FI113728B

FI113728B - Menetelmä ja laite lähtökanavan kanavanvaihtorajan sovittamiseksi paluukanavan kanavanvaihtorajaan matkaviestinjärjestelmässä

Info

Publication number: FI113728B
Application number: FI961318A
Authority: FI
Inventors: Jr Lindsay A Weaver; Roberto Padovani; Paul E Bender
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2004-05-31
Also published as: HK1015218A1; ZA955809B; ES2208684T3; KR100432566B1; ATE251374T1; AU701240B2; MX9601063A; FI20031395A; US5548812A; CA2169646A1; EP0720808B1; CN1152592C; CA2169646C; EP0720808A1; WO1996003845A1; US5722044A; RU2158481C2; IL114667A; DE69531853T2; FI961318A0

Description

113726 MENETELMÄ JA LAITE LÄHTÖKANAVAN KANAVANVAIHTOINA JAN SOVITTAMISEKSI PALUUKANAVAN KANAVANVAIHTOINA JAAN MATKAVIESTINJÄRJESTELMÄSSÄ

Esillä oleva keksintö liittyy matkaviestin-5 järjestelmiin, erityisesti esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite matkaviestimen kanavanvaihdon toteuttamiseksi tukiaseman kahden sektorin välillä.

Koodijakomonipääsy(CDMA) matkaviestin- tai 10 henkilökohtaisessa puhelinjärjestelmässä käytetään yhteistä taajuuskaistaa yhteyksissä kaikkien tukiasemien kanssa järjestelmässä. Yhteinen taajuuskaista sallii samanaikaisen yhteyden matkaviestimen ja useamman kuin yhden tukiaseman välillä. Yhteisen taajuuskaistan va-15 raavat signaalit erotetaan vastaanottoasemalla (joko matkaviestimessä tai tukiasemassa) laajaspektri-CDMA aaltomuoto-ominaisuuksien kautta perustuen suurino-peuksiseen näennäiskohina(PN)koodiin ja suorakulmaisiin Walsh-koodeihin. Suurinopeuksista PN-koodia ja 20 suorakulmaista Walsh-koodia käytetään tukiasemilta ja matkaviestimiltä lähetettyjen signaalien modulointiin. Eri PN-koodeja tai PN-koodeja, jotka ovat vaihesiir-rossa ajan suhteen toisiinsa nähden, käyttävät lähe-tinasemat (joko matkaviestimissä tai tukiasemissa) : 1 25 tuottavat signaaleita, jotka voidaan vastaanottaa ""· erillisinä vastaanottoasemalla.

: : : Esimerkinomaisessa CDMA-järjestelmässä kukin tukiasema lähettää alustussignaalin PN-jakokoodeineen, t joka on eri vaiheessa kuin muiden tukiasemien alustus-30 signaalien koodivaihe. Järjestelmän toiminnan aikana matkaviestimelle annetaan luettelo vaihesiirroista, jotka vastaavat viereisiä tukiasemia, jotka ympäröivät tukiasemaa, johon ollaan yhteydessä. Matkaviestin va-rustetaan etsintäelementillä, joka sallii matkaviesti-35 men seurata alustussignaalin voimakkuutta tukiasema-joukolta käsittäen viereiset tukiasemat.

2 113726

Menetelmä ja järjestelmä yhteyden saamiseksi matkaviestimeltä useampaan kuin yhteen tukiasemaan kanavanvaihdon aikana esitetään patenttijulkaisussa US 5,26,261, myönnetty 30.11.1993 "Matkaviestinavusteinen 5 pehmeä kanavanvaihto CDMA-matkaviestinjärjestelmässä", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa. Käyttämällä tätä järjestelmää, yhteys matkaviestimen ja loppukäyttäjän välillä ei katkea kanavanvaihtuessa alkuperäiseltä tukiasemalta seuraavaan tukiasemaan. Tä-10 män tyyppistä kanavanvaihtoa voidaan kutsua "pehmeäksi" kanavanvaihdoksi siinä mielessä, että yhteys seuraavaan tukiasemaan muodostetaan ennen kuin yhteys alkuperäiseen tukiasemaan katkaistaan. Kun matkaviestin on yhteydessä kahteen tukiasemaan, yksittäi-15 nen signaali loppukäyttäjälle luodaan kunkin tukiaseman signaalista matka- tai henkilökohtaisen puhelinjärjestelmän ohjaimella.

Matkaviestimen suorittama pehmeä kanavanvaihto perustuu usean tukiasemajoukon alustussignaalin 20 voimakkuuteen matkaviestimellä mitattuna. Aktiivijouk-ko on tukiasemajoukko, johon aktiivinen yhteys luodaan. Naapurijoukko on tukiasemajoukko, joka ympäröi : aktiivijoukkoa, käsittäen tukiasemia, joilla on suuri * : todennäköisyys, että niiden alustussignaalin voimak- :* : 25 kuus on riittävä yhteyden perustamiseen. Ehdokasjoukko on tukiasema joukko joiden tukiasemien alustussignaalin . ,·. taso on riittävä yhteyden perustamiseen.

Kun yhteydet alussa perustetaan, matkaviestin on yhteydessä ensimmäiseen tukiasemaan ja aktiivijouk-30 ko sisältää ainoastaan ensimmäisen tukiaseman. Matka-: ·’ viestin monitoroi aktiivijoukon, ehdokasjoukon ja naa- puri joukon tukiasemien alustussignaalin voimakkuutta. Kun alustussignaali naapuri joukon tukiasemalla ylittää ennalta määrätyn kynnystason, matkaviestin lisää tu-35 kiaseman ehdokasjoukkoon ja poistaa sen naapurijoukos-: . ’ ta. Matkaviestin lähettää viestin ensimmäiseen tu- ·...· kiasemaan identifioiden uuden tukiaseman. Matka- tai 113728 3 henkilökohtaisen puhelinjärjestelmän ohjain päättää perustetaanko yhteys uuden tukiaseman ja matkaviestimen välillä. Mikäli matka- tai henkilökohtaisen puhelinjärjestelmän ohjain päättää niin tehdä, se lähettää 5 viestin uudelle tukiasemalle matkaviestimen identifi-ointitietoineen ja komentoineen yhteyden muodostamiseksi. Lisäksi viesti lähetetään matkaviestimeen ensimmäisen tukiaseman kautta. Viesti identifioi uuden aktiivijoukon, johon kuuluu ensimmäinen tukiasema ja 10 uudet tukiasemat. Matkaviestin etsii uuden tukiaseman lähettämää informaatiosignaalia ja yhteys perustetaan uuden tukiaseman kanssa katkaisematta yhteyttä ensimmäiseen tukiasemaan. Tämä prosessi voi jatkua lisätu-kiasemille.

15 Kun matkaviestin on yhteydessä usean aseman kautta, se jatkaa aktiivijoukon, ehdokasjoukon ja naapuri joukon tukiasemien signaalin voimakkuuden monitorointia. Mikäli aktiivijoukon tukiaseman signaalin voimakkuus on alle ennalta määrätyn kynnystason ennal-20 ta määrätyn aikajakson ajan, matkaviestin generoi ja lähettää tapahtumasta ilmoittavan viestin. Matka- tai henkilökohtaisen puhelinjärjestelmän ohjain vastaanot-taa viestin ainakin yhdeltä tukiasemalta, jonka kanssa ; matkaviestin on yhteydessä. Matka- tai henkilökohtai- : 25 sen puhelinjärjestelmän ohjain voi päättää, katkaisee- : ko se yhteyden tukiasemaan, jonka alustussignaalin , ·. voimakkuus on heikko.

Päätettyään katkaista yhteyden matka- tai henkilökohtaisen puhelinjärjestelmän ohjain generoi 30 viestin, joka identifioi uuden aktiivitukiasemajoukon.

: ·* Uusi aktiivijoukko ei sisällä tukiasemaa, johon yhteys ·...* katkaistaan. Tukiasemat joiden kautta ollaan yhteydes- sä, lähettävät viestin matkaviestimelle. Lisäksi mat-ka- tai henkilökohtaisen puhelinjärjestelmän ohjain 35 lähettää tukiasemalle tiedon yhteyden katkaisemisesta : matkaviestimeen. Näin matkaviestimen yhteydet reitite- tään vain uudessa aktiivi joukossa identifioitujen tu- 113728 4 kiasemien kautta.

Koska matkaviestin on yhteydessä loppukäyttäjään ainakin yhden tukiaseman kautta pehmeän kanavanvaihdon aikana, yhteys matkaviestimen ja loppukäyttä-5 jän välillä ei katkea. Pehmeä kanavanvaihto aikaansaa merkittäviä etuja sen luontaisessa "ota yhteys ennen katkaisua" yhteydessä verrattuna perinteiseen "katkaise ennen yhteydenottoa" menetelmissä, joita käytetään muissa matkaviestinjärjestelmissä.

10 Matka- tai henkilökohtaisessa puhelinjärjes telmässä järjestelmän kapasiteetin maksimointi samanaikaisesti käsiteltävien puheluiden määrän osalta on äärimmäisen tärkeää. Järjestelmän kapasiteettia haja-spektrijärjestelmässä voidaan maksimoida, jos kunkin 15 matkaviestimen lähettimen tehoa ohjataan niin, että kukin lähetetty signaali tulee tukiaseman vastaanottimeen samalla tasolla. Esillä olevassa järjestelmässä kukin matkaviestin voi lähettää pienimmällä mahdollisella signaalitasolla, joka tuottaa signaali-kohina 20 suhteen, joka mahdollista riittävän palautuksen. Jos matkaviestimen lähettämä signaali tulee tukiaseman vastaanottimeen liian alhaisella teholla, bittivirhe-nopeus voi olla liian suuri laadukkaan yhteyden yllä-.·: pitämiseen muiden matkaviestimien aiheuttamien häiri- 25 öiden vuoksi. Toisaalta jos matkaviestimen lähettämä ;·· signaali tulee tukiaseman vastaanottimeen liian korke- . .·. alla tasolla, yhteys tähän matkaviestimeen on riittä- vä, mutta suuritehoinen signaali häiritsee muita mat- * » » kaviestimiä. Häiriö saattaa käänteisesti vaikuttaa ,, 30 muihin matkaviestinyhteyksiin.

t * · • *‘ Siksi kapasiteetin maksimoimiseksi esimer- kinomaisessa CDMA-hajaspektrijärjestelmässä lähettimen kunkin matkaviestimen lähetystehoa tukiaseman peitto-alueella ohjataan tukiaseman avulla saman ominaissig-35 naalitason vastaanottamiseksi tukiasemalla. Ideaalita- • ·’ pauksessa tukiasemalla kultakin matkaviestimeltä vas- taanotettu kokonaisteho on vastaava tukiaseman peitto- 113728 5 alueella lähettävien matkaviestimien lukumäärällä kerrottu kunkin matkaviestimen ominaisteho summattuna tukiasemassa vastaanotetun viereisten matkaviestimien tehon kanssa.

5 Reittivaimennusta radiokanavalla voidaan kuvata kahdella erillisellä ilmiöllä: keskimääräinen reittivaimennus ja häipyminen. Lähtölinkki, tukiasemalta matkaviestimeen, toimii eri taajuudella kuin pa-luulinkki, matkaviestimeltä tukiasemaan. Kuitenkin 10 koska lähtölinkin ja paluulinkin taajuudet ovat samalla taajuuskaistalla, esiintyy merkittävää korrelaatiota kahden linkin keskimääräisessä reittivaimennukses-sa. Toisaalta, häipyminen on itsenäinen ilmiö lähtö-linkille ja paluulinkille ja muuttuu ajan funktiona. 15 Kuitenkin kanavan häipymisominaisuudet ovat samat molemmille sekä lähtö- että paluulinkeille, koska taajuudet ovat samalla kaistalla. Siksi keskimääräinen häipyminen ajan suhteen molempien yhteyksien kanavalla on tyypillisesti sama.

20 Esimerkinomaisessa CDMA-järjestelmässä kukin matkaviestin arvioi lähtölinkin reittivaimennuksen perustuen kokonaistehoon matkaviestimen tulossa. Koko-naisteho on kaikilta samalla taajuudella toimivilta v: tukiasemilta vastaanotettujen tehojen summa. Lähtölin- 25 kin keskimääräisestä arvioidusta reittivaimennuksesta matkaviestin asettaa lähetystehon paluulinkin signaalille.

Matkaviestimen lähetystehoa ohjataan yhdellä tai usealla tukiasemalla. Kukin tukiasema, johon mat-30 kaviestin on yhteydessä, mittaa matkaviestimeltä vas- : ·* taanotetun signaalin tehoa. Mitattua signaalin voimak- ’...· kuutta verrataan tälle tietylle matkaviestimelle ha- ) luttuun signaalin tehotasoon. Tehonsäätökomento gene- roidaan kullakin tukiasemalla ja lähetetään matkavies-35 timeen lähtölinkillä. Vastauksena tukiaseman tehonsää-: ·’ tökomentoon matkaviestin lisää tai vähentää tehoa en- naita määrätyltä määrällä.

113728 6

Kun matkaviestin on yhteydessä useamman kuin yhden tukiaseman kanssa, tehonsäätökomennot saadaan kultakin tukiasemalta. Matkaviestin toimii näiden useiden tukiasemien tehosäätökomentojen perusteella 5 välttääkseen lähettimen tehotasot, jotka voivat häiritä muiden matkaviestimien yhteyksiä ja vielä aikaansaavat riittävän tehotason yhteyden pitämiseksi ainakin yhteen tukiasemaan. Tämä tehonohjausmekanismi toteutetaan siten, että matkaviestin lisää lähetystehoa 10 vain, jos jokainen tukiasema pyytää tehon lisäystä. Matkaviestin vähentää lähetystehoa, jos jokin tukiase-ma pyytää tehon vähennystä. Järjestelmä tukiaseman ja matkaviestimen tehon ohjaamiseksi esitetään U.S. patentissa 5,056,109, "Menetelmä ja järjestelmä lähetys-15 tehon ohjaamiseksi CDMA-matkaviestinjärjestelmässä", 8,10,1991, jossa hakija on sama kuin tässä hakemuksessa.

Tukiaseman hajautus matkaviestimessä on tärkeää ottaa huomioon pehmeässä kanavanvaihtoprosessis-20 sa. Yllä kuvattu tehonohjausmenetelmä toimii optimaalisesti, kun matkaviestin on yhteydessä jokaisen mahdollisen tukiaseman kanssa. Näin tehdessään matkavies-v'.’ tin välttää huomaamattaan häiritsemästä yhteyksiä mat- kaviestimen ylittävällä tasolla, mutta ei riittävällä 25 tasolla tehonohjauskomennon lähettämiseksi signaalin vastaanottavaan tukiasemaan.

• · , Kunkin tukiaseman peittoalueella on kaksi kali! _ navanvaihtorajaa. Kanavanvaihtoraja määritellään fyy- » t · * sisenä sijaintina kahden tukiaseman välillä, missä yh-30 teys toimii samalla tavalla riippumatta siitä kumpaan * tukiasemaan matkaviestin on yhteydessä. Kullakin tu- ·...· kiasemalla on lähtökanavan kanavanavaihtoraj a ja pa- : luukanavan kanavanvaihtoraja. Lähtökanavan kana- .vanavaihtoraja määritetään paikaksi, jossa matkavies-. 35 timen vastaanotin toimii samalla tavalla riippumatta ; .* siitä, kummalta tukiasemalta se vastaanottaa. Paluu- kanavan kanavanvaihtoraja määritetään matkaviestimen 113728 7 paikaksi, jossa kahden tukiaseman vastaanottimet toimivat samoin suhteessa matkaviestimeen.

Ideaalitilanteessa nämä rajat olisi tasapainotettava tarkoittaen, että niillä olisi sama fyysinen 5 sijainti. Jos näin ei ole, verkon kapasiteetti heikke-nee, kun tehonohjausprosessi häiriintyy tai kun kana-vanvaihtoalue aiheetta laajenee. Huomaa, että kanavan-vaihtorajan tasapaino on ajan funktio siinä mielessä, että paluukanavan teho kasvaa matkaviestimien määrän 10 kasvaessa. Kasvanut paluuteho heikentää tukiaseman peittoalueen tehollista kokoa ja aikaansaa paluukanavan kanavanvaihtorajan liikkumisen sisäänpäin kohti tukiasemaa. Ellei tukiasemassa käytetä kompensointi-järjestelmää, jopa järjestelmä, joka on alustettu täy-15 delliseen tasapainoon, on tasapainottamaton jaksottain riippuen kuormituksesta.

Esillä oleva keksintö on laite ja menetelmä tukiaseman kompensoimiseksi tasapainotetun kanavanvaihtorajan aikaansaamiseksi vaihtelevissa kuormitus-20 tilanteissa. Tukiaseman tasapainotus lisää ja vähentää tukiaseman peittoaluetta automaattisesti niin kuin tarvitaan lähtökanavan kanavanvaihtorajan sovittami-seksi paluukanavan kanavanvaihtorajaan. Tätä prosessia : kutsutaan tukiaseman hengittämiseksi.

25 Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoituk- , ; sena on tuoda esiin menetelmä ja laite lähtökanavan , kanavanvaihtorajan sovittamiseksi paluukanavan kana- • 1 » ;;; vanvaihtorajaan.

’ ·' Vielä esillä olevan keksinnön tarkoituksena 30 on tuoda esiin menetelmä ja laite paluukanavan kuormi- • tuksen seurantaan ja reagointiin j atkuva-aikaisesti : järjestelmän kapasiteetin maksimoimiseksi.

; Esillä oleva keksintö tuo esiin menetelmän ja * * * ! laitteen lähtökanavan kanavanvaihtorajan sovittamisek- , 35 si paluukanavan kanavanvaihtorajaan. Menetelmä ja lai- • te perustuvat paluukanavan tehotason mittaukseen ja lähtökanavan tehon säätämiseen paluukanavan kuormitus- 113728 8 ta vastaavaksi.

Kukin tukiasema järjestelmässä kalibroidaan alussa niin, että kuormittamattoman vastaanottimen reittikohina ja haluttu alustusteho ovat samalla va-5 kiotasolla. Kalibrointivakio on yhteneväinen koko tukiasemajärjestelmässä. Kun järjestelmää kuormitetaan (eli matkaviestimet aloittavat yhteydenpidon tukiasemien kanssa), kompensointiverkko ylläpitää vakio-suhteen paluukanavan tehon, joka vastaanotetaan tulo kiasemassa, ja tukiaseman lähettämän alustustehon välillä. Tukiaseman kuormitus siirtää tehollisesti paluukanavan kanavanvaihtorajaa lähemmäksi kohti tukiasemaa. Näin saman vaikutuksen imitoimiseksi lähtö-kanavalla, alustustehoa pienennetään kuormituksen kas-15 väessä.

Esillä olevan keksinnön muodot, tarkoitukset ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa on samat viitenumerot kauttaaltaan ja joissa: 20 kuviot IA - 1C esittävät kolmea tasapainotta ma t ont a kanavanva i ht ot i1anne11a; kuviot 2A - 2C esittävät kuormitusta kanavan-vaihtorajoilla ja hengitysmekanismin kompensoinnin . ; vaikutusta; ja :V, 25 kuvio 3 on erittäin yksinkertaistettu lohko- ’ . kaavio hengitysmekanismista tukiasemalla.

Tukiaseman hajautus matkaviestimessä on tär-keätä ottaa huomioon joustavassa kanavanvaihtoproses-‘ sissa. Yllä kuvattu tehonohjausmenetelmä toimii opti- 30 maalisesti kun matkaviestin on yhteydessä kuhunkin tu- kiasemaan, jonka kautta yhteys on mahdollinen. Näin tehdessään matkaviestin välttää huomaamattaan häirit-, semästä yhteyksiä matkaviestimen ylittävällä tasolla, • | mutta ei riittävällä tasolla tehonohjauskomennon lä- • t 1 | % 35 hettämiseksi signaalin vastaanottavaan tukiasemaan.

Tyypilliseen johdottamaan silmukkaan tai hen-

I I

kilökohtaiseen tietoliikennejärjestelmään kuuluu joi- 113728 9 tain tukiasemia, joilla on useita sektoreita. Monisek-torinen tukiasema käsittää useita itsenäisiä lähetys-ja vastaanottoantenneita samoin kuin itsenäisä käsit-telypiirejä. Esillä oleva keksintö soveltuu samalla 5 tavalla kuhunkin sektoroidun tukiaseman sektoriin ja yksittäiseen sektoriin riippumatta tukiasemasta. Termi tukiasema voi viitata joko tukiaseman sektoriin tai yksittäiseen sektoroituun tukiasemaan.

Kullakin tukiasemalla on fyysinen peittoalue, 10 jossa yhteys tukiasemaan on mahdollinen. Kunkin tukiaseman peittoalueella on kaksi rajaa. Kanavanvaihto-raja määritellään fyysisenä sijaintina kahden tukiaseman välillä, missä yhteys toimii samalla tavalla riippumatta siitä kumpaan tukiasemaan matkaviestin on yh-15 teydessä. Kullakin tukiasemalla on lähtökanavan kana-vanavaihtoraja ja paluukanavan kanavanvaihtoraja. Lähtökanavan kanavanavaihtoraja määritetään paikaksi, jossa matkaviestimen vastaanotin toimii samalla tavalla riippumatta siitä, kummalta tukiasemalta se vas-20 taanottaa. Paluukanavan kanavanvaihtoraja määritetään matkaviestimen paikaksi, jossa kahden tukiaseman vastaanottimet toimivat samoin suhteessa matkaviestimeen.

Esillä oleva keksintö kuvataan tässä perustu-: en järjestelmään, johon kuuluu pehmeä kanavanvaihto- : 25 mahdollisuus. Kuitenkin keksintö on sovellettavissa ·; myös joustamattomaan kanavanvaihtoon.

Kanavanvaihtoraja määritetään aina ainakin . kahden tukiaseman välillä. Esimerkiksi kuviossa IA

lähtökanavan kanavanvaihtoraja 60 on tukiasemalta 10 30 ja tukiasemalta 40 lähetetyn tehon samoin kuin näitä 1 » ' tukiasemia ympäröivien tukiasemien (ei esitetty) aihe- * · '···' uttaman häiriön ja muiden sisäisten lähteiden funktio.

: *,* Paluukanavan kanavanvaihtoraja 50 on tukiasemalla 10 ja tukiasemalla 40 tässä asemassa olevalta matkavies-35 timeltä vastaanotetun tehon funktio ja tukiasemalla 10 • i t : ·’ ja tukiasemalla 40 muilta matkaviestimiltä ja muista '...· sisäisistä lähteistä vastaanotetun tehon funktio. Huo- 113728 10 maa, että tukiasemalla 10 vastaanotettu teho ja tukiasemalla 40 vastaanotettu teho ovat jokseenkin riippumattomia siitä, onko tukiaseman 10 peittoalueella enemmän matkaviestimiä ja onko tukiaseman 40 peitto-5 alueella vain yksi matkaviestin, tukiaseman 40 häiriö on paljon pienempi.

Ideaalitilanteessa lähtökanavan kanavanvaihtona ja ja paluukanavan kanavanvaihtonaja ovat yhteis-sijoitettuja siten, että optimaalinen järjestelmäkapa-10 siteetti saavutetaan. Elleivät ne yhteissijoitettuja, niin voi olla kolme haitallista tilannetta kapasiteetin suhteen. Kuvio IA esittää ensimmäisen näistä kolmesta tilanteesta. Pehmeä kanavanvaihtoraja on fyysinen alue kahden tukiaseman välillä, missä matkaviestin 15 sijoittuneena voi perustaa yhteyden kumpaankin tukiasemaan. Kuviossa IA varjostettu osa esittää pehmeän kanavanvaihdon aluetta.

Matkaviestimen ohjaamassa pehmeässä kanavanvaihdossa kanavanvaihtoalue määritellään lähtökanavan 20 ominaisuuksilla. Esimerkiksi kuviossa IA pehmeän kanavanvaihdon alue 20 edustaa aluetta, signaalien laadut molemmilta tukiasemilta 10 ja 40 ovat riittävät yhtey-den ylläpitämiseen. Kun matkaviestin 30 siirtyy pehme-'· än kanavanvaihdon alueelle, se ilmoittaa jokaiselle : 25 tukiasemalle, jonka kanssa se on yhteydessä, että toi- ··· nen tukiasema on saatavana yhteydenmuodostusta varten.

Järjestelmän ohjain (ei esitetty) perustaa yhteyden ·, toisen tukiaseman ja matkaviestin 30 kanssa, kuten

esitetään yllä mainitussa patenttijulkaisussa US

,, 30 5.267.261. Kun matkaviestin 30 on pehmeällä kanavan- ’ » ** vaihtoalueella tukiasemien 10 ja 40 välillä, molemmat tukiasemat ohjaavat lähetystehoa matkaviestimeltä 30. ’.· Matkaviestin 3 0 vähentää lähetystehoaan jos jompikumpi ...j tukiasemista pyytää vähentämään ja lisää lähetysteho- 35 aan vain jos molemmat tukiasemat pyytävät lisäämään * t ; ·' lähetystehoa, kuten esitetään yllä mainitussa US pa- ·...· tentissä 5,056,109.

113728 11

Kuvio IA esittää ensimmäisen tilanteen, joka on vahingollinen järjestelmän kapasiteetille. Kuviossa IA lähtökanavan kanavanvaihtonaja 60 ja paluukanavan kanavanvaihtonaja 50 ovat merkittävästi epätasapainos-5 sa (eli etäällä toisistaan). Matkaviestin on sijoittunut paikkaan, josta yhteys on muodostettu ainoastaan tukiasemaan 40. Alueella, jossa matkaviestin 30 on sijoittunut lähtökanavan suorituskyky on paras tukiasemaan 40, mutta paluukanavan suorituskyky olisi parem-10 pi, jos matkaviestin 30 olisi yhteydessä tukiasemaan 10. Tässä tilanteessa matkaviestin lähettää suuremmalla teholla kuin jos se olisi yhteydessä tukiaseman 10 kanssa. Lisääntynyt lähetysteho lisää tarpeettomasti kokonaishäiriötä järjestelmässä vaikuttaen siten hai-15 tallisesti kapasiteettiin. Se lisäksi lisää matkaviestimen 30 kokonaistehon kulutusta heikentäen siten matkaviestimen akun kestoa. Lisäksi tilanteessa vaarantuu tietoliikenneyhteys, jos matkaviestin 30 saavuttaa maksimi lähetystehonsa, eikä pysty lisäämään tehoaan 20 pyydettäessä.

Kuvio IB esittää vaihtoehtoista mutta myös vahingollista seurausta tasapainottamattomasta kana-,*.· vanvaihtotilanteesta. Kuviossa IB pehmeä kanavanvaih- toalue 70 sijaitsee paluukanavan kanavanvaihtorajan 50 25 läheisyydessä. Tämä kanavanvaihtosi jainti voisi olla seurausta vaihtoehtoisesta kanavanvaihtokaaviosta, . jossa kanavanvaihto perustuu paluukanavan tehokkuuteen lähtökanavan tehokkuuden sijaan. Eräässä sellaisessa tilanteessa kukin tukiasema yrittäisi mitata kultakin 30 matkaviestimeltä vastaanotettua tehoa. Kun mitattu te- • ·’ ho ylittää kynnystason tai muissa tukiasemissa vas- taanotetun tehon, muodostetaan yhteys toiseen tukiase-;\· maan. Kuviossa IB matkaviestin 30 sijaitsee alueella, jossa yhteys on muodostettu vain tukiasemaan 10. Kuten t· 35 kuviossa IA, alueella, jossa matkaviestin sijaitsee, • ’ lähtökanavan suorituskyky on paras tukiasemaan 40, mutta paluukanavan yhteys on paras tukiaseman 10 kans- 113726 12 sa. Toisin kuin paluukanavalla, lähtökanavalla lähetysteholla ei ole suurta dynaamista aluetta ja kun matkaviestin 30 liikkuu kohti tukiasemaa 40, häiriö tukiasemalta 40 lisääntyy kun tukiasemalta 10 vastaan-5 otettu teho heikkenee. Jos teho tukiasemalta 10 menee alle riittävän signaali-häiriötason tai alle tietyn absoluuttitason, tietoliikenneyhteys on vaarassa kadota. Tukiasemalta 10 lähetetty teho lisääntyy hitaasti rajoitetulla dynaamisella alueella matkaviestimen 30 10 liikkuessa etäämmälle tukiasemasta 10. Tämä tehonlisä-ys häiritsee haitallisesti muita käyttäjiä tukiasemassa 10 ja tukiasema 40 tarpeettomasti menettää kapasiteettiaan.

Vielä eräs vaihtoehtoinen menetelmä on yhdis-15 tetty kanavanvaihtomenetelmä perustuen sekä lähtökana-van suorituskykyyn että paluukanavan suorituskykyyn. Kuvio 1C esittää erään tällaisen ajatuksen. Kuviossa 1C kanavanvaihtoalue 80 on laaja ja käsittää sekä paluukanavan kanavanvaihtorajan 50 että lähtökanavan ka-20 navanvaihtorajan 60. Mutta kuitenkin tarpeettomasti pehmeä kanavanvaihto suoraan vähentää järjestelmän kapasiteettia. Pehmeän kanavanvaihdon tarkoituksena on

• I

\V aikaansaada yhteydenmuodostus ennen -katkaisua tu- kiasemien välillä ja aikaansaada tehokas tehonohjaus-: * : 25 mekanismi. Kuitenkin jos pehmeä kanavanvaihtoalue on ·;··: liian suuri, negatiiviset vaikutukset ovat merkittä- . .·. viä. Esimerkiksi kuviossa 1C kummankin tukiaseman 10 ja 40 on lähetettävä matkaviestimeen 30 kun matkaviestin on pehmeällä kanavanvaihtoalueella 80. Näin ollen .. , 30 kokonaishäiriö järjestelmässä kasvaa matkaviestimen 30 ollessa pehmeällä kanavanvaihtoalueella 80. Lisäksi < » resurssit kummallakin tukiasemalla 10 ja 40 on varat-;*·,· tava matkaviestimeltä 30 vastaanotetulle signaalille.

Näin ollen pehmeän kanavanvaihtoalueen kasvattaminen 35 ei ole järjestelmän kapasiteetin ja resurssien teho-·' kasta käyttöä.

Ratkaisu näihin haitallisiin vaikutuksiin on 13 113728 tasapainottaa (eli fyysisesti kohdistaa) paluukanavan kanavanvaihtoraja ja lähtökanavan kanavanvaihtoraja tai päinvastoin. Vaikkakin tämä tehtäisiin kussakin tukiasemassa staattisissa olosuhteissa, tasapaino me-5 netettäisiin järjestelmää käytettäessä. Esimerkiksi paluukanavan signaali-häiriötaso, joka vastaanotetaan tukiasemassa on tukiaseman peittoalueella olevien matkaviestimien lukumäärän, paikan ja lähetystehon funktio. Kun kuormitus yhdellä tukiasemalla lisääntyy, 10 häiriö lisääntyy ja paluukanavan kanavanvaihtoraja ku tistuu kohti tukiasemaa. Lähtökanavan kanavanvaihtona-jaan ei ole samanlaista vaikutusta, sillä järjestelmä, joka on tasapainotettu alussa saattaa mennä epätasapainoon ajan kuluessa.

15 Tasapainon ylläpitämiseksi esillä oleva kek sintö määrittelee menetelmän tukiaseman peittoalueen "hengittämiseksi". Hengitysmekanismi siirtää lähtö-kanavan kanavanvaihtorajaa tehokkaasti samaan paikkaan lähtökanavan kanavanvaihtorajan kanssa. Molemmat rajat 20 ovat riippuvia suorituskyvystä ainakin kahteen tu kiasemaan. Hengityksen tehostamiseksi, paluukanavan kanavanvaihtoraja ja paluukanavan kanavanvaihtoraja on .* kohdistettava alkutilanteessa. Rajat voivat säilyä kohdistettuina, jos jokaista tukiasemaa ohjataan alla : : 25 kuvattavalla tavalla.

. Lähtökanavan suorituskykyä voidaan ohjata tu- . ·. kiasemalla. CDMA-järjestelmän esimerkkisovellutukses- sa, kukin tukiasema lähettää alustussignaalia. Matka- • t · viestimen suorittaa kanavanvaihdon perustuen havait-30 tuun alustussignaalin voimakkuuteen, kuten alla kuva- : ' taan. Muuttamalla alustussignaalin tehoa, joka lähete- > I » tään tukiasemalta, voidaan muokata lähtökanavan kana-;\j vanvaihtorajan paikkaa.

Paluukanavan suorituskykyä voidaan myös ohja-35 ta tukiasemalla. Tukiaseman vastaanottimen kohinate- hokkuus asettaa minimi vastaanottotehon, joka voidaan « * » tunnistaa. Vastaanottimen kohinatehokkuus määritellään 14 113726 tyypillisesti järjestelmän kokonaiskohinakuviona. Ohjaamalla vastaanottimen kohinakuviota, kuten lisäämällä kohinaa tai vaimennusta, paluukanavan tehokkuutta ja siten paluukanavan kanavanvaihtonajaa voidaan sää-5 tää.

Kanavanvaihtorajojen tasapainottamiseksi kunkin tukiaseman suorituskyky on ohjattava samaksi muiden tukiasemien suorituskyky järjestelmässä. Siksi määritellään järjestelmän laajuisen suorituskykyvakion 10 käytettäväksi jokaisella tukiasemalla järjestelmässä. Dynaaminen vakio, joka on yhtäsuuri kullekin tukiasemalle, mutta jota voidaan muuttaa ajan kuluessa, määritellään myös. Suunnittelun ja toteutuksen yksinkertaistamiseksi pidetään parempana kiinteää vakiota täs-15 sä sovellutuksessa.

Vakio määrätään vastaanotetun reittikohinan desibeleinä (dB) ja maksimi halutun signaalitehon desibeleinä summana, kuten alla todistetaan. Paras valinta vakioksi hyödyntää järjestelmästä saatavan te- 2 0 hokkuuden. Näin vakion Kievei määrittämiseksi käytetään seuraavaa yhtälöä:

MAX

* t ^ level = * [Nrx:i + Pp^i ] missä:

Nrx:i vastaanottimen reittikohina tukiasemalla i (dB) ;

25 Pmax:i on maksimi haluttu signaaliteho tukiasemalla i (dB) ; ja MAX

: ali i[] etsii kaikkien tukiasemien suurimman summan järjestelmässä.

3 0 Huomaa, että kun KieVei on valittu, voidaan käyttää kei notekoisia välineitä kuormittamattoman järjestelmän ” reittikohinan kasvattamiseksi kullakin tukiasemalla 'i vakion kohtaamiseksi.

Useita oletuksia on tehty sen osoittamiseksi, :v, 35 että vastaanotetun tehon ja lähetetyn tehon summan asettaminen arvoon Kievei todella tasapainottaa järjes- » 113728 15 telmän. Ensimmäinen olettama on, että missä tahansa tukiasemassa käyttämällä liiallista antennijoukkoa lähetykseen ja vastaanottoon, antennit tasapainotetaan samaan suorituskykytasoon. Lisäksi analyysit oletta-5 vat, että identtinen dekoodaus suorituskyky on saatavilla kussakin tukiasemassa. Tällöin oletetaan, että on vakio suhde lähetetyn kokonaistehon ja alustussig-naalin välillä. Lisäksi oletetaan vastavuoroisuutta lähtökanavan reittivaimennuksen ja paluukanavan reit-10 tivaimennuksen välillä.

Lähtökanavan kanavanvaihtorajan löytämiseksi kahden mielivaltaisen tukiaseman, tukiaseman A ja tukiaseman B, välillä, aloitetaan huomaamalla, että lähtökanavan kanavanvaihtoraja on siellä kahden tukiase-15 man alustussignaalin suhde kokonaistehoon sama. Oletetaan, että matkaviestin C sijaitsee rajalla, matemaattisesti lineaaritehon yksikköinä (kuten Watteina): C:stä vastaanotettu A: n alustusteho _ C:stä vastaanotettu B: n alustusteho C:ssä vastaanotettu kokonaisteho C:ssä vastaanotettu kokonaisteho 20 (2)

Huomaten, että matkaviestimessä vastaanotettu teho vastaa lähetettyä tehoa kerrottuna reittivaimennuksel-la, saadaan yhtälöstä 2: A: sta lä he tetty kokonaisteho X reitti vaimennus A: staC:hen _ ’ i C: stä vastaanotettu kokonaisteho 25 (3) : B:stä lähetetty kokonaisteho X reittivaimennus B: stä C:hen C:stä vastaanotettu kokonaisteho Järjestämällä yhtälö 3 uudelleen ja supistamalla yhteisellä nimittäjällä saadaan: * A:stalähetetty kokonaisteho Reittivaimennus B:stä C:hen , ( -J--=- (4) ·’ B:stä lähetetty kokonaisteho Reittivaimennus A:sta C:hen | Samaa proseduuria seuraten paluukanavalla ja huomaa- * 30 maila, että paluukanavan kanavanvaihtoraja on siinä, missä kukin tukiasema havaitsee saman signaalihäi-; riösuhteen tälle matkaviestimelle: 113726 16 A: ssa vastaanotettu C: n teho _ B:ssä vastaanotettu C: n teho A:ssa vastaanotettu kokonaisteho B:ssä vastaanotettu kokonaisteho Huomaten, että tukiasemassa vastaanotettu teho vastaa matkaviestimeltä lähetettyä tehoa kerrottuna reitti- vaimennuksella, saadaan yhtälöstä 5: 5 A:sta lä hetettyteho X reittivaimennus C:stä A: hän _ A:sta vastaanotettu kokonaisteho (6) A:sta lähetetty teho X reittivaimennus C:stä B:hen B:sta vastaanotettu kokonaisteho Järjestämällä yhtälö 6 uudelleen ja supistamalla yhteisellä nimittäjällä saadaan: A:sta vastaanotettu kokonaisteho Reittivaimennus C:stä Ahan , % --- (7) B:stä vastaanotettu kokonaisteho Reittivaimennus C:stä Bhen 10 Johtuen oletetusta vastavuoroisuudesta lähtökanavan ja paluukanavan reittivaimennuksessa, yhtälöt 4 ja 7 voidaan yhdistää seuraavasti: A : ssa vastaanotettu kokonaisteho B : stä lähetetty kokonaisteho , „ -=--- (8) B : ssä vastaanotettu kokonaisteho A : sta lähetetty kokonaisteho 15 Muuttamalla yhtälön 8 yksiköt lineaarisesta tehosta desibeleihin saadaan: A:ssa vastaanotettu kokonaisteho (dB) - B:ssä vastaan-, , otettu kokonaisteho (dB)= B:stä lähetetty kokonaisteho ,·.* (dB) - A: sta lähetetty kokonaisteho (dB) (9) * i": 20 Yhtälö 8' on vastaavasti perustana sille, että: jos A: ssa vastaanotettu kokonaisteho (dB) + A: stä lä-hetetty alustusteho (dB) = Kievei ja B:ssä vastaanotettu I f kokonaisteho (dB) + B:stä lähetetty alustusteho (dB) i · 25 Kievei niin yhtälö 8 toteutuu.

* Ja lähtökanavan kanavanvaihtonaja ja paluukanavan ka- ...* navanvaihtoraja on yhteissijoitettu.

» · Hengitysfunktion suorittamiseksi vaaditaan * · 30 kolme mekanismia: välineet tehokkuuden asettamiseksi I · alussa arvoon Kievei/ välineet paluukanavan vaihteluiden • » * ’ seuraamiseksi ja välineet lähtökanavan tehokkuuden ,* muuttamiseksi vastauksena paluukanavan vaihteluille.

113726 17

Eräs menetelmä tehokkuuden asettamiseksi alussa arvoon Kievei on asettaa maksimi haluttu alustus-signaalin voimakkuus ottaen huomioon vaihtelut lämpötilan ja ajan suhteen ja lisäämällä vaimennusta vas-5 taanottimen linjassa ei - tulosignaaliin, kunnes Kievei suorituskyky saavutetaan. Vaimennuksen lisääminen poistaa vastaanottimen herkkyyttä ja lisää tehokkaasti vastaanottimen kohinakuviota. Tämä vaatii myös, että kukin matkaviestin lähettää suhteessa enemmän tehoa. 10 Lisätty vaimennus on pidettävä minimissä Kievei’·n avulla.

Kun alkuperäinen tasapaino saavutetaan, tukiasemaan tulevaa tehoa voidaan mitata paluukanavan suorituskyvyn seuraamiseksi. Useita menetelmiä voidaan 15 käyttää. Mittaus voidaan tehdä seuraamalla AGC (automatic gain control) jännitettä tai suoraan mittaamalla tulevaa tasoa. Tämän menetelmän etuna on, että jos häiriötä on (kuten FM signaali) , niin sen teho mitataan ja kanavanvaihtonajät vedetään lähemmäs tukiase-20 maa. Vetämällä kanavanvaihtonajaa lähemmäs tukiasemaa, häiriö voidaan eliminoida tukiaseman peittoalueella ja sen vaikutus minimoida. Mittaus voidaan suorittaa yk-sinkertaisesti laskemalla tukiaseman kautta viestivien käyttäjien lukumäärä ja arvioimalla kokonaisteho pe-' : 25 rustuen siihen tosiseikkaan, että kunkin matkaviesti- ;··· men signaali normaalisti saapuu tukiasemaan samalla signaalitasolla.

:·, Kun paluukanavan teho lisääntyy, lähtökanavan tehoa pitäisi vähentää. Tämä voidaan helposti saavut-,. 30 taa käyttämällä olemassa olevaa AGC-piiriä lähetyspii- ;* ristössä tai järjestämällä ohjattava vaimennin lähe- tysreitille.

Yllä kuvatussa esimerkinomaisessa kanavan- • * vaihtomenetelmässä kanavanvaihtorajat perustuvat alus-ti‘' 35 tussignaalin voimakkuuden mittauksiin matkaviestimes- i * * : ·’ sä. Vaihtoehto kokonaislähetystehon ohjaamiseen olisi ohjata vain alustussignaalin tasoa. Peittoaluesuunnit- 113728 18 telijalle tämä saattaisi olla haitaksi, mutta ohjaamalla kokonaistehoa käsittäen liikenne- (eli aktiiviset puhelut) ja alustussignaalit yhdessä, voidaan saavuttaa joitain etuja. Ensiksikin alustussignaalin voi-5 makkuuden suhde liikennekanavasignaalin voimakkuuteen pysyy kiinteänä. Matkaviestin saattaa odottaa kiinteää suhdetta ja saattaa allokoida resurssinsa perustuen suhteeseen. Jos matkaviestin vastaanottaisi kaksi voimakkuudeltaan vastaavaa alustussignaalia, jotka kumpi-10 kin vastaavat liikennekanavia, joilla on eri tehotaso, tämä saattaa johtaa alioptimaaliseen päätökseen matkaviestimen resurssien allokoinnissa. Kokonaistehon säätäminen on edullista, koska se vähentää häiriötä muiden tukiasemien peittoalueille. Jos alustussignaali ei 15 ole riittävän voimakas kanavanvaihdon takaamiseksi viereisen tukiaseman peittoalueella, suuritehoinen liikennekanavan signaali lisää käyttökelvotonta ja tarpeetonta häiriötä kyseiselle alueelle. Tietysti joissain sovellutuksissa saattaa olla edullista yhdis-20 tää alustussignaalin säätäminen joissain tapauksissa ja kokonaistehon säätäminen muissa tapauksissa. Vielä eräässä sovellutuksessa voi olla edullista muuttaa alustustehon suhdetta liikennekanavan tehoon.

'· Ideaalisessa kokoonpanossa hengitysmekanismi 25 mittaisi vastaanotettua tehoa ja säätäisi lähetystehoa >| suhteessa mittaukseen. Kuitenkin jotkut järjestelmät eivät käytä suhteellista menetelmää ja ne muuttavat sen sijaan lähetystehoa vain osittain havaitun lähetystehon muutoksen perusteella. Esimerkiksi jos olisi ,, , 30 suunniteltu järjestelmä, jossa vastaanotetun tehon es- • ;* timoiminen olisi vaikeaa ja epätarkkaa, suunnittelija saataisi haluta vähentää herkkyyttä epätarkkuuteen. Muutos lähetystasossa, joka perustuu vain osittain vastaanotetun tehon muutokseen aikaansaa epäherkkyyttä it\ 35 samalla kun se ehkäisee kanavanvaihtorajojen ristik- : ·’ käistä epätasapainoa.

Toinen vaihtoehto muuttaa lähetystehoa vain 113728 19 kun vastaanottotaso ylittää ennalta määrätyn kynnyksen. Tätä menetelmää voitaisiin käyttää häiritsijöiden käsittelyyn ensisijaisesti. Tietenkin tämä menetelmä voidaan yhdistää järjestelmään, joka muuttaa lähetys-5 tasoaan vain osittain havaitun vastaanottotehon muutoksen perusteella.

Hengitysmekanismin on otettava tarkkaan huomioon aikavakio. Hengitysmekanismi voi aiheuttaa matkaviestimen kanavanvaihdon. Kanavanvaihdon suorittami-10 seksi matkaviestimen on tunnistettava muutos tehossa ja lähetettävä viesti tukiasemaan. Järjestelmäohjaimen on tehtävä päätös ja ilmoitettava tukiasemille. Viesti on lähetettävä takaisin matkaviestimeen. Tämä prosessi kestää ja hengitysmekanismin on oltava riittävän hi-15 das, jotta prosessi tapahtuu tasaisesti.

Hengitys luonnostaan rajoittaa itseään tukiaseman peittoalueen totaalisen konvergenssin ehkäisemiseksi aiheutuen liian suuresta käyttäjäjoukosta järjestelmässä. CDMA-järjestelmällä on laaja ja pehme-20 ästi rajattu kapasiteetti. Termi pehmeästi rajattu kapasiteetti viittaa siihen, yksi tai useampi käyttäjä voidaan aina lisätä, mutta käyttäjien tietyllä lukumäärällä jokainen lisäkäyttäjä vaikuttaa kaikkien muiden käyttäjien yhteyden laatuun. Jollain suuremmalla ’ l 25 käyttäjämäärällä kunkin käyttäjän yhteyden laatu on · käyttökelvoton ja koko yhteys menetetään jokaiseen matkaviestimeen. Yhteyden menetyksen estämiseksi, jo kainen tukiasema rajoittaa niiden matkaviestimien, jonka kanssa se perustaa yhteyden, lukumäärää. Kun ra-30 ja on saavutettu, järjestelmä kieltää yrityksen lisä-puheluiden muodostamiseksi eli uudet puhelualustukset ;·* estetään. Raja on suunnitteluparametri ja tyypillises- : ti asetettu noin 75 %:iin teoreettisesta kapasiteetis- ·;·.* ta. Tämä antaa pienen marginaalin järjestelmälle ja 35 mahdollistaa hätäpuheluiden välittämisen myös rajoi- • » » : ;* tustilanteessa. Tämä peittoalueella yhden tukiaseman kanssa yhteydessä matkaviestimien kokonaismäärän raja 113728 20 luonnollisesti rajoittaa maksimi vastaanottotehoa ja siten rajoittaa hengitysprosessin toiminta-aluetta.

Kuviot 2A - 2C esittävät tukiaseman hengitys-mekanismia. Kuviossa 2A tukiasemalla 100 on ympyrän-5 muotoinen peittoalue 130 kuormittamattomassa tilassa. Tukiaseman 100 peittoalue on tasapainoitettu kuormittamattomassa tilassa ja lähtökanavan ja paluukanavan peittoalueet on kohdistettu ympyrämäiseen peittoaluee-seen 130. Tukiasemalla 110 on ympyränmuotoinen peitto-10 alue 140 kuormittamattomassa tilassa. Tukiaseman 110 peittoalue on myös tasapainoitettu kuormittamattomassa tilassa ja lähtökanavan ja paluukanavan peittoalueet on kohdistettu ympyrämäiseen peittoalueeseen 140. Tukiasemien 100 ja 110 toiminta on tasapainoitettu ar-15 voon Kievei kuormittamattomassa tilassa ja viiva 120 esittää paikkaa, jossa toiminta jokaisen tukiaseman kanssa on sama ja joka samalla on kummankin kanavan kanavanvaihtonaja.

Kuviossa 2B tukiasema 110 on raskaasti kuor-20 mitettu ja tukiasema 100 on kevyesti kuormitettu. Pa luukanavan peittoalue on kutistunut ympyrämäisen peit-toalueen 145 sisään kun taas lähtökanavan peittoalue pysyy ympyrämäisellä peittoalueella 140. Tukiaseman 100 kevyt kuormitus ei ole vaikuttanut tukiaseman 100 25 peittoalueeseen, joka on edelleen ympyrämäinen alue 130. Huomaa, että paluukanavan kanavanvaihtoraja tu-;'j kiaseman 100 ja tukiaseman 110 välillä on siirtynyt viivalle 125, kun taas lähtökanavan kanavanvaihtoraj a säilyy viivalla 120. Näin ollen on syntynyt ei-30 toivottu tasapainoton kanavanvaihtorajatilanne.

Kuviossa 2C tukiasema 110 on toteuttanut tu-;* kiaseman hengityksen. Vaikutuksena on ollut lähtökana- ',· van kanavanvaihtoraj a siirtyminen ympyrämäiselle peit- ·· toalueelle 145. Viiva 125 edustaa nyt sekä lähtökana- 35 van että paluukanavan kanavanvaihtorajaa.

Kuvioissa 2B ja 2C, X:t edustavat järjestelmän käyttäjiä. Erityisesti käyttäjä X 150 on sijoittu- 21 11372ε nut kanavanvaihtorajalle kuviossa 2B. Hänen sijaintinsa vuoksi, käyttäjä X on pehmeässä kanavanvaihdossa tukiaseman 100 ja tukiaseman 110 välillä. Huomaa, että kuviossa 2C käyttäjä X 150 on nyt syvällä tukiaseman 5 100 peittoalueella, eikä ole pehmeällä kanavanvaihto- alueella tukiaseman 100 ja tukiaseman 110 välillä. Siksi raskaasti kuormitettu tukiasema 110 on tehokkaasti osan kuormastaan kevyesti kuormitetulle tukiasemalle 100.

10 Kuvio 3 on lohkokaavio, joka esittää esimer kinomaisen tukiaseman hengityskokoonpanoa. Antenni 270 vastaanottaa signaaleja tukiasemassa 300. Vastaanot-tosignaalit siirretään muuttuvaan vaimentimeen 200, jota on käytetty alussa Kievei asettamiseen. Vastaanot-15 tosignaalit siirretään tehotunnistimeen 210. Tehotun- nistin generoi vastaanotetun signaalin kokonaistehoa osoittavan tason. Alipäästösuodatin 220 keskiarvottaa tehotunnisteen ja hidastaa hengityksen aikavastetta. Skaalaus ja kynnystys 230 asettaa halutun suhteen ja 20 siirtymän paluukanavan tehoniisäyksen ja lähtökanavan tehonalennuksen välisessä suhteessa. Skaalaus ja kynnystys 230 antaa lähtöön ohjaussignaalin muuttuvavah-vistuksiseen laitteeseen 240. Muuttuvavahvistuksinen laite 240 hyväksyy lähetyssignaalin ja vahvistusohja-‘ : 25 tun signaalin suurtehovahvi st imeen (HPA) 250. HPA 250 • *· vahvistaa lähetyssignaalin ja siirtää sen antenniin 260 lähetettäväksi johdottomalla yhteydellä.

:·. Kuvion 3 kokoonpanoon on olemassa useita va riaatioita. Esimerkiksi antennit 260 ja 270 voivat 30 koostua kahdesta antennista. Tai päinvastoin antennit • ;* 260 ja 270 voivat olla sama antenni. Tehontunnistus ·’ kuviossa 3 perustuu kaikkeen tulevaan signaalitehoon mielenkiinnon kohteena olevalla kanavalla. Kuten yllä ...j tuotiin esiin, tehontunnistus voi perustua puhtaasti 35 tukiaseman kanssa yhteyden muodostaneiden matkaviesti mien lukumäärään. Lisäksi alipäästösuodatin 220 voi olla lineaarinen tai epälineaarinen (kuten nousunope- 22 1 13 7 2 6 utta rajoittava) suodatin.

Edellä oleva edullisten sovellutusten kuvaus annetaan, jotta ammattimies voisi käyttää tai valmistaa esillä olevan keksinnön mukaista laitetta. Näiden so-5 vellutusten eri modifikaatiot ovat ammattimiehille ilmeisiä ja tässä kuvatut yleiset periaatteet ovat sovellettavissa muihin sovellutuksiin keksimättä mitään uutta. Näin ollen esillä olevaa keksintöä ei rajata tässä esitettyihin sovellutuksiin vaan tässä esitettyjen pe-10 riaatteiden ja uusien hahmojen käsittämään suojapiirin.

» • - *

Claims

23 113726

1. Menetelmä tukiaseman (100,110) peltoalueiden ohjaamiseksi järjestelmässä, johon kuuluu joukko kaksisuuntaiseen liikennöintiin kykeneviä tukiasemia 5 (100,110), jotka ovat yhteydessä matkaviestimeen (30) siten, että matkaviestimeen lähetetään tietoa lähtö-kanavalla ja tukiasemiin vastaanotetaan tietoa matkaviestimestä paluukanavalla, ja jossa kukin tukiasema määrittää lähtökanavan peittoalueen (140) ja paluu-10 kanavan peittoalueen (145) , tunnettu siitä, että: mitataan ensimmäisessä (100) ja toisessa (110) tukiasemassa vastaanotetun paluukanavan tehotaso; ja säädetään lähtökanavan tehotasoa ensimmäisessä (110) ja toisessa (100) tukiasemassa perustuen paluu-15 kanavan tehotason mittaukseen ensimmäisessä (110) ja toisessa (100) tukiasemassa paikaltaan vastaavan paluukanavan suorituskyvyn tasapainon säilyttämiseksi suhteessa paikaltaan vastaavan paluukanavan suoritus-kykyyn ensimmäisen ja toisen tukiaseman välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen (110) tukiaseman paluukanavan tehotason ja lähtökanavan tehotason tulo on vakio ja toisen (100) tukiaseman paluukanavan teho-tason ja lähtökanavan tehotason tulo on vakio. : ·' 25

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, ’ * tunnettu siitä, että ensimmäisen tukiaseman (110) paluukanavan tehotason ja lähtökanavan tehotason tulo : ί on vakio, kun ensimmäisen (110) tukiaseman paluukana van tehotaso on suurempi kuin kynnys, ja toisen (100) 30 tukiaseman paluukanavan tehotason ja lähtökanavan te- ,**. hotason tulo on vakio, kun toisen tukiaseman (100) pa- * · • luukanavan tehotaso on suurempi kuin kynnys. • · · *. t

4. Menetelmä ensimmäistä tukiasemaa vastaavan ensimmäisen lähtökanavan peittoalueen (140) paikan 35 kohdistamiseksi ensimmäisen paluukanavan peittoalueen » » ,···, (14 5) paikkaa vastaavaksi järjestelmässä, johon kuuluu i » 113728 24 joukko tukiasemia, joihin kuhunkin kuuluu vastaava lähtökanavan peittoalue (140) ja vastaava paluukanavan peittoalue (145), ja jossa kukin tukiasema kykenee olemaan tietoliikenneyhteydessä matkaviestimeen (30) , 5 joka sijaitsee vastaavalla lähtökanavan (140) peitto-alueella ja kukin tukiasema kykenee vastaanottamaan tietoliikenneyhteydessä matkaviestimeen (30), joka sijaitsee vastaavalla lähtökanavan peittoalueella (140), tunnettu siitä, että 10 mitataan paluukanavan peittoalueen (145) kuormitus osoittaen ensimmäisen paluukanavan peittoalueen paikkaa ; j a vaihdetaan ensimmäisen lähtökanavan (140) peitto-alueen paikkaa perustuen kuormitustason mittaukseen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kohdista- mismenetelmä, tunnettu siitä, että paluukanavan peittoalueen (145) mitattu kuormitustaso käsittää ensimmäisen paluukanavan (145) peittoalueelta olevilta matkaviestimiltä (30) vastaanotetun tehon.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kohdista- mismenetelmä, tunnettu siitä, että paluukanavan (145) kuormitustaso käsittää edelleen muilta kuin jär-.· jestelmän käyttäjiltä ja toista tukiasemaa (100) vas- * taavilta matkaviestimiltä (30), jotka ovat paluukana- : 25 van peittoalueella (145), vastaanotetun tehon.

* 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kohdista- ·. mismenetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen lähtökanavan paikan vaihto rajoitetaan minimi peitto-alueen rajalle.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kohdista- mismenetelmä, tunnettu siitä, että mittausvai heessa lasketaan tukiasemaan yhteydessä olevien matka-viestimien määrä.

: 9. Menetelmä tukiaseman rajojen tasapainotta- 35 miseksi järjestelmässä, johon kuuluu joukko tukiasemia * (100, 110) , tunnettu siitä, että lähetetään lähtökanavasignaali valitulla tehota- 25 113726 solia ensimmäiseltä tukiasemalta (110), joka määrittää ensimmäisen lähtökanavan peittoalueen (140); vastaanotetaan paluukanavasignaali ensimmäisellä tehotasolla ensimmäisellä tukiasemalla (110), joka 5 määrittää ensimmäisen paluukanavan peittoalueen (145); lähetetään lähtökanavasignaali valitulla tehotasolla toiselta tukiasemalta (100), joka määrittää toisen lähtökanavan peittoalueen (13 0) , missä ensimmäisen (140) lähtökanavan ja toisen (130) lähtökanavan peit-10 toalue leikkaavat toisensa, lähtökanavan vastaavan paikan, jolla matkaviestin vastaanottaa samalla tehok-kuustasolla ensimmäiseltä (110) ja toiselta (100) tukiasemalta, määrittämiseksi; vastaanotetaan paluukanavasignaali toiselta (100) 15 tukiasemalta tehotasolla, joka määrittää toisen paluukanavan peittoalueen, missä ensimmäisen (145) paluukanavan ja toisen paluukanavan peittoalue leikkaavat toisensa, paluukanavan vastaavan paikan, jolla matkaviestin vastaanottaa samalla tehokkuustasolla ensim-20 mäiseltä ja toiselta tukiasemalta, määrittämiseksi; ja että ensimmäisen tukiaseman (110) 1ähtokanavasig- naalin valittu tehotaso ja toisen tukiaseman (100) lähtökanavasignaalin valittu tehotaso valitaan siten, että vastaava lähtökanavan paikka ja vastaava paluu-25 kanavan paikka on sama.

• 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu siitä, että vastaanotetaan ensimmäisessä tukiasemassa (110) 30 paluukanavasignaali toisella tehotasolla, joka on suu-; rempi kuin ensimmäinen ensimmäisessä tukiasemassa (110) vastaanotettu tehotaso määrittäen siten toinen • \! pienempi ensimmäisen tukiaseman (110) paluukanavan -;··· peittoalue (145) ja määrittäen uusi paluukanavan vas- 35 taava paikka; ja : lähetetään ensimmäiseltä tukiasemalta (110) lähtö- kanavasignaali pienemmällä tehotasolla määrittäen toi- 113728 26 nen lähtökanavan peittoalue (140) ja uusi lähtökanavan vastaava paikka siten, että uusi lähtökanavan vastaava paikka on sama kuin uusi paluukanavan vastaava paikka.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä 5 tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu siitä, että kukin tukiasema (100, 110) järjestelmässä lähettää alustussignaalin; ja että lähtökanavasignaali ensimmäiseltä tukiasemalta on ensimmäistä tukiasemaa vastaava alustussignaali.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu siitä, että kukin tukiasema (100, 110) järjestelmässä lähettää alustussignaalin ja viestisignaalit; ja että lähtökanavasignaali ensimmäiseltä tukiasemalta on en- 15 simmäistä tukiasemaa vastaava alustussignaali ja viestisignaalit .

13. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäisen tukiaseman (110) lähtökanavasig- 20 naalin tehotason ja paluukanavasignaalin tehotason tulo on vakio.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu sii-tä, että toisen tukiaseman (100) lähtökanavasignaalin .* 25 tehotason ja paluukanavasignaalin tehotason tulo on • vakio.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu siitä, että vakio on dynaaminen ja vaihtelee ajan suh- 30 teen.

16. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu sii- tä, että paluukanavasignaalin ensimmäinen tehotaso en- * ψ simmäisessä tukiasemassa (110) käsittää keinotekoisen 35 tehon niin, että ensimmäisen tukiaseman lähtö- » i » : ·' kanavasignaalin tehotason ja paluukanavasignaalin te- hotason tulo on vakio. 113728 27

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä tukiaseman rajojen tasoittamiseksi, tunnettu siitä, että paluukanavasignaalin ensimmäinen tehotaso ensimmäisessä tukiasemassa (110) käsittää keinotekoisen 5 tehotason niin, että toisen tukiaseman (100) lähtö-kanavasignaalin tehotason ja paluukanavasignaalin tehotason tulo on vakio.

18. Laite tukiaseman lähtökanavan peittoalu-een (140) ja paluukanavan peittoalueen (145) paikan 10 ohjaamiseksi järjestelmässä, jossa tukiasema (110) kykenee kaksisuuntaiseen tietoliikenteeseen matkaviestimien (30) kanssa, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu: antennijärjestelmä (260, 270) tulevan signaalin 15 vastaanottamiseksi vastaanottotehotasolla ja lähetys-signaalin antamiseksi lähetystehotasolla; tehotunnistin (210) , johon kuuluu antennijärjestelmään kytketty tulo ja lähtö tehotasolähdön tunnisteen antamiseksi suhteessa vastaanotettuun tehoon; ja 20 muuttuva vaimennin (200), joka on kytketty teho- tunnistimen lähtöön tehonohjaussignaalin vastaanottamiseksi ja informaatiosignaalin vastaanottamiseksi ja teho-ohjatun informaatiosignaalin antamiseksi, missä » '’ϊ muuttuvan vaimentimen (200) lähtö on kytketty antenni- . * : 25 järjestelmään asettaen siten lähetystehotason; ja että tulevan signaalin vastaanotettua tehotasoa ja lä-hetyssignaalin lähetystehotasoa ohjataan tasapainon ylläpitämiseksi lähtökanavan peittoalueen ja paluu- * * kanavan peittoalueen paikassa.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite tu- I · ; ;* kiaseman peittoalueen ohjaamiseksi, tunnettu sii- * · .·’ tä, että laitteeseen kuuluu vastaanottoantennin (270) ja tehotunnistimen (210) väliin järjestetty vaimennin (200) tulon asettamiseksi vakioksi tulevan signaalin 35 tehotason ollessa minimissä. * f t

20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite tu- .· kiaseman peittoalueen ohjaamiseksi, tunnettu sii- 113728 28 tä, että laitteeseen kuuluu edelleen tehotasolähdön skaalaus- ja portitusvälineet järjestettynä tehotun-nistimen (210) ja muuttuvan vaimentimen (200) väliin.

21. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että säädetään lähtökanavan teho- tasoa ensimmäisessä tukiasemassa (110) niin, että ensimmäisen tukiaseman paluukanavan tehotason ja lähtö-kanavan tehotason tulo pysyy vakiona.

22. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että mitataan toisessa tukiasemassa (100) vastaanotetun paluukanavan tehotaso; ja säädetään lähtökanavan tehotasoa toisessa tukiasemassa (100) perustuen paluukanavan tehotason mittauk-15 seen toisessa tukiasemassa niin, että että ensimmäisen tukiaseman (110) paluukanavan tehotason ja lähtökanavan tehotason tulo pysyy vakiona. < · i * · I · * * * · > · k t t « · i I • * » > t » » « "H 1 » » I » 29 1 13726