteita ei-BCCH -taajuuksilla. Taajuushyppely (Frequency Hopping, FH) tarjoaa tilastollisen häiriöiden tasaamisen ajallisesti, mutta mitään aktiivista häiriöiden hallintaa ei tällä hetkellä ole toteutettu.

Tunnettu ratkaisu ongelmaan on Nokian hakemus (hakemusnumero 25 PCT/FI/99/00876), dynaamisesti optimoitu kanavan varaus (Dynamically

Optimised Channel Allocation, DOCA), joka parantaa nykyisiä verkkoja. Sen tärkeimmät hyödyt ovat: C/l määritetään kunkin MS:n sijaintipaikalla ja sitä seurataan jatkuvasti. Tämä tekee verkolle mahdolliseksi havaita riittämätön tai liiallinen C/l kullekin MS:lle ja 30 edelleen arvioida verkon laskevan siirtotien C/I:n kokonaisjakauma. Paikallinen ja laaja häiriönhallinta tehdään mahdollisiksi.

3 111599 HO:t ja laskevan siirtotien PC perustuvat C/l -kriteereihin. Verkko vertaa niitä vaikutuksia, jotka mahdollisilla HO:illa tai laskevan siirtotien PC-päätöksillä olisi kaikkiin niihin MS:in joihin sellainen päätös vaikuttaisi. Sen takia, HO:t ja laskevan siirtotien PC-päätökset ovat C/l-perusteisia. Häiriöiden takia katkenneiden 5 puhelujen riski pienenee.

Sellaisten C/l-perusteisten HO:ien ansiosta, verkko voi kasvattaa C/l:tä sellaisille MS:ille joilla on liian alhainen C/l ja pienentää C/l:tä sellaisille MSiille joilla on liian korkea C/l, näin tasaten C/I:n kaikille MSiille, jotta päästäisiin mahdollisimman 10 lähelle erittäin tasaista C/l-jakaumaa. Tasainen C/l-jakauma voidaan toteuttaa joko lähetystehonsäätöön tai C/l-perusteisiin kanavanvaihtoihin HO perustuen.

BCCHita lukuun ottamatta ei GSM-verkossa pohjimmiltaan ole taajuussuunnittelua. Taajuuksia varataan tarpeen mukaan kanavien varaamiseksi 15 ja HOiita varten C/l-tarkastelun määräämällä tavalla. Jokaiselle TS:Ile TRX:n sisällä voidaan antaa eri taajuus, päinvastoin kuin käytettäessä kiinteitä TRX-kohtaisia taajuusosoituksia. Mitään FH:tä ei ole, eli tietyllä kanavalla käytetty taajuus ei yleensä vaihdu kehys kehykseltä.

20 Puheen laatu matkaviestinliikenteessä ei tunnetusti enää parane huomattavasti tietyn C/l-tason yläpuolella. Koska liikenne nykyisissä matkaviestinverkoissa on suuntautunut puheen lisäksi myös datan siirtoon, esimerkiksi piirikytkentäinen AMR puhe (Adaptive Multi Rate), Internetin käyttö selainohjelmilla, VolP-puhelut (Voice over Internet Protocol) ja multimediasovellukset) on palvelun laatu (Quality 25 of Service, QoS) tullut merkittäväksi kriteeriksi kun lähetettävä tieto halutaan saada perille mahdollisimman virheettömästi. Kuten IP-verkoissa (Internet Protocol), myös matkaviestinverkoissa tullaan välittämään lukematon määrä erilaisia palveluita, jotka voivat käsittää erilaisia palvelun laatua kuvaavia vaatimuksia. Korkeampi palvelun laatu vaatii matkaviestinverkossa vastaavasti 30 korkeampaa C/l-tasoa, jolloin matkaviestinverkon häiriötason optimointi ja tasainen C/l-jakauma ei ole enää tarkoituksenmukaista.

4 111599

Kuviossa 1a on nähtävissä yhteyksien laatu käytettäessä erilaisia palveluja nykyisissä matkaviestinverkoissa. Niin puheliikenteelle varatut yhteydet 101 - 105 kuin myös datapalveluille varatut yhteydet 106 - 110 saavat tasapuolisesti käyttöönsä kanavia joiden yhteyden laatu vaihtelee verrattuna siihen mikä olisi 5 kunkin palvelun ideaalinen laatu. Sellaista ilmarajapinnan resurssien kontrollointia ei tällä hetkellä ole käytettävissä, jossa resursseja käytetään kullekin yhteydelle perustuen kyseisen yhteyden vaatimaan palvelun laatuun.

Keksinnön yhteenveto 10

Nyt on keksitty menetelmä ja järjestelmä matkaviestintään, jossa yhteyksiin käytettävien kanavien varaus tapahtuu perustuen dynaamiseen taajuuden ja kanavan varaamiseen (Dynamic Frequency and Channel Allocation, DFCA). Palvelulle, kuten esimerkiksi puhelu, data-, tai muu vastaava yhteys, on olemassa 15 määritettävissä oleva tai jo ennalta määritetty palvelun laatua kuvaava parametri (Quality of Service, QoS), joka on ilmaistavissa esimerkiksi C/l-suhteena tai hyötybittimääränä (Guaranteed Throughput), joka tietyn ajan kuluessa siirtyy yhteen suuntaan. Käytettävissä olevien kanavien joukosta valitaan sellainen kanava, joka mahdollisimman hyvin toteuttaa mainitulle palvelulle asetetut 20 vaatimukset. Erilaisille palveluille on olemassa erisuuruiset palvelun laatua kuvaavat parametrit, jolloin matalamman C/l-tason omaavat kanavat voidaan varata ensisijaisesti esimerkiksi puheliikenteen käyttöön ja korkeamman C/l-tason kanavat varataan vastaavasti ensisijaisesti esimerkiksi datapalveluiden käyttöön.

25 Keksinnön mukainen radioresurssien hallintajärjestelmä ylläpitää dynaamisesti yhteyden laatuun (C/l-taso) perustuvaa matriisia kaikista mahdollisista kanavista (esimerkiksi aikaväli-taajuus-yhdistelmä) jotka voidaan varata kunkin yhteyden muodostuksen yhteydessä. Tämä matriisi tarjoaa mahdollisuuden valita sellainen C/l-tason omaava kanava joka parhaiten soveltuu käytettäväksi kyseiselle 30 yhteydelle. Jos esimerkiksi matkaviestimen käyttäjä ottaa VolP-puhelun, jonka ennalta määritelty palvelun ideaalinen taso olisi C/l = 12, silloin valittaisiin (esimerkiksi tukiasemaohjaimessa) sellainen taajuus-aikaväli-yhdistelmä joka 5 111599 toteuttaa kanavan, jonka C/l taso olisi edullisesti suurempi tai yhtäsuuri kuin mainitun palvelun ideaalinen taso.

Keksinnön aikaansaamiseksi käytetään menetelmää, jossa käyttöönotettavalle 5 yhteydelle varataan käyttöön kanava, jossa kanavassa käytetään taajuuksia varauslistasta (Mobile Allocation list) osoittamalla taajuushyppelyindeksi (Mobile Allocation Index Offset) kyseiseen listaan. Lisäksi käytetään yksi- tai kaksisuuntaista häiriönmittausalgoritmia, tai solunsisäisellä HO:lla laajennettua kaksisuuntaista häiriönmittausalgoritmia. jonka avulla käyttöönotettava kanava 10 pyritään aina varaamaan sellaiselta C/l-alueelta, joka täyttää kyseisen palvelun yhteydelle asetetut laatuvaatimukset. Erityisesti kaksisuuntaisille häiriönmittausmenetelmille on ominaista se, että mikäli yhteydelle käyttöönotettu kanava sijaitsee toivotulla C/l-alueella tiettyjen raja-arvojen välissä, muut myöhemmin käyttöönotettavat kanavat eivät muuta mainitun yhteyden C/l-tasoa 15 siten, että yhteys siirtyisi toivotun C/l-alueen ulkopuolelle. Erityisesti kaksisuuntaiselle solunsisäisellä HO:lla laajennetulle häiriönmittausmenetelmälle on ominaista se, että mikäli uusi yhteys, joka yrittää saada käyttöönsä kanavan toivotun C/l-alueen sisältä palvelevalla kanavallaan, ei löydä yhtään sellaista kanavaa yhdeltäkään vapaalta aikaväliltä, etsitään uudelle yhteydelle kanava 20 niiden kanavien joukosta mainitun C/l-alueen sisällä, jotka jo ovat muiden yhteyksien käytössä. C/l-perusteinen HO-algoritmi siirtää kanavan toiselta yhteydeltä uudelle muodostettavalle yhteydelle, mikäli mainitulle toiselle yhteydelle voidaan löytää uusi kanava mainitulta C/l-alueelta, joka kanava toteuttaa mainitulle toiselle yhteydelle asetetut laatuvaatimukset.

25

Keksinnön mukaisessa järjestelmässä tukiasemien aikavälit ovat tahdistetut. Tämä tarkoittaa sitä, että esimerkiksi lähetinvastaanottimen (TRX) tiettyä aikaväliä (TS) häiritsevät vain naapurisolujen lähetinvastaanottimien (TRX) vastaavat aikavälit. Taajuusdiversiteetin aikaansaamiseksi käytetään jaksottaista taajuushyppelyä ja 30 koko verkon alueella tarvitaan käyttöön vain yksi taajuushyppelylista, mutta useampiakin taajuushyppelylistoja voidaan käyttää.

6 111599

Keksinnön erään ensimmäisen aspektin mukaan on toteutettu menetelmä radiokanavan varaamiseksi viestintäverkossa, käsittäen ainakin yhden tukiaseman (BTS), joka tukiasema määrittelee solun, ja mainitun solun alueella olevia matkaviestimiä, jotka matkaviestimet kommunikoivat mainitun tukiaseman kanssa 5 radiokanavilla, jossa menetelmässä; kerätään häiriöinformaatiota jo käytössä olevilta kanavilta, jotka kanavat ovat käytössä viestintäverkon solussa ja ainakin yhdessä naapurisolussa, kerätään tietoa mainitun solun liikennekuormituksesta, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi; määritetään solussa kommunikoitavalle informaatiolle tasoarvo, muodostetaan solun kanavalle parametriarvo perustuen 10 kerättyyn häiriöinformaatioon ja kerättyyn liikennekuormitukseen, varataan mainitulle informaatiolle sellainen solun kanava, jonka parametriarvo vastaa parhaiten mainittua määritettyä tasoarvoa.

Keksinnön erään toisen aspektin mukaan on toteutettu järjestelmä radiokanavan 15 varaamiseksi viestintäverkossa, käsittäen ainakin yhden tukiaseman, joka tukiasema määrittelee solun, ja mainitun solun alueella olevia matkaviestimiä jotka matkaviestimet kommunikoivat mainitun tukiaseman kanssa radiokanavilla, joka järjestelmä käsittää; ensimmäiset keräämisvälineet häiriöinformaation keräämiseksi jo käytössä olevilta kanavilta, jotka kanavat ovat käytössä 20 viestintäverkon solussa ja ainakin yhdessä naapurisolussa, toiset keräämisvälineet tiedon keräämiseksi mainitun solun liikennekuormituksesta, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi; määritysvälineet solussa kommunikoitavan informaation tasoarvon määrittämiseksi, muodostusvälineet parametriarvon muodostamiseksi solun kanavalle perustuen kerättyyn häiriöinformaatioon ja 25 kerättyyn liikennekuormitukseen, varausvälineet solun kanavan varaamiseksi mainitulle informaatiolle, joka kanava on sellainen jonka parametriarvo vastaa parhaiten mainittua määritettyä tasoarvoa.

Keksinnön erään kolmannen aspektin mukaan on toteutettu laite radiokanavan 30 varaamiseksi viestintäverkossa, käsittäen ainakin yhden tukiaseman, joka tukiasema määrittelee solun, ja mainitun solun alueella olevia matkaviestimiä jotka matkaviestimet kommunikoivat mainitun tukiaseman kanssa radiokanavilla, joka laite käsittää; ensimmäiset keräämisvälineet häiriöinformaation keräämiseksi jo ,/ 111599 7 käytössä olevilta kanavilta, jotka kanavat ovat käytössä viestintäverkon solussa ja ainakin yhdessä naapurisolussa, toiset keräämisvälineet tiedon keräämiseksi mainitun solun liikennekuormituksesta, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi; määritysvälineet solussa kommunikoitavan informaation tasoarvon 5 määrittämiseksi, muodostusvälineet parametriarvon muodostamiseksi solun kanavalle perustuen kerättyyn häiriöinformaatioon ja kerättyyn liikennekuormitukseen, varausvälineet solun kanavan varaamiseksi mainitulle informaatiolle, joka kanava on sellainen jonka parametriarvo vastaa parhaiten mainittua määritettyä tasoarvoa.

10

Tekniikan tasoa selostettiin viittaamalla kuvioon 1a. Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla kuvioihin 1b -10, joissa kuviossa 1 a on esitetty data- ja äänipalveluiden yhteyden laatu (C/l-taso) eri 15 yhteyksillä ilman keksinnön mukaista toteutusta, kuviossa 1b on esitetty data- ja äänipalveluiden yhteyden laatu (C/l-taso) eri yhteyksillä keksinnön mukaisella toteutuksella, 20 kuviossa 2a on esitetty DFCA menetelmän kuvaus yleisellä tasolla, kuviossa 2b on esitetty lohkokaavio keksinnön mukaisesta laitteesta, kuviossa 3a on esitetty menetelmä ja C/l-matriisi häiriöinformaation keräämiseksi 25 tietyn matkaviestimen tietylle aikavälille tietyssä palvelevan solun pisteessä, kuviossa 3b on esitetty kuvioon 3a perustuva C/l-matriisi kaikille palvelevan solun kanaville, 30 kuviossa 3c on esitetty vaihtoehtoinen menetelmä ja C/l-matriisi häiriöinformaation keräämiseksi, kuviossa 4 on esitetty referenssiverkon CDF C/I:n funktiona, 111599

O

kuviossa 5a on esitetty vuokaavio yksisuuntaisesta häiriönmittausalgoritmista, kuviossa 5b on esitetty yksisuuntaiseen häiriömittaukseen perustuva CDF C/I:n 5 funktiona verrattuna referenssitapaukseen, kuviossa 5c on esitetty yksisuuntaisessa DFCA menetelmässä CIR-näytteiden ja kanava-allokaatioiden prosentuaalinen lukumäärä GE-ikkunan sisällä, sen ylä- ja puolella, sekä minCIR-tason alapuolella, 10 kuviossa 6a on esitetty vuokaavio kaksisuuntaisesta häiriönmittausalgoritmista, kuviossa 6b on esitetty vuokaavio kaksisuuntaisen häiriönmittausalgoritmin tarkistusalgoritmista, 15 kuviossa 6c on esitetty kaksisuuntaisen häiriömittauksen CDF C/I:n funktiona, kuviossa 6d on esitetty kaksisuuntaisessa DFCA menetelmässä CIR-näytteiden ja kanava-allokaatioiden prosentuaalinen lukumäärä GE-ikkunan sisällä, sen ylä- ja 20 alapuolella, sekä minCIR-tason alapuolella, kuviossa 7a on esitetty vuokaavio kaksisuuntaisesta häiriönmittausalgoritmista solunsisäisellä HO:lla laajennettuna, 25 kuviossa 7b on esitetty vuokaavio C/l-perusteisesta HO algoritmista käynnissä oleville puheluille, kuviossa 7c on esitetty kaksisuuntaisen häiriömittauksen CDF C/!:n funktiona C/l-perusteisessa kanavanvaihdossa (HO), kuviossa 7d on esitetty kaksisuuntaisessa C/l-perusteisen kanavanvaihdon DFCA menetelmässä CIR-näytteiden ja kanava-allokaatioiden prosentuaalinen 30 9 111599 lukumäärä GE-ikkunan sisällä, sen ylä- ja alapuolella, sekä minCIR-tason alapuolella, kuvioissa 8a ja 8b on esitetty kanavanvaihdon tuoma parannus käytettäessä 5 kaksisuuntaista DFCA-algoritmia, kuviossa 9a on esitetty verkon kapasiteetin kasvu käyttämällä kaksisuuntaista C/l-monitorointia kanavanvaihdossa GE-ikkunan ollessa välillä 15dB-20dB ja C/lmin=9dB, 10 kuviossa 9b on esitetty verkon kapasiteetin kasvu käyttämällä kaksisuuntaista C/l-monitorointia kanavanvaihdossa GE-ikkunan ollessa välillä 20dB-25dB ja C/lmin=14dB, 15 kuviossa 9c on esitetty verkon kapasiteetin kasvu käyttämällä kaksisuuntaista C/l-monitorointia kanavanvaihdossa GE-ikkunan ollessa välillä 25dB-30dB ja C/lmin=19dB, kuviossa 10 on esitetty yhteenvetona kuvioiden 9a-c tulokset.

20

Kuviossa 1b on esitetty data- ja äänipalveluiden yhteyden laatu (C/l-taso) eri yhteyksillä. Keksinnön mukaisen ratkaisun mukanaan tuomalla järjestelyllä erilaisille yhteyksille, kuten puhelu- 101 - 105 tai datapalveluyhteydet 106 - 110, annetaan eritasoinen kanava käyttöön perustuen yhteyden vaatimaan palvelun 25 laatuun. Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta kuviossa esitetyt tavalliset puheyhteydet saavat käyttöönsä vain sellaisia kanavia, joiden yhteyden laatu on riittävä kyseiseen käyttötarkoitukseen. Vastaavasti datapalvelut saavat käyttöönsä vain sellaisia kanavia jotka tarjoavat kyseisille palveluille riittävää yhteyden laatua. Korkeamman C/l-tason omaavat kanavat varataan aina, mikäli liikennemäärät ja 30 häiriötekijät verkon alueella sen sallivat, korkeampaa palvelun laatua vaativille yhteyksille.

10 111599

Kuviossa 2a on esitetty DFCA-menetelmän kuvaus yleisellä tasolla. Kanavan varaus 200 toteutetaan dynaamisella kanavanvarausalgoritmilla 201 (Dynamic Channel Algoritm, DCA), joka voi käsittää joko yksi- tai kaksisuuntaisen häiriönmittausalgoritmin tai kaksisuuntaisen solunsisäisellä HO:lla laajennetun 5 häiriönmittausalgoritmin. Päätös kanavan valitsemiseksi voi perustua esimerkiksi verkosta saatavaan häiriöinformaatioon 202, verkon kuormitusta kuvaaviin parametreihin 205 sekä muodostettavalle yhteydelle asetettuun palvelun laatua kuvaaviin kriteereihin 206. Häiriöinformaatio 202 voi käsittää esimerkiksi mitattuja tai estimoituja C/l-tasoja muista käytössä olevista yhteyksistä (viite 203) tai 10 erityisiä tietoja käytössä olevista yhteyksistä (viite 204). Verkon kuormitusta voidaan kuvata esimerkiksi yhteyksien lukumääränä verkon eri soluissa. Palvelun laatua kuvaavat parametrit voidaan muodostaa esimerkiksi palvelutyyppien perusteella, jolloin tietyn tyyppiselle palvelulle voidaan ennalta määrätä tietty kiinteä C/l-taso jolla kyseinen yhteys tulisi toteuttaa. Vaihtoehtoisesti 15 palvelukohtainen palvelun taso voidaan muodostaa kulloinkin käyttöönotettavalle yhteydelle dynaamisesti, esimerkiksi suhteuttamalla annettava palvelun taso (esimerkiksi C/l-taso) kulloisenkin verkon kapasiteetin mukaiseksi.

Kuviossa 2b on esitetty lohkokaavio keksinnön mukaisesta laitteesta, joka laite voi 20 sijaita esimerkiksi tukiasemaohjaimessa BSC tai tukiasemassa BTS. Laite käsittää prosessorin 210 ja muistin 211 toimintojen toteuttamiseen, häiriöinformaation keräämisvälineet 212, ja liikennekuormitustiedon keräämisvälineet 213. Lisäksi laite käsittää tasoarvon määritysvälineet 214, parametriarvon muodostusvälineet 215, ja kanavan varaamisvälineet 216. Tasoarvon määritysvälineillä 214 25 määritetään tasoarvoalue, jolla alueella varattavan kanavan yhteyden laatu tulee olemaan. Jokaiselle viestintäverkossa käytettävälle palvelulle määritetään ennalta tasoarvoalue, joka vastaa kunkin palvelun vaatimaa yhteyden laatua. Tasoarvo ja tasoarvoalue on edullisesti radiokanavan signaali-häiriö-suhde, mutta myös muita suureita, kuten hyötybittimäärä, voidaan käyttää. Tasoarvoalue käsittää 30 ensimmäisen tasoarvon ja toisen tasoarvon, joka toinen tasoarvo on suurempi kuin ensimmäinen tasoarvo, välisen alueen, joka vastaa kommunikoitavan informaation eli palvelun jolle yhteys muodostetaan, vaatimaa yhteyden laatua. Ensimmäinen tasoarvo ja toinen tasoarvo ovat kiinteitä ja ennalta määrättyjä, 11 111599 mutta ne voivat olla myös dynaamisesti muutettavissa esimerkiksi viestintäverkon liikennekuormituksen suhteen. Parametriarvon muodostusvälineillä muodostetaan kullekin solun kanavalle parametriarvo, joka perustuu viestintäverkon alueelta kerättyyn häiriöinformaatioon sekä kerättyyn tietoon viestintäverkon 5 liikennekuormutuksesta. Parametriarvo vastaa solun sen hetkistä yhteyden laatua ja kanavan varaus toteutetaan valitsemalla sellaisen parametriarvon omaava solun kanava, joka sijaitsee halutulla tasoarvoalueella.

Kanavanvarausvälineillä 216 varattava solun kanava pyritään ensisijaisesti 10 varaamaan aina siten, että mainitun kanavan parametriarvo on palvelun vaatimalla tasoarvoalueella. Mikäli solun minkään vapaan kanavan parametriarvo ei ole varattavaa ensimmäistä yhteyttä käyttävän ensimmäisen palvelun vaatimalla tasoarvoalueella, valitaan jokin käytössä oleva toinen yhteys ja sitä käyttävä toinen palvelu, jonka toisen yhteyden parametriarvo on varattavaa ensimmäistä yhteyttä 15 käyttävän ensimmäisen palvelun tasoarvoalueella, ja vaihdetaan mainittu toisen palvelun käyttämä toinen yhteys käytössä olevalta ensimmäiseltä kanavalta sellaiselle toiselle kanavalle, jonka toisen kanavan parametriarvo sijaitsee ensimmäistä yhteyttä käyttävän ensimmäisen palvelun vaatimalla tasoarvoalueella. Tämän jälkeen mainittu varattava ensimmäinen yhteys 20 muodostetaan mainitulle ensimmäiselle kanavalle. Mikäli edellä mainittu kanavanvaihto ei ole mahdollinen, varataan mainitulle ensimmäiselle yhteydelle ja sitä käyttävälle ensimmäiselle yhteydelle sellainen kanava, jolla kanavalla on korkein mahdollinen tasoarvo.

25 Kuviossa 3a on esitetty menetelmä ja C/l-matriisi häiriöinformaation keräämiseksi tietyn matkaviestimen tietylle aikavälille tietyssä palvelevan solun pisteessä. Radiokanavan varaamiseksi viestintäverkossa on tarpeellista määrittää palvelevassa solussa häiriötaso jokaiselle palveltavan matkaviestimen aikaväli-taajuus-yhdistelmälle. Jokaiselle matkaviestimen käyttämälle aikavälille 30 palvelevassa solussa matkaviestimen sen hetkisessä sijaintipaikassa lasketaan C/l-matriisi joka käsittää kunkin häiritsevän solun (yleensä palvelevan solun naapurisolu) aiheuttaman häiriötason kullekin palvelevassa solussa kyseiselle aikavälille käytettävissä olevalle taajuudelle. Havainnollistavana esimerkkinä 12 111599 kuviossa 3 on esitetty C/l-matriisi aikavälille 0 matkaviestimen sen hetkisessä sijaintipaikassa. Solut Cell 1 - Cell n aiheuttavat aikavälin 0 taajuuksilla f 1 - f n häiriöitä jotka on kuvattu matriisiin C/l-tasoina. Aikavälin 0 kullekin taajuudelle valitaan aina häiritsevimmän solun muodostama C/l-taso, eli se solu, jonka 5 muodostama C/l-taso kyseiselle taajuudelle on kaikkein pienin. Esimerkiksi taajuudella f 1 ja aikavälillä 0 palvelevaa solua häiritseen eniten solu Cell 1, jonka C/l-taso on 9 dB. Vähiten häiritsevä solu on Cell 3, jonka muodostama C/l-taso on 15 dB. Solun Cell 1 muodostama arvo siirretään lopulliseen kuvion 3b mukaiseen C/l-matriisiin riville TS 0 sarakkeeseen f 1.

10

Kuviossa 3b on esitetty kuvioon 3a perustuva C/l-matriisi kaikille palvelevan solun kanaville. Matriisiin kerätään kaikki palvelevan solun kanavat, eli kaikki aikaväli-taajuus-yhdistelmät, joita voidaan käyttää palveltavana olevan matkaviestimen kanavan varaukseen sekä kanavan vaihtoon. Matriisista valitaan sellainen kanava 15 joka toteuttaa sellaisen yhteyden laadun, joka on ennalta määritetty tietylle palvelulle, jota matkaviestin on käyttämässä.

Kuviossa 3c on esitetty vaihtoehtoinen menetelmä ja C/l-matriisi häiriöinformaation keräämiseksi. C/l-matriisin 300 sarake Interferer (viite 301) on viite häiritsevien 20 solujen listaan, eli niihin soluihin jotka on määritelty naapurisoluiksi ja joista on joko saatu mittauksia tai joista on olemassa tieto taustamatriisissa. Sarake C/lest (viite 302) esittää kunkin häiritsevän solun arvioitua C/l-tasoa desibeleinä. Estomoitu C/l-taso on 90% todennäköisyydellä kyseisen solun liikenteestä parempi tai yhtäsuuri kuin sarakkeen C/l arvo. Esimerkiksi rivillä 3 häiritsevän 25 solun I3 C/l-taso tulee 90% todennäköisyydellä olemaan, mikäli käytetään samaa taajuutta, pienempi kuin 12 dB. Sarake C/lcalc (viite 303) esittää mitattuja ja raportoituja soluja. Sarakkeessa 304 on esitetty ne häiritsevät solut, jotka ovat palvelevan solun naapurisoluja, joita GSM speksin (GSM 05.08) mukaisesti voi olla 6 kappaletta. Jos jostain naapurisolusta N1-N6 saadaan todellinen mittaus, 30 jolloin ei tarvitse tukeutua taustamatriisin sarakkeen C/lest arvoihin, voidaan estimoitu C/l korvata todellisella mittaustuloksella C/lcalc. Esimerkiksi palvelevan solun naaprisolulle N1 on estimoitu 90%:n todennäköisyydellä C/l-taso, joka on yhtäsuuri tai parempi kuin 9 dB. Kyseisestä naapurisolusta saadaan mittauksen 13 111599 mukainen todellinen C/l-taso, joka on 5 dB, jolloin taustamatriisin estimoitu arvo mainitun naapurisolun N1 kohdalla voidaan päivittää uudella lasketulla arvolla.

Kaikki taustamatriisissa oleva tieto on tukiasemaohjaimen (base station controller, 5 BSC) käytettävissä, jolloin se voi laskea C/l-matriisin jokaisen yhteyden jokaiselle aikavälille. Siten jokaisessa solussa generoidaan C/l-matriisi, joka käsittää tarkan senhetkisen C/l-tason jokaiselle käytettävissä olevalle taajuudelle.

Palvelevan solun (serving cell) naapurisoluista saadaan mittaustuloksia ja joiden 10 senhetkinen resurssitilanne tiedetään. Aikavälejä kuvataan indekseinä (Mobile Allocation Index Offset, ΜΑΙΟ) taajuushyppelylistassa (Mobile Allocation list), joka indeksi kertoo sen kohdan taajuushyppelylistassa, josta taajuushyppely tullaan kulloinkin aloittamaan. Naaurisoluja tutkimalla saadaan synkronoidussa verkossa tietoon kaikki MAIOt joita häiritsevissä soluissa on käytetty. Kun tähän tietoon vielä 15 lisätään taustamatriisissa olevien naapurisoluden tiedot, saadaan kullekin MAIO-taajuudelle estimoitua C/l-taso, eli tällöin tiedetään kanavan laatu kullakin MAIO:lla. Kullekin aikavälille otetaan vielä huomioon häiritsevässä solussa käytetty teho, joka toteutetaan siten, että mobiili kuten matkaviestin mittaa naapurisolut BCCH-taajuudella, ja häiritsevässä solussa käytetty teho skaalataan 20 BCCH-taajuuden kanssa. Myös kanavan varaustilanne voidaan ottaa huomioon, sillä jos aikavälillä ei ole puhelua se ei myöskään aiheuta häiriötä.

Kuviossa 4 on esitetty referenssiverkon yhteyksien kertyvä jakautuminen (Cumulative Distribution Function, CDF) C/I:n funktiona. Referenssiverkko, jota 25 myöhemmin verrataan muihin simulointituloksiin, tarjoaa tavanomaisen verkko konfiguraation käsittäen 36 kolmesektorista tukiasemaa. Tämän kaltainen verkko antaa tasaisen liikennejakauman ja peiton koko alueelle. Taajuuksien (12 kpl) käyttösuunnitelma perustuu 4/12 uudelleenkäyttöön, mikä tarjoaa hyvän laadun koko verkon alueelle kuten kuviosta 4 on simuloinnista saadun C/l CDF-funktion 30 perusteella havaittavissa. Häiriönlaskenta on suoritettu olettamalla BSS synkronisointi, jolloin aikavälit on oletettu tahdistetuiksi. Vain sellaiset aktiivisena olevat yhteydet jotka käyttävät samaa kanavaa kuin tarkasteltavana oleva yhteys, lisätään häiritsevinä lähteinä lopulliseen laskentaan. Kuvion 4 mukaista kuvaajaa 14 111599 käytetään referenssitapauksena verrattavaksi myöhemmin esitettäviin yksi- ja kaksisuuntaisesti toteutettuihin häiriönmittaussimulointeihin.

Kuviossa 5a on esitetty vuokaavio yksisuuntaisesta häiriönmittausalgoritmista.

5 Aluksi tutkitaan, onko palvelevassa solussa yhtään vapaana olevaa aikaväliä (vaihe 501). Mikäli vapaita aikavälejä ei ole, siirrytään vaiheeseen 502, jolloin esimerkiksi käyttäjälle voidaan ilmoittaa ettei yhteyttä voida muodostaa. Mikäli vapaita aikavälejä on käytettävissä, valitaan niistä satunnaisesti yksi tarkasteltavaksi (vaihe 503). Seuraavaksi (vaihe 504) tutkitaan onko kyseiselle 10 aikavälille saatavilla yhtään kanavaa, joka täyttäisi yhteydelle asetetun palvelun laatua kuvaavan parametrin. Mikäli ehdot täyttävä kanava löytyy, otetaan kyseinen kanava käyttöön (vaihe 508). Mikäli kyseiselle aikavälille ei löydy ehdot täyttävää kanavaa vaiheessa 504, merkitään mainittu aikaväli tarkastetuksi (vaihe 505) ja tutkitaan onko jäljellä tarkastamattomia aikavälejä (vaihe 505). Mikäli 15 tarkastamattomia aikavälejä on jäljellä, siirrytään vaiheeseen 503, muussa tapauksessa valitaan sellainen kanava, jonka C/l-taso on korkein (vaihe 507), ja otetaan mainittu kanava käyttöön (vaihe 508).

Kuviossa 5b on esitetty yksisuuntaiseen häiriömittaukseen perustuva CDF C/I:n 20 funktiona verrattuna referenssitapaukseen. Yksisuuntaisen häiriömittauksen tapauksessa jokaiselle muodostettavalle yhteydelle etsitään kyseisen yhteyden omasta C/l-matriisista parhaiten sopivan kanavan joka noudattaa "tarpeeksi hyvä"-kriteeriä (Good Enough, GE). Kyseinen kriteeri, GE-ikkuna, on määritelty kahden C/l-tason muodostavana alueena. Tällä tavoin meneteltäessä ei 25 yksisuuntaisuudesta johtuen oteta huomioon sitä häiriötä jonka uusi muodostettava yhteys aiheuttaa jo aktiivisena oleville yhteyksille samalla kanavalla kyseisellä hetkellä.

Ensimmäinen GE-ikkuna käsittää C/l-alueen väliltä 25-30 dB ja toinen GE-ikkuna 30 käsittää C/l-alueen väliltä 30-35 dB. DFCA-algoritmi yrittää varata niin paljon yhteyksiä kyseisten GE-ikkunoiden sisältä kuin vain mahdollista. Siitä huolimatta, että suurin osa kanavien varauksista on suoritettu GE-ikkunan sisällä, laskevat uusien kanavien varaukset aktiivisten yhteyksien yhteyden laatua.

15 111599

Kuten kuviosta 5b käy ilmi, niiden yhteyksien prosentuaalinen osuus, joilla on pienempi C/l-taso kuin GE-ikkunan minimitaso, kasvaa huomattavasti vastaavaan referenssitapaukseen verrattuna. GE-ikkunan 25-30dB alapuolelle joutui DFCA-5 algoritmin simuloinnissa noin 25% kaikista yhteyksistä, kun referenssitapauksessa vastaava tulos oli noin 13%. GE-ikkunan 30-35dB alapuolelle joutui DFCA-algoritmin simuloinnissa noin 26% kaikista yhteyksistä, joka on yhtä suuri osuus kuin referenssitapauksessa. Allokointisuunnitelman edut saadaan aikaiseksi joidenkin yhteyksien laadun alenemisen kustannuksella.

10

Kuviossa 5c on esitetty yksisuuntaisessa DFCA menetelmässä CIR-näytteiden ja kanava-allokaatioiden prosentuaalinen lukumäärä GE-ikkunan sisällä, sen ylä- ja puolella, sekä minCIR-tason alapuolella. Vaikka kanavien alustava varaaminen on suoritettu edullisissa C/l-olosuhteissa eli 90.7% varauksista on GE-ikkunan sisällä 15 ja 9.3% sen yläpuolella, silti simulaation aikana kerätyt CIR-näytteet sijoittuvat siten, että 43.8% näytteistä on GE-ikkunan sisällä ja 31.5% sen yläpuolella. Osa näytteistä sijoittuu myös GE-ikkunan alapuolelle (16.4%) ja jopa alle minCIR-tason (9.0%). Parametri minCIR on jokaiseen GE-ikkunaan liittyvä laadun mittauspiste jota myöhemmin käytetään DFCA-menetelmällä saadun kapasiteetin kasvun 20 arvioinnissa. Sillä tarkoitetaan valitulle GE-ikkunalle annettavaa pienintä hyväksyttävää C/l arvoa (laatu/palvelu vaatimukset). Se lasketaan seuraavan kaavan mukaisesti siten, että GE-ikkunan alemmasta arvosta vähennetään häipymämarginaali 6 dB.

minCIR = LowestGEwindowCIR - FadingMargin (6dB) 25

Kuviossa 6a on esitetty vuokaavio kaksisuuntaisesta häiriönmittausalgoritmista. Aluksi tutkitaan, onko palvelevassa solussa yhtään vapaana olevaa aikaväliä (vaihe 601). Mikäli vapaita aikavälejä ei ole, siirrytään vaiheeseen 602, jolloin esimerkiksi käyttäjälle voidaan ilmoittaa ettei yhteyttä voida muodostaa. Mikäli 30 vapaita aikavälejä on käytettävissä, valitaan niistä satunnaisesti yksi tarkasteltavaksi (603). Seuraavaksi (vaihe 604) tutkitaan onko kyseiselle aikavälille saatavilla yhtään taajuutta, joka täyttäisi yhteydelle asetetun palvelun laatua 16 111599 kuvaavan parametrin. Mikäli ehdot täyttävä kanava löytyy, siirrytään vaiheeseen 609 tarkastelemaan onko kyseinen kanava kaksisuuntaisesti soveltuva. Mikäli ehto toteutuu, otetaan kyseinen kanava käyttöön (vaihe 608). Mikäli vaiheen 609 ehto ei toteudu, merkitään mainittu taajuus tarkastetuksi (vaihe 610), ja siirrytään 5 vaiheeseen 604. Mikäli kyseiselle aikavälille ei löydy ehdot täyttävää taajuutta vaiheessa 604, merkitään mainittu aikaväli tarkastetuksi (vaihe 605) ja tutkitaan onko jäljellä tarkastamattomia aikavälejä (vaihe 606). Mikäli tarkastamattomia aikavälejä on jäljellä, siirrytään vaiheeseen 603, muussa tapauksessa valitaan sellainen kanava, jonka C/l-taso on korkein (vaihe 607), ja otetaan mainittu kanava 10 käyttöön (vaihe 609).

Kuviossa 6b on esitetty kuvion 6a mukaisen algoritmin kaksisuuntainen tarkistusalgoritmi vaiheessa 608. Vaiheessa 611 otetaan kanava kaksisuuntaiseen tarkasteluun ja tutkitaan (vaihe 612) samaa kanavaa käyttävän yhteyden j vanha 15 C/l-arvo. Mikäli vanha C/l-arvo ei ole suurempi kuin alempi GE-ikkunan raja-arvo (vaihe 613), tutkitaan (vaihe 618) onko vanha C/l-arvo suurempi kuin minC/l-arvo. Mikäli vanha C/l-arvo on pienempi kuin minC/l-arvo, siirrytään vaiheeseen 619 ja valitaan seuraava yhteys j, jonka jälkeen siirrytään vaiheeseen 612. Jos vanha C/l-arvo on suurempi kuin minC/l-arvo vaiheessa 618, tutkitaan (vaihe 620, 621) onko 20 yhteyden j käyttämän kanavan todellinen C/l-arvo pienempi kuin minC/l-arvo. Mikäli ehto toteutuu, siirrytään vaiheeseen 617, jossa todetaan, että kyseinen kanava ei toteuta kaksisuuntaisen tarkastelun kriteerejä. Jos vaiheen 621 ehto ei toteudu, eli todellinen C/l-arvo on suurempi kuin minC/l, siirrytään vaiheeseen 616, jossa todetaan että kyseinen kanava täyttää kaksisuuntaisen tarkastelun kriteerit. 25 Mikäli vaiheessa 613 vanha C/l-arvo on suurempi kuin alempi GE-ikkunan raja-arvo, tutkitaan (vaihe 614, 615) onko yhteyden j käyttämän kanavan todellinen C/l-arvo pienempi kuin minC/l-arvo. Mikäli ehto ei toteudu, siirrytään vaiheeseen 617, jossa todetaan, että kyseinen kanava ei toteuta kaksisuuntaisen tarkastelun kriteerejä. Jos vaiheen 615 ehto toteutuu, eli todellinen C/l-arvo on suurempi kuin 30 minC/l, siirrytään vaiheeseen 616, jossa todetaan että kyseinen kanava täyttää kaksisuuntaisen tarkastelun kriteerit.

17 111599

Kuviossa 6c on esitetty kaksisuuntaiseen häiriömittaukseen perustuva CDF C/I:n funktiona verrattuna referenssitapaukseen. Kaksisuuntaisessa tapauksessa tulevalle puhelulle ei varata uutta kanavaa jos sen aiheuttama häiriö olemassa oleviin yhteyksiin on tietyn marginaalin sisällä mainittujen yhteyksien palvelun 5 laatua huonontava. Ensimmäinen käytetty GE-ikkunan koko on asetettu välille 25-30 dB ja toinen välille 30-35dB, kuten yksisuuntaisessa tapauksessakin.

Kaksisuuntaisen häiriömonitoroinnin käyttö parantaa verkon laatua paremmin kontrolloidun palvelun laadun ansiosta. Mikäli käyttäjä saa käyttöönsä kanavan 10 GE-ikkunan sisältä, muut myöhemmin käyttöönotettavat kanavat eivät muuta mainitun yhteyden C/l-olosuhteita siten, että ne siirtyisivät halutun GE-ikkunan ulkopuolelle.

Kuviossa 6d on esitetty kaksisuuntaisessa DFCA menetelmässä CIR-näytteiden ja 15 kanava-allokaatioiden prosentuaalinen lukumäärä GE-ikkunan sisällä, sen ylä- ja puolella, sekä minCIR-tason alapuolella. Kanavanvarauksista (Allocations) noin 83% on GE-ikkunan sisällä, ja noin 17% GE-ikkunan yläpuolella. CIR-näytteistä (CIR samples) noin 56% on GE-ikkunan sisällä, ja noin 44% GE-ikkunan yläpuolella. Kuviosta on todettavissa huomattava parannus verrattuna 20 yksisuuntaiseen tapaukseen verrattuna. Kaikki CIR-näytteet, joita simuloinnin aikana on kerätty, sijaitsevat nyt GE-ikkunan sisäpuolella tai sen yläpuolella. Kuviossa 7a on esitetty vuokaavio kaksisuuntaisesta häiriönmittausalgoritmista solunsisäisellä kanavanvaihdolla HO laajennettuna. Ensin tutkitaan (vaihe 701) onko palvelevassa solussa yhtään vapaata aikaväliä. Mikäli vapaita aikavälejä ei 25 ole, siirrytään vaiheeseen 702, jossa käyttäjälle voidaan ilmoittaa että yhteyttä ei saada muodostettua. Muussa tapauksessa valitaan satunnaisesti yksi aikaväli vapaana olevista aikaväleistä (vaihe 703) ja tutkitaan onko mikään ei kaksisuuntaisesti tarkistettu taajuus mahdollinen käytettäväksi kyseisessä aikavälissä (vaihe 704). Jos taajuus kyseiselle aikavälille löytyy, tutkitaan (vaihe 30 705) täyttääkö mainitun aikavälin ja mainitun taajuuden muodostama kanava kaksisuuntaisuusehdon. Jos ehto ei toteudu, merkitään kyseinen taajuus tarkastetuksi (vaihe 706) ja siirrytään vaiheeseen 704. Mikäli ehdot toteutuvat, varataan kanava käyttöön (vaihe712). Mikäli yhtään taajuutta ei löytynyt, 18 111599 merkitään aikaväli tarkastetuksi (vaihe 707) ja tutkitaan, löytyykö palvelevassa solussa vielä muita tarkastamattomia aikavälejä (vaihe 708). Mikäli aikavälejä vielä löytyy, siirrytään takaisin vaiheeseen 703, muussa tapauksessa yritetään C/l-perusteista HO:ta kaksisuuntaisen GE-ikkunan saamiseksi palvelevalle solulle 5 (vaihe 709), jonka jälkeen tarkastellaan, oliko HO onnistunut (vaihe 710). Mikäli HO onnistui, suoritetaan kanavan varaus (vaihe 712), muussa tapauksessa valitaan sellainen kanava, jolla on korkein C/l-taso (vaihe 711) ja suoritetaan kanavan varaus (vaihe 712).

10 kuviossa 7b on esitetty vuokaavio C/l-perusteisesta HO algoritmista käynnissä oleville puheluille (kuvion 7a vaihe 709). Aluksi tutkitaan yhteyden j vanhaa C/l-arvoa (vaihe 720) ja verrataan sitä alempaan GE-ikkunan raja-arvoon (vaihe 721). Mikäli yhteyden j C/l-arvo on pienempi kuin mainittu raja-arvo, verrataan (vaihe 722) yhteyden j C/l-arvoa pienimpään sallittuun C/l-arvoon minC/l. Mikäli yhteyden 15 j C/l-arvo on pienempi kuin pienin sallittu arvo minC/i, valitaan tarkasteltavaksi yhteydeksi seuraava aktiivinen yhteys (vaihe 728) ja siirrytään vaiheeseen 720. Mikäli yhteyden j (vaiheessa 722) C/l-arvo on pienintä sallittua arvoa minC/l suurempi, tarkastellaan yhteyden j nykyistä C/l-arvoa uusien allokointien jälkeen kyseisessä monikehyksessä (vaihe 723) jonka jälkeen (vaihe 724) verrataan 20 yhteyden j nykyistä C/l-arvoa pienimpään sallittuun C/l-arvoon minC/l (vaihe 724). Mikäli nykyinen C/l-arvo on suurempi kuin minC/l, valitaan tarkasteltavaksi yhteydeksi seuraava aktiivinen yhteys (vaihe 728), muussa tapauksessa todetaan nykyinen C/l-arvo pienemmäksi kuin minC/l ja suoritetaan solun sisäinen C/l-perusteinen HO palvelevalla solulla (vaihe 725). Mikäli yhteyden j C/l-arvo on 25 suurempi kuin mainittu raja-arvo minC/l vaiheessa 721, tarkastellaan yhteyden j nykyistä C/l-arvoa uusien allokointien jälkeen kyseisessä monikehyksessä (vaihe 726) jonka jälkeen (vaihe 727) verrataan yhteyden j nykyistä C/l-arvoa alempaan GE-ikkunan raja-arvoon (vaihe 721). Mikäli nykyinen C/l-arvo on suurempi kuin alempi GE-ikkunan raja-arvo, valitaan tarkasteltavaksi uusi yhteys (vaihe 728) ja 30 siirrytään vaiheeseen 720. Jos nykyinen C/l-arvo on pienempi kuin alempi GE-ikkunan raja-arvo, suoritetaan suoritetaan solun sisäinen C/l-perusteinen HO palvelevalla solulla (vaihe 725).

19 111599

Kuviossa 7c on esitetty kaksisuuntaisen häiriömittauksen CDF C/I:n funktiona C/l-perusteisessa kanavanvaihdossa (HO) verrattuna referenssitapaukseen. Käytettäessä kaksisuuntaista tapausta uusi puhelu, joka yrittää saada kanavan GE-ikkunan määrittämältä alueelta palvelevalla kanavallaan, ei löydä yhtään 5 vapaata aikaväliä mutta sen sijaan se voi saada haluamansa laatuisen kanavan sellaisilta aikaväleiltä jotka jo on varattu muille olemassaoleville yhteyksille. Ennen kuin otetaan huonompi kanava käyttöön palvelevalla kanavalla, C/l-perusteinen kanavanvaihtoalgoritmi voi yrittää ottaa käyttöön sellaisen kanavan, jolla kanavalla on yhteyden vaatima hyväksyttävä C/l-taso.

10

Toisena vaihtoehtona C/l perusteiselle kanavanvaihtoalgoritmille on esimerkiksi jatkuva prosessi, jossa tutkitaan aktiivisten puheluiden häiriöstatusta. Jos uusien kanavien varaaminen aiheuttaa verkon laadun alenemista, prosessi optimoi C/l-tasoa tekemällä solun sisäisen kanavanvaihdon. Ensimmäinen käytetty GE-15 ikkunan koko on asetettu välille 25-30 dB ja toinen välille 30-35dB, kuten yksisuuntaisessa tapauksessakin.

Kuviossa 7d on esitetty kaksisuuntaisessa C/l-perusteisen kanavanvaihdon DFCA menetelmässä CIR-näytteiden ja kanava-allokaatioiden prosentuaalinen 20 lukumäärä GE-ikkunan sisällä, sen ylä- ja alapuolella, sekä minCIR-tason alapuolella. Kanavanvarauksista noin 88.4% sijaitsee GE-ikkunan sisäpuolella ja noin 11.6% GE-ikkunan yläpuolella. CIR-näytteistä noin 60% sijaitsee GE-ikkunan sisällä ja noin 40% GE-ikkunan yläpuolella. Kuten kuvasta on todettavissa, lähes kaikki kanavanvaraukset sijoittuvat joko GE-ikkunan muodostamalle alueelle tai 25 sen yläpuolelle.

Kuvioissa 8a ja 8b on esitetty kanavanvaihdon tuoma parannus käytettäessä kaksisuuntaista DFCA-algoritmia. C/l-perusteisessa HO:ssa GE-allokoinnit ovat paremmin kontrolloitavissa verrattuna ilman HO:ta toteutettuihin C/l-perusteisiin 30 allokointeihin.

Kuviossa 9a on esitetty verkon kapasiteetin kasvu käyttämällä kaksisuuntaista C/l-monitorointia kanavanvaihdossa GE-ikkunan ollessa välillä 15dB-20dB ja 20 111599 C/lmin=9dB. Kyseinen GE-ikkuna kuvaa puheliikenteelle käytettävää C/l-tasoa. Tavallisella verkolla ilman kaksisuuntaista monitorointia SE-arvo, silloin kun 0.2% C/l-näytteistä on C/lmin-arvon alapuolella, on 4.54 Erl/MHz/sqkm. Kaksisuuntainen häiriömonitorointi kasvattaa verkon tehokkuutta kuvaavaa lukua 5 arvoon SE= 18 Erl/MHz/sqkm, jolloin kapasiteetin kasvua on n. 285%.

Kuviossa 9b on esitetty verkon kapasiteetin kasvu käyttämällä kaksisuuntaista C/l-monitorointia kanavanvaihdossa GE-ikkunan ollessa välillä 20dB-25dB ja C/lmin=14dB. Kyseinen GE-ikkuna kuvaa esimerkiksi ECSD T palvelulle 10 käytettävää C/l-tasoa. Tavallisella verkolla ilman kaksisuuntaista monitorointia SE-arvo, silloin kun 0.2% C/l-näytteistä on C/lmin-arvon alapuolella, on 4.54 Erl/MHz/sqkm. Kaksisuuntainen häiriömonitorointi kasvattaa verkon tehokkuutta kuvaavaa lukua arvoon SE=14 Erl/MHz/sqkm, jolloin kapasiteetin kasvua on n. 180%.

15

Kuviossa 9c on esitetty verkon kapasiteetin kasvu käyttämällä kaksisuuntaista C/l-monitorointia kanavanvaihdossa GE-ikkunan ollessa välillä 25dB-30dB ja C/lmin=19dB. Kyseinen GE-ikkuna kuvaa esimerkiksi EGPRS:lle käytettävää C/l-tasoa. Tavallisella verkolla ilman kaksisuuntaista monitorointia SE-arvo, silloin kun 20 0.2% C/l-näytteistä on C/lmin-arvon alapuolella, on 4.54 Erl/MHz/sqkm.

Kaksisuuntainen häiriömonitorointi kasvattaa verkon tehokkuutta kuvaavaa lukua arvoon SE= 12 Erl/MHz/sqkm, jolloin kapasiteetin kasvua on n. 130%.

Kuviossa 10 on esitetty yhteenvetona kuvioiden 9a-c tulokset. Kuten 25 aikaisemmista tuloksista on todettavissa, keksinnön mukainen menetelmä ja järjestelmä voi tarjota synkronoidussa verkossa kapasiteetin kasvun joka on 130%-285%, riippuen kulloinkin käytettävästä C/l-alueesta. Kapasiteetin kasvu tarjoaa mahdollisuuden jakaa jo olemassa olevia verkon resursseja useisiin eri laatuvaatimukset täyttäviin osa-alueisiin eli GE-ikkunoihin. Tällöin erilaisia 30 datapalveluja kyetään käyttämään samanaikaisesti siten, että verkon kapasiteetti on koko ajan optimaalisella tasolla.Verrattaessa yksisuuntaisen häiriömonitoroinnin tuloksia kaksisuuntaisen vastaaviin tuloksiin on todettavissa huomattava parannus verkon käytettävissä olevaan kapasiteettiin.

21 111599 Tässä on esitetty keksinnön toteutusta ja suoritusmuotoja esimerkkien avulla. Alan ammattimiehelle on ilmeistä, ettei keksintö rajoitu edellä esitettyjen suoritusmuotojen yksityiskohtiin ja että keksintö voidaan toteuttaa muussakin 5 muodossa poikkeamatta keksinnön tunnusmerkeistä. Esitettyjä suoritusmuotoja tulisi pitää valaisevina, muttei rajoittavina. Siten keksinnön toteutus- ja käyttömahdollisuuksia rajoittavatkin ainoastaan oheistetut patenttivaatimukset. Täten vaatimusten määrittelemät erilaiset keksinnön toteutusvaihtoehdot, myös ekvivalenttiset toteutukset kuuluvat keksinnön piiriin.

Claims (15)

111599

1. Menetelmä radiokanavan varaamiseksi viestintäverkossa, käsittäen ainakin yhden tukiaseman (BTS), joka tukiasema määrittelee solun, ja mainitun solun alueella olevia matkaviestimiä, jotka matkaviestimet kommunikoivat mainitun 5 tukiaseman kanssa radiokanavilla, jossa menetelmässä; kerätään häiriöinformaatiota jo käytössä olevilta kanavilta, jotka ovat käytössä viestintäverkon solussa ja ainakin yhdessä naapurisolussa, kerätään tietoa mainitun solun liikennekuormituksesta, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi; 10 määritetään solussa kommunikoitavalle informaatiolle tasoarvo, muodostetaan solun kanavalle parametriarvo perustuen kerättyyn häiriöinformaatioon ja kerättyyn liikennekuormitukseen, varataan mainitulle informaatiolle sellainen solun kanava, jonka parametriarvo vastaa parhaiten mainittua määritettyä tasoarvoa. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu parametriarvo vastaa solun kanavan sen hetkistä yhteyden laatua.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 20 tasoarvo käsittää ensimmäisen tasoarvon ja toisen tasoarvon muodostaman tasoarvoalueen, joka vastaa mainitun kommunikoitavan informaation vaatimaa yhteyden laatua.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 25 ensimmäinen tasoarvo ja mainittu toinen tasoarvo arvot ovat kiinteitä ja ennalta määrättyjä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut tasoarvot ovat dynaamisesti muutettavissa. 30

6. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kanavan varaus on toteutettu valitsemalla sellaisen parametriarvon omaava solun kanava, joka sijaitsee mainitulla tasoarvoalueella. 111599

7. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kanavan varaus on toteutettu vaihtamalla yhteys solun käytössä olevalta ensimmäiseltä kanavalta toiselle kanavalle ja varataan mainittu ensimmäinen 5 kanava mainitulle informaatiolle.

8. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu tasoarvo ja mainittu parametriarvo perustuvat signaali-häiriö-tasoon. 10 9. Järjestelmä radiokanavan varaamiseksi viestintäverkossa, käsittäen ainakin yhden tukiaseman, joka tukiasema määrittelee solun, ja mainitun solun alueella olevia matkaviestimiä jotka matkaviestimet kommunikoivat mainitun tukiaseman kanssa radiokanavilla, joka järjestelmä käsittää; ensimmäiset keräämisvälineet (202-204) häiriöinformaation 15 keräämiseksi jo käytössä olevilta kanavilta, jotka kanavat ovat käytössä viestintäverkon solussa ja ainakin yhdessä naapurisolussa, toiset keräämisvälineet (205) tiedon keräämiseksi mainitun solun liikennekuormituksesta, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi; määritysvälineet (206) solussa kommunikoitavan informaation tasoarvon 20 määrittämiseksi, muodostusvälineet (200, 201) parametriarvon muodostamiseksi solun kanavalle perustuen kerättyyn häiriöinformaatioon ja kerättyyn liikennekuormitukseen, varausvälineet (200, 201) solun kanavan varaamiseksi mainitulle 25 informaatiolle, joka kanava on sellainen jonka parametriarvo vastaa parhaiten mainittua määritettyä tasoarvoa.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut määritysvälineet on toteutettu määrittämään ensimmäisen tasoarvon ja toisen 30 tasoarvon muodostama tasoarvoalue, joka vastaa mainitun kommunikoitavan informaation vaatimaa yhteyden laatua. 111599

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut muodostusvälineet on toteutettu muodostamaan mainittu parametriarvo kaikille mainitun solun kanaville. 5 ^.Patenttivaatimusten 9-11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut varausvälineet (200, 201) käsittävät lisäksi ensimmäiset valintavälineet, jotka valintavälineet on toteutettu valitsemaan varatuksi kanavaksi sellaisen parametriarvon omaava solun kanava, joka sijaitsee mainitulla tasoarvoalueella. 10

13. Patenttivaatimusten 9-11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut varausvälineet (200, 201) käsittävät lisäksi toiset valintavälineet, jotka valintavälineet on toteutettu vaihtamaan yhteys solun käytössä olevalta ensimmäiseltä kanavalta solun käytössä olevalle toiselle kanavalle ja 15 varaamaan mainittu ensimmäinen kanava mainitulle informaatiolle.

14. Laite radiokanavan varaamiseksi viestintäverkossa, käsittäen ainakin yhden tukiaseman, joka tukiasema määrittelee solun, ja mainitun solun alueella olevia matkaviestimiä jotka matkaviestimet kommunikoivat mainitun tukiaseman 20 kanssa radiokanavilla, joka laite käsittää; ensimmäiset keräämisvälineet (212) häiriöinformaation keräämiseksi jo käytössä olevilta kanavilta, jotka kanavat ovat käytössä viestintäverkon solussa ja ainakin yhdessä naapurisolussa, toiset keräämisvälineet (213) tiedon keräämiseksi mainitun solun 25 liikennekuormituksesta, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi; määritysvälineet (214) solussa kommunikoitavan informaation tasoarvon määrittämiseksi, muodostusvälineet (215) parametriarvon muodostamiseksi solun kanavalle perustuen kerättyyn häiriöinformaatioon ja kerättyyn 30 liikennekuormitukseen, varausvälineet (216) solun kanavan varaamiseksi mainitulle informaatiolle, joka kanava on sellainen jonka parametriarvo vastaa parhaiten mainittua määritettyä tasoarvoa. 111599

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on tukiasemaohjain. 111599