FI113821B - Menetelmä ja järjestelmä tiedonsiirron yleisen laadun mittaamiseksi ja optimoimiseksi digitaalisessa solukkoradiojärjestelmässä - Google Patents

Description

113821

Menetelmä ja järjestelmä tiedonsiirron yleisen laadun mittaamiseksi ja optimoimiseksi digitaalisessa solukkoradiojärjestelmässä - Metod och arrange-mang för att mätä och optimisera allmän kommunikationskvalitet i ett digitalt cellulärt radiosystem 5

Keksintö koskee yleisesti niitä järjestelyjä, joilla mitataan ja optimoidaan tiedonsiirron yleistä laatua digitaalisessa solukkoradiojärjestelmässä. Erityisesti keksintö koskee tällaisten järjestelyjen yhdistämistä solukkoradiojärjestelmän normaaliin toimintaan.

10 Operaattorit, jotka vastaavat matkapuhelinverkkojen ja muiden solukkoradiojärjes-telmien toiminnasta ovat erittäin kiinnostuneita siitä, minkälaista tiedonsiirron yleistä laatua järjestelmä pystyy tarjoamaan. Laatu on tärkeä kilpailutekijä, joka osaltaan vaikuttaa uusien tilaajasopimusten solmimista koskeviin päätöksiin. Tiedonsiirron yleisellä laadulla tarkoitetaan sellaisia tekijöitä kuin kuuluvuusalueen jatkuvuus (ei 15 kuolleita kohtia tai alueita, joilla signaali on hyvin heikko), kanavien saatavuus (verkko ei ruuhkaudu merkittävästi) ja useiden samanaikaisten muiden radioyhteyksien sietokykyä (samanaikaiset yhteydet eivät häiritse toisiaan). Heikko signaalitaso ja suuri häiriöiden määrä aiheuttavat bittivirheitä digitaalisessa tiedonsiirrossa. Käyttäjä huomaa virheet vaikeuksina yhteyden pystyttämisessä ja ylläpitämisessä 20 sekä yhteyden pätkimisenä. Näiden oireiden tekninen aiheuttaja on se, että vastaan-ottava laite joutuu hylkäämään tiettyjä kehyksiä tai PDU-yksiköitä (Protocol Data . Units), koska ne sisältävät liikaa sellaisia korjaamattomia virheitä, joita ei voida hy- *” ! väksyä.

: Tunnetut menetelmä tiedonsiirron yleisen laadun mittaamiseksi ja optimoimiseksi :T: 25 edellyttävät, että koulutettu henkilökunta kuljettaa järjestelmän kattavuusalueella erityisiä mittaus vastaanottimia, joilla tuotetaan paikkaan sidottua mittaustietoa kat-. , tavuusalueen eri kohdista. Tällaisten järjestelyjen haittapuolena on tarvittavien hen- " . kilo- ja laiteresurssien lisäksi se, että tiedot ovat harvoin ajan tasalla. Sekä saman järjestelmän operaattori että kilpailevia järjestelmiä ylläpitävät operaattorit pystyttä- ‘ · 30 vät jatkuvasti uusia tukiasemia ja säätävät vanhojen tukiasemien lähetystehoa, mikä .,.: muuttaa jatkuvasti signaali- ja häiriöolosuhteita. Mittaustulosten kerääminen ja jär- jestäminen käytännön verkkosuunnittelun kannalta sopivaan muotoon vievät aikaa : ja vaativat erityisten järjestelmien pystyttämistä. Tunnetun tekniikan mukaisissa pu helinkeskuksissa voidaan tallentaa tilastotietoa yhteyksien epäonnistuneista avauk-35 sista ja avattujen yhteyksien määristä. Vikatapauksista voidaan tallentaa myös vika- 2 113821 koodi, joka karkeasti kuvaa minkälaisesta häiriöstä oli kysymys. Tunnetun tekniikan mukaiset vikatilastointimenettelyt ovat kuitenkin varsin karkeita.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä ja järjestely, joilla voidaan ainakin mitata tiedonsiirron yleistä tasoa solukkoradiojärjestelmässä ja edullisimmin 5 myös optimoida sitä. Erityisesti keksinnön tavoitteena on lyhentää viivettä mittausten tekemisen ja sen hetken välillä, jolloin mittaustulokset ovat käytettävissä verkkosuunnitteluun. Lisäksi keksinnön tavoitteena on, että sen tuottamat tiedot ovat suhteellisen hyvin ajan tasalla.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan valjastamalla joukko solukkoradiojärjestelmän 10 kannettavia päätelaitteita tai esimerkiksi kaikki päätelaitteet keräämään tiedonsiirron yleistä tasoa kuvaavia mittaustietoja ja järjestämällä näiden tietojen kerääminen niin, että tietojen paikkariippuvuus otetaan huomioon.

Keksinnön mukainen menetelmä käsittää vaiheet, joissa a) muodostetaan testisignaali ja lähetetään se solukkoradiojärjestelmän tukiase-15 man kautta solukkoradiojärjestelmän päätelaitteelle, b) muodostetaan ja tallennetaan päätelaitteessa tieto siitä, kuinka paljon päätelaitteen vastaanottamassa testisignaalissa oli virheitä, ja keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että se, että vaiheessa a) muodostetaan testisignaali, joka on samalla tukiaseman lähettämä pilot-signaali, ja että menetelmä käsittää vaiheet, ;. 20 joissa . ·; . c) lähetetään päätelaitteesta tukiasemalle ensimmäinen virhetieto, joka kuvaa : , , päätelaitteen vastaanottaman testisignaalin virheellisyyttä tietyllä aikavälillä, ja ]' ! d) toimitetaan tukiasemalta tietylle kontrollointiyksikölle toinen virhetieto, joka ,,, kuvaa solukkoradiojärjestelmän päätelaitteelta vastaanotettua ensimmäistä virhetie- ’;]/ 25 toa.

Keksintö kohdistuu myös järjestelmään, joka käsittää ;. - tukiasema-alijärjestelmän ja siinä välineet testisignaalin muodostamiseksi ja lähet- .··, tämiseksi solukkoradiojärjestelmän tukiaseman kautta solukkoradiojärjestelmän päätelaitteelle, 30 - päätelaitteen ja siinä välineet tiedon muodostamiseksi ja tallentamiseksi siitä, ,,: kuinka paljon päätelaitteen vastaanottamassa testisignaalissa oli virheitä, jolle järjes telmälle on tunnusomaista, että se mainittu testisignaali on samalla tukiaseman lähettämä pilot-signaali, ja että järjestelmä käsittää 3 113821 - päätelaitteessa välineet ensimmäisen virhetiedon lähettämiseksi tukiasemalle, joka ensimmäinen virhetieto kuvaa päätelaitteen vastaanottaman testisignaalin virheellisyyttä tietyllä aikavälillä, ja - kontrollointiyksikön sellaisten virhetietojen kokoamiseksi, jotka kuvaavat solukko-5 radiojärjestelmän tukiasemien päätelaitteilta vastaanottamia virhetietoja.

Bittivirhesuhteen tai kehysten hylkäyssuhteen (BER, Bit Error Ratio; FER, Frame Erasure Ratio) mittaaminen ja virheiden tilastointi on sinänsä tunnettua. Esimerkiksi matkaviestinten valmistus- ja tyyppihyväksyntävaiheiden yhteydessä tehtävä testaus on perinteisesti käsittänyt vaiheen, jossa testauslaitteisto lähettää alassuunnassa 10 matkaviestimelle testausdataa, jonka matkaviestin kierrättää kokonaan tai osittain takaisin ylössuuntaan. Tunnetuissa järjestelyissä testauslaitteisto tutkii, kuinka paljon testausdataan ilmaantuu virheitä sen kiertäessä testattavan matkaviestimen kautta, ja tilastoi virheiden esiintymistä. Tyyppihyväksyntäehdot määrittelevät tietyt rajat, joita virheiden esiintyminen ei saa ylittää.

15 Keksinnön mukaisesti bitti- ja/tai kehysvirhesuhteen mittaamista ja virheiden tilastointia sovelletaan siten, että solukkoradiojärjestelmässä joukko tukiasemia lähettää tai esimerkiksi kaikki tukiasemat lähettävät tiettyä signaalia, joka keksinnön tarkoittamassa mielessä voidaan tulkita testaussignaaliksi. Joukko päätelaitteita on ohjelmoitu vastaanottamaan testisignaalia ja mittaamaan ja tilastoimaan vastaanotetussa 20 testisignaalissa esiintyviä virheitä. Päätelaitteet lähettävät tilastoidut virhetiedot tai joitakin niitä kuvaavia tunnuslukuja tukiasemille, joista ne välitetään solukkora-:V: diojärjestelmässä eteenpäin tiettyyn keskityspisteeseen. Virhe tietoihin liitetään mit- : : ; tauksen tekopaikkaa kuvaava paikkatieto, joka on yksinkertaisimmillaan sama kuin .;. ; solukkoradiojärjestelmässä määritelty sijaintialue, mutta joka voi olla myös hyvin , ; . 25 yksityiskohtainen tieto päätelaitteen paikasta mittaushetkellä: tulevaisuuden soluk- koradiojärjestelmien päätelaitteissa on monesti ehdotettu toteutettavaksi nykyisen GPS-paikannuslaitteen (Global Positioning System) tapaista laitetta, jonka avulla päätelaitteen paikka voidaan joka hetki määrittää hyvin tarkasti. On esitetty myös · ;; menettelytapoja ja järjestelyitä siihen, että päätelaite selvittää oman sijaintinsa esi- 30 merkiksi tiettyjen tukiasemien lähettämien signaalien aikaerojen perusteella tai : · · muulla tavoin. Samoin on esitetty myös menettelytapoja ja järjestelyitä siihen, että : ‘ : verkko selvittää päätelaitteen sijainnin esimerkiksi seuraamalla päätelaitteen lähet teitä usean tukiaseman kautta. Tällaisia järjestelyitä paikan määrittämiseksi voidaan myös hyödyntää nyt esillä olevan keksinnön mukaisessa ratkaisussa.

35 Testisignaali, jota tukiasema lähettää, voidaan yhdistää tukiaseman normaaliin lähetystoimintaan, jolloin esimerkiksi tietty osa ns. broadcast-kanavalla lähetetyistä ylei- 4 113821 sistä tiedotuksista käsitetään testisignaaliksi. Tällaiset tiedotukset lähetetään yleensä kehyksissä, joihin sisältyy CRC-koodi (Cyclic Redundancy Check) tai muu vir-heenilmaisukoodi. Sen avulla päätelaite voi selvittää, onko vastaanotetussa yleisen tiedotuksen kehyksessä virheitä. Voidaan kuitenkin esittää myös keksinnön suori-5 tusmuoto, jossa tukiasemat tai osa niistä ohjelmoidaan lähettämään tiettyä näennäis-satunnaista bittisekvenssiä, joka tuotetaan alustamalla tietty satunnaislukugeneraattori määrätyllä siemenluvulla. Päätelaitteisiin tai osaan niistä voidaan liittää vastaava satunnaislukugeneraattori, jolloin tukiasema ja päätelaite voivat käyttää samaa sie-menlukua saman näennäissatunnaisen bittisekvenssin generoimiseksi sekä tukiase-10 maila että päätelaitteessa. Kun päätelaite on vastaanottanut tukiaseman lähettämän näennäissatunnaisen bittisekvenssin, se vertaa sitä itse tuottamaansa vastaavaan sekvenssiin ja laskee ja tilastoi vastaanotetussa signaalissa esiintyvät virheet.

Edellä esitetyn mittausjärjestelyn toimivuutta voidaan testata siten, että ainakin yksi tukiasema lähettää ainakin silloin tällöin testisignaalin, johon on tahallisesti aiheu-15 tettu tunnettu määrä virheitä. Päätelaite ei tiedä, että virheet on aiheutettu tahallisesti jo ennen testisignaalin lähetystä, joten se käsittelee niitä samalla tavalla kuin muitakin havaitsemiaan virheitä. Kun tällaiset virheet on havaittu ja tilastoitu päätelaitteessa ja kun päätelaite on lähettänyt niitä kuvaavat virhetiedot tukiasemalle, voidaan verrata tunnettujen virheiden määrää ja päätelaitteen antamia virhetietoja. Ris-20 tiriidat tiedoissa ilmaisevat, että järjestelmä ei kenties toimi tarkoitetulla tavalla.

.,. ·' Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitet- : : : tyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa ‘ kuva 1 esittää keksinnön periaatetta, : : kuva 2 esittää erästä keksinnön mukaista tukiaseman ja päätelaitteen toimintape- : ’ I : 25 riaatetta, kuva 3 esittää erästä päätelaitetta, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisen me-; netelmän toteuttamiseksi ja ' . kuva 4 esittää erästä vaihtoehtoista keksinnön mukaista tukiaseman ja päätelait teen toimintaperiaatetta.

.:. 30 Kuvassa 1 on esitetty kaavamaisesti solukkoradiojärjestelmän tukiasema-alijärjestel- , mä (BSS, Base Station Subsystem) 101, päätelaite (MS, Mobile Station) 102 ja so lukkoradioverkon kiinteisiin osiin liitetty kontrollointiyksikkö 103, joka on edullisimmin tietokone. Seuraava selostus voidaan käsittää sekä näiden laitteiden tiettyjen 5 113821 toiminnallisten osien kuvaukseksi että keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän selostukseksi.

Vaiheessa 104 tukiasema-alijärjestelmässä toimiva testisignaalin lähetysyksikkö muodostaa testisignaalin ja lähettää sen niin, että tietyn tukiaseman solussa ainakin 5 yksi päätelaite voi vastaanottaa sen. Edellä on todettu, että testisignaali voi olla osa tukiaseman normaalia lähetystä esimerkiksi broadcast-kanavalla tai se voi olla erityisesti testaustarkoituksia varten tuotettava signaali. Testisignaalina voidaan käyttää myös niitä pilot-signaaleja, joita tukiasemat lähettävät sinänsä tunnetulla tavalla, ja/tai synkronointijaksoja, jotka sisältyvät sinänsä tunnetulla tavalla tukiasemien lä-10 hettämiin alassuuntaisiin purkeisiin. Testisignaalin lähetys on edullista ajoittaa tietyn lähetysaikataulun mukaisesti, joka on päätelaitteiden tiedossa tai josta tiedotetaan päätelaitteille ennen testisignaalin lähettämistä.

Vaiheessa 105 päätelaitteen radiovastaanotin vastaanottaa testisignaalin ja vaiheessa 106 päätelaitteen tietty virheiden havaitsemisyksikkö tutkii, onko vastaanotetussa 15 testisignaalissa virheitä. Havaitut virheet tilastoidaan esimerkiksi tietyn bittivirhesuhteen tai kehysten hylkäyssuhteen muodossa. Tallennettava bittivirhesuhteen tai kehysten hylkäyssuhteen arvo voi olla esimerkiksi liukuva keskiarvo viimeisten X sekunnin ajalta, missä positiivinen reaaliluku X voidaan valita kussakin järjestelmässä halutulla tavalla. Tallennettava arvo voi myös olla suurin mitattu bittivir-20 hesuhteen tai kehysten hylkäyssuhteen arvo tietyn tarkkailuajan kuluessa tai jokin muu tunnusluku. Päätelaite voi tallentaa myös useita tunnuslukuja, joista kukin ku-v ‘ vaa tiettyä havaittua piirrettä vastaanotetun testisignaalin virheellisyydessä. Päätein': laitteen on edullista tallentaa myös aikatieto, joka kuvaa sitä, milloin testisignaalin : > · virheellisyyttä koskevat mittaukset on tehty.

' * 25 Päätelaite voi sisältää paikkatietolohkon, joka antaa vaiheessa 107 tiedon päätelait- * ’ ' teen paikasta sillä hetkellä, kun testisignaalin virheellisyyttä koskevat mittaukset on tehty. Vaiheessa 108 päätelaitteen lähetinyksikkö kokoaa viestin, joka sisältää aina-..!: ’ kin aiemmin tallennetut vastaanotetun testisignaalin virheellisyyttä kuvaavat tunnus- •, _,: luvut. Jos paikkatieto on saatavilla, se voidaan liittää samaan lähetykseen.

' ' 30 Vaiheessa 108 se tukiasema, jonka solussa päätelaite sillä hetkellä on, vastaanottaa päätelaitteen lähettämän viestin. Siitä riippumatta, sisältääkö tämä viesti päätelait-.:. teen paikkatiedon ja/tai aikatiedon vai ei, tukiasema-alijärjestelmä voi yhdistää vas- taanottamiinsa tietoihin itse tuottamansa paikka- ja/tai aikatiedon, jotka on muodostettu vaiheessa 109. Eräs edullinen tapa paikkatiedon yhdistämiseksi päätelaitteen 35 lähettämiin tietoihin on se, että päätelaite sisällyttää lähettämänsä tiedot sinänsä tun- 6 113821 nettuun sijaintipaikan päivityssanomaan (engl. Location Update message). Solukko-radiojärjestelmässä päätelaitteen paikka tunnetaan ainakin sijaintialueen (engl. Location Area) tarkkuudella, ja koska sijaintipaikan päivityssanoman käsittelyn yhteydessä tarkastellaan joka tapauksessa päätelaitteen sijaintia, sitä kuvaava tunnusluku 5 on helppo liittää päätelaitteen lähettämiin tietoihin, jotka koskivat päätelaitteen mittaamaa testisignaalin virheellisyyttä. Eräs hyvin yksinkertainen keino paikkatiedon liittämiseksi päätelaitteen lähettämiin tietoihin on se, että tiedot vastaanottanut tukiasema liittää niihin oman tukiasematunnuksensa.

Vaiheessa 111 tukiasema-alijärjestelmä välittää ne tiedot, jotka kuvaavat päätelait-10 teen mittaamaa testisignaalin virheellisyyttä, mittausten tekohetkeä ja päätelaitteen sijaintia mittausten tekohetkellä, eteenpäin kontrollointiyksikölle 103. Tämä tietojen välittäminen voidaan tehdä osana sinänsä tunnettua solukkoradioverkon kiinteiden osien välistä signalointia. Vaiheessa 112 kontrollointiyksikkö vastaanottaa tiedot, ja vaiheessa 113 se kokoaa yhteen tiedot, jotka ovat peräisin useilta päätelaitteilta ja 15 jotka kuvaavat niiden mittaamaa vastaanotetun testisignaalin virheellisyyttä soluk-koradiojärjestelmän eri osissa eri aikoina. Tällainen tietojen kokoaminen on sinänsä tunnettua, koska se vastaa periaatteeltaan tekniikan tason mukaista mittaustietojen kokoamista mittausvastaanottimilta. Keksinnön mukaisessa järjestelyssä uutta on se, että mittaustiedot eivät ole peräisin erityisiltä mittausvastaanottimilta vaan solukko-20 radiojärjestelmän päätelaitteilta, ja että niiden kokoaminen tapahtuu automaattisesti , solukkoradiojärjestelmän kautta. Kootut tiedot on helppo järjestää tunnetuilla mene- •; 1; telmillä esimerkiksi virhekartaksi, jossa mitattujen virheiden määrä tai muu virheitä ' kuvaava tunnusluku esitetään geografisen sijainnin ja mittausajankohdan funktiona.

: Lisäksi uutta on se, että tällaisia tietoja voidaan käyttää automaattisesti tai manuaali - ':: 25 sesti tapahtuvassa verkon optimoinnissa ja säädössä.

Kuva 2 esittää järjestelyä, jossa tukiasema-alijärjestelmä 201 lähettää näennäissa- • · · tunnaista bittisekvenssiä päätelaitteelle 202. Kuvassa on lisäksi oletettu, että päätelaite 202 käsittää paikannuslaitteen 203, joka voi olla esimerkiksi sinänsä tunnettu » 1 · · 1: GPS-vastaanotin.

* « > , ’ : 30 Tukiasema-alijärjestelmässä 201 on sinänsä tunnetulla tavalla tietty bittisekvenssi- ... generaattori 204, joka alustetaan tietyllä ns. siemenluvulla 205 ja joka sen jälkeen tuottaa näennäissatunnaisen bittisekvenssin. Keksinnön mukaisesti päätelaitteessa , 202 on vastaavalla tavalla toimiva bittisekvenssigeneraattori 206, joka alustetaan i samoin tietyllä siemenluvulla 207. Näennäissatunnaisten bittisekvenssien tuottami- 35 seen käytettävien generaattoreiden yleisistä periaatteista seuraa, että jos siemenluvut 7 113821 205 ja 207 ovat samat, generaattorit 204 ja 206 tuottavat täsmälleen saman näen-näissatunnaisen bittisekvenssin.

Keksinnön mukaisesti päätelaitteessa 202 on myös vertailupiiri 208 ja tilastointiyk-sikkö 209, jotka on järjestetty vertaamaan tukiasema-alijärjestelmältä vastaanotettua 5 bittisekvenssiä bitti bitiltä paikallisesti tuotettuun bittisekvenssiin ja tilastoimaan vertailussa havaitut eroavaisuudet. Lisäksi tilastointiyksiköstä 209 on ylössuuntai-nen yhteys takaisin tukiasema-alijärjestelmään tilastoinnin tulosten välittämiseksi. Tämä yhteys voi olla ylössuuntainen kanava samassa tiedonsiirtoyhteydessä, jota pitkin alassuuntainen signaali on välitetty tukiasema-alijärjestelmästä 201 päätelait-10 teelle 202, tai se voi olla jokin muu yhteys kuten yhteys tietyllä ylössuuntaisella signalointikanavalla.

Jotta näennäissatunnaisten bittisekvenssien vertaaminen olisi mielekästä, bittise-kvenssigeneraattoreiden 204 ja 206 on toimittava synkronoidusti eli tuotettava samat bitit samassa tahdissa. Bittisekvenssien generoinnin synkronointi on sinänsä tunnet-15 tua, koska esimerkiksi yleensä hajaspektritekniikassa (engl. spread spectrum technology) ja sen sovelluksena erityisesti koodijakoisissa monikäyttömenetelmissä (CDMA, Code Division Multiple Access) hyötysignaalin erottaminen kilpailevista hyötysignaaleista ja kohinasta perustuu saman näennäissatunnaisen hajotussekvens-sin käyttämiseen sekä lähetys- että vastaanottopäässä. Keksinnön yhteydessä voi-20 daan käyttää jotain sinänsä tunnettua tekniikkaa bittisekvenssien generoinnin synk-.,; · ‘ ronoimiseksi. Synkronointi on esitetty kuvassa 2 kaavamaisesti nuolella 210.

;\.t Tukiasema-alijärjestelmässä 201 voi myös olla kuvassa 1 esitetty kontrollointiyksik- * * * ! kö 103 tai vastaavat toiminnot, eli tietojen keruu, tilastointi ja hyödyntäminen voi- i I i t | daan toteuttaa tukiasema-alijärjestelmän sisäisin toiminnoin. Tämä ei kuitenkaan ra- * < · ' · ‘ ‘ 25 joita keksintöä millään lailla, vaan kontrollointiyksikkö vastaavat toiminnot käsittä- v : vä verkkoelementti tai järjestelmä voi sijaita myös erillään tukiasema-alijärjestel mästä jossain muussa osassa matkaviestinjärjestelmää.

" Ylössuuntaisessa yhteydessä voidaan välittää esimerkiksi tietty tallennettu bittivir- ’!' hesuhteen tai kehysten hylkäys suhteen arvo tai jokin niistä johdettu arvo, kuten bit- » ’: ; 30 tivirhesuhteen keskiarvo tietyllä aikavälillä. Monissa sovelluksissa kiinnitetään huo- miota vain siihen, jääkö bittivirhesuhde tai kehysten hylkäyssuhde pienemmäksi ,;, kuin tietty ennalta määrätty raja-arvo, jolloin ylössuunnassa tarvitsee välittää vain ’ “ ’. kyllä/ei-tyyppinen vastaus (on pienempi kuin raja-arvo / ei ole pienempi kuin raja- arvo). Koska raja-arvot määritellään tavallisesti eksponenttilukuina (esimerkiksi 35 1,0 · 10 6), eräs mahdollisuus on välittää ylössuunnassa se luvun 1,0 · 10 x eksponent- 8 113821 ti x, joka kuvaa havaittua bittivirhesuhteen ylempää raja-arvoa. Välitetty luku -6 esimerkiksi kertoo, että havaittu bittivirhesuhde on pienempi kuin 1,0 · 10'6.

Kuvassa 1 esitetty kontrollointiyksikkö voi kerätä päätelaitteiden lähettämiä ja tukiasemien vastaanottamia tilastotietoja eri puolilta solukkoradioverkkoa. Koska ti-5 lastotiedot kuvaavat alassuuntaisessa tiedonsiirrossa tapahtuvia virheitä ja ne liittyvät aina vähintäänkin tiettyyn sijaintialueeseen ja tulevissa solukkoradiojärjestelmis-sä jopa solujen sisällä tiettyihin paikkoihin, kontrollointiyksikköön muodostuu ajan kuluessa hyvin tarkka ja jatkuvasti päivittyvä kuva siitä, kuinka virheettömästi alas-suuntainen tiedonsiirto toimii missäkin solukkoradiojärjestelmän osassa. Tätä tietoa 10 voidaan käyttää esimerkiksi siten, että alueella, jossa alassuuntäinen tiedonsiirto vaikuttaa sisältävän tavallista enemmän virheitä, kasvatetaan tukiasemien lähetystehoa tai rakennetaan jopa uusia tukiasemia. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan toki käyttää myös siten, että testausta tehdään yhden tukiaseman alueella kerrallaan, jos halutaan tutkia esimerkiksi tukiaseman toimintakuntoa tai radiosignaalin kuulu-15 vutta tukiaseman solussa. Tällöin järjestelmässä ei välttämättä tarvita keskitettyä kontrollointiyksikköä, vaan testauksen voi käynnistää jopa tukiasemapaikalla kytkemällä tukiasema tiettyyn testaustilaan.

Kuvassa 3 on esitetty erään sellaisen päätelaitteen lohkokaavio, johon keksintöä voidaan soveltaa. Kuvan esittämä päätelaite on datakanavilla varustettu matkapuhe-20 Iin, mutta keksinnön sovellettavuus ei mitenkään rajoitu matkapuhelimiin. Liitäntä 301 on antenniliitäntä, jonka kautta alassuuntaiset radiokehykset ohjataan matka-; i : viestimeen. Lohko 302 kuvaa yleisesti kaikkia niitä sinänsä tunnettuja radio- ja väli- * ; ’: taajuusosia, joiden avulla vastaanotettu radiotaajuinen signaali konvertoidaan kanta- taajuudelle. Kantataajuisen signaalin sisältämä informaatio rekonstruoidaan demo-. ; ·. 25 dulaattorissa 303 ja mahdollinen salaus puretaan salauksen poistolohkossa 304. Täs- , ·; , tä kohdasta, jota nimitetään pisteeksi 305, vastaanotetun informaation käsittely ero aa sen mukaan, onko se signalointia, digitoitua puhetta vai dataa.

, t; · ’ Signalointikanavien sisältämä informaatio ohjataan kanavadekooderiin 306 ja sitä : ’ : kautta ohjauslohkoon 307, joka on mikroprosessori ja joka ohjaa matkapuhelimen [ . 30 toimintaa. Ylössuuntaisten signalointikanavien sisältämä tieto muodostuu ohjaus- ,,, lohkossa 307 ja se kanavakoodataan lohkossa 308. Pisteestä 309 eteenpäin kanava- ’ ·; * * koodattua ylössuuntaista signalointi-informaatiota käsitellään kuten muutakin ylös- _ suuntaista informaatiota eli se salataan salauslohkossa 310, liitetään modulaation ·;’· avulla kantataajuiseen värähtelyyn modulaattorissa 311 ja sekoitetaan radiotaajuu- 35 delle yleisessä lähetyshaaran radiotaajuusosia kuvaavassa lohkossa 312, minkä jälkeen se voidaan lähettää antenniliitännän 313 kautta. Antenniliitännät 301 ja 313 9 113821 voivat olla sama antenniliitäntä, mikäli ylös- ja alassuuntaisen informaation sekoittuminen on estetty sopivalla dupleksointilohkolla (ei esitetty kuvassa).

Alassuuntainen digitoitu puhe ohjataan pisteestä 305 puhekanavien kanavadekoode-riin 314, jonka tuottamalle signaalille tehdään edelleen puhedekoodaus lohkossa 5 315. Pisteet 316 ja 317 muodostavat osan ns. DAI-liitännästä (Digital Audio Inter face), jonka kautta päätelaitteen käsittelemää digitaalimuotoista puheinformaatiota voidaan monitoroida päätelaitteen ulkopuolelta. Mikäli DAI-liitäntä jätetään huomiotta, puhedekooderista 315 on suora yhteys D/A-muuntimeen 318, jonka analogiseen muotoon muuntama puheinformaatio voidaan toistaa kaiuttimella 319. Ylös-10 suunnassa mikrofoni 320 äänittää puhetta, joka digitoidaan A/D-muuntimessa 321 ja joka voidaan tämän jälkeen ohjata DAI-liitännän kautta ulkoiselle mittauslaitteelle; DAI-liitännän tätä osaa edustavat pisteet 322 ja 323. Digitoitu puhe voidaan ohjata lohkosta 321 myös suoraan puhekooderiin 324 ja siitä puhekanavien kanavakoode-riin 325 ja edelleen pisteeseen 309, josta sen käsittely etenee kuten edellä on selos-15 tettu ylössuuntaisen signalointi-informaation osalta.

Datakanaviin kuuluva alassuuntainen informaatio ohjataan pisteestä 305 datakanavien kanavadekooderiin 326. Kun matkapuhelinta käytetään yhdessä ulkoisen data-päätelaitteen kanssa, kanavadekoodattu datakanaviin liittyvä informaatio ohjataan pisteen 327 kautta päätelaiteadapteriin 328 ja siitä edelleen ulkoiseen päätelaittee-20 seen 329. Vastaavasti ylössuuntainen datakanaviin liittyvä informaatio ohjataan da-tapäätelaitteesta 329 päätelaiteadapterin 328 ja pisteen 330 kautta datakanavien ka-navakooderiin 331, jonka kanavakoodaaman datan käsittely etenee pisteestä 309 • kohti antenniliitäntää 313 kuten edellä on selostettu ylössuuntaisen signalointi- ....; informaation osalta.

* »· • I · 1 · ’ ‘ 25 Kuvassa 3 esitetyt lohkot eivät käytännön matkapuhelimessa välttämättä ole erilli- *.; : siä, vaan esimerkiksi kanavakoodaus- ja dekoodauslohkot 306, 308, 314, 325, 326 ja 331 voidaan toteuttaa yhdellä piirillä, joka ohjelmoidaan toimimaan eri tavalla riip- ,,; j * puen siitä, käsitteleekö se signalointia, puhetta vai dataa. On kuitenkin tavallista kä- sitellä kuvassa 3 esitettyjä lohkoja erillisinä lohkoina, koska se helpottaa matkapu- ’ . 30 helimen toiminnan hahmottamista.

• »

Keksinnön mukainen vastaanotetun näennäissatunnaisen bittisekvenssin vertaami-,;. nen paikallisesti tuotettuun bittisekvenssiin voidaan tehdä monessa kuvan 3 kohdas- sa. Eräässä suoritusmuodossa vertaaminen ja virheiden tilastointi tehdään pisteessä 305 ja tilastoinnin tulokset ohjataan ylössuuntaiseen tiedonsiirtoon pisteessä 309 35 lohkon 332 mukaisesti. Toisessa suoritusmuodossa, jossa testataan erityisesti data- 10 113821 kanavien toimintaa, vertaaminen ja virheiden tilastointi tehdään pisteessä 327 ja tilastoinnin tulokset ohjataan ylössuuntaiseen tiedonsiirtoon pisteessä 330 lohkon 333 mukaisesti. Jälkimmäisen kaltaisia testaussilmukoita voidaan muodostaa myös muihin kuin datakanaviin. Näiden suoritusmuotojen mukainen toiminta edellyttää tietty-5 jä erillisjärjestelyjä; erityisesti sitä, että päätelaite on varustettu muodostamaan tällaiset testaussilmukat. On myös mahdollista toteuttaa vertaaminen ja virheiden tilastointi kanavadekoodauksen jälkeen ohjauslohkossa 307.

Kuvassa 3 on oletettu, että ylössuuntaiset tiedot välitetään tietyllä ylössuuntaisella tiedonsiirtokanavalla, jolloin lohkot 332 ja 333 muodostavat testaussilmukan alas-10 suuntaisen ja ylössuuntaisen tiedonsiirron välille. Vertailun ja tilastoinnin kytkeminen käyttöön tapahtuu tietyn mittausaikataulun mukaisesti tai tietyillä komennoilla, jotka päätelaite vastaanottaa tukiasema-alijärjestelmältä.

Kuva 4 esittää keksinnön muunnelmaa, jolla voidaan testata myös virheiden mittausjärjestelyn toimivuutta. Tukiasema-alijärjestelmässä on hallitusti toimiva virhe-15 generaattori 411, jolla pystytään aiheuttamaan mihin tahansa testaussekvenssiin tietty tunnettu virheellisyys. Virhegeneraattori 411 voi tuottaa testaussekvenssiin virheitä osittain näennäissatunnaisesti eli siten, että tietyssä testaussekvenssin jaksossa on tarkasti tunnettu määrä virheitä, mutta niiden sijoittuminen kyseisen jakson sisällä on satunnaista. Virhegeneraattori 411 voi toimia myös siten, että se tuottaa tarkasti 20 määrätyn bittivirhekuvion, jossa esimerkiksi K:n bitin välein on N:n bitin jakso, jos-sa joka M:nnen bitin arvo on vaihtunut. Tässä K, N ja M ovat positiivisia kokonais-: lukuja, jolloin virhegeneraattorin toimintaa ohjaava ohjauspiiri (ei erikseen esitetty : ; ’: kuvassa) voi ohjata tarkasti virheiden generoitumista antamalla virhegeneraattorille ....: haluamansa K:n, N:n ja M:n arvot. Monenlaiset yhdistelmät ja muunnelmat näistä , *; *. 25 toimintatavoista ovat myös mahdollisia.

v : Keksinnön mukaisesti tukiasema-alijärjestelmässä on myös vertailupiiri 412, joka saa tiedon siitä, kuinka paljon ja minkälaisia virheitä testaussekvenssissä on siinä t vaiheessa, kun se lähetetään päätelaitteelle alassuuntaisissa tiedonsiirtokehyksissä.

: ’ “: Tämä tieto voi tulla joko virhegeneraattorin ohjaustiedoista, kuten kuvassa 4 on esi- ’ . 30 tetty yhtenäisellä viivalla, tai vertailupiiri 412 voi vastaanottaa kopiot niistä alas- suuntaisista kehyksistä, jotka toimitetaan päätelaitteelle. Jälkimmäinen vaihtoehto on esitetty kuvassa 4 katkoviivalla. Kun päätelaite välittää tukiasema-alijärjestel-;;· mälle havaitsemiaan virheitä kuvaavat tiedot, ne ohjataan vertailupiirille 412, joka •; · : voi tällöin tutkia, vastaavatko päätelaitteen antamat tiedot niitä tietoja, jotka kuvaa- 35 vat testaussekvenssin virheellisyyttä lähetysvaiheessa. Muut kuvassa 4 esitetyt osat vastaavat kuvan 2 suoritusmuotoa.

11 113821

Keksinnöllä on lukuisia etuja. Esimerkiksi, keksintö mahdollistaa radioverkon käytön aikaisen säätämisen ja optimoinnin saatujen mittaustulosten avulla. Tällainen säätäminen ja optimointi voidaan toteuttaa esimerkiksi manuaalisesti tai automaattisesti. Radioverkon toimintaa voidaan säätää ja optimoida esimerkiksi erilaisten pa-5 rametrien kuten tehotasojen avulla, adaptiivisten antennien ominaisuuksien säätämisen avulla, tai monella muulla sinänsä tunnetulla tavalla.

Keksintöä voidaan soveltaa myös siten, että tietty päätelaitteiden valmistaja tai myyjä sopii operaattorin kanssa itse valmistamiensa tai myymiensä päätelaitteiden tai jonkin rajatun päätelaiteryhmän toiminnan testaamisesta keksinnön mukaisella me-10 netelmällä: testaussignaali voidaan valita vain sopimusosapuolten tiedossa olevalla tavalla, tai vain tietyn valmistajan tai myyjän päätelaitteet ohjelmoidaan toteuttamaan testauksen edellyttämiä toimenpiteitä. Sopimusosapuolena oleva operaattori kerää päätelaitteiden toimittamat tiedot, jolloin saadaan kuva siitä, miten laadukkaasti haluttuun ryhmään kuuluvat päätelaitteet pystyvät toimimaan tämän operaat-15 torin ylläpitämässä solukkoradiojärjestelmässä.

« · » t · « ♦ * * * » *

Claims (13)

1. Menetelmä tiedonsiirron yleisen laadun mittaamiseksi solukkoradiojärjestel-mässä, joka käsittää tukiasemia (101, 201) ja päätelaitteita (102, 202), joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa 5 a) muodostetaan testisignaali ja lähetetään (104) se solukkoradiojärjestelmän tukiaseman kautta solukkoradiojärjestelmän päätelaitteelle, b) muodostetaan ja tallennetaan (106) päätelaitteessa tieto siitä, kuinka paljon päätelaitteen vastaanottamassa testisignaalissa oli virheitä, tunnettu siitä, että vaiheessa a) muodostetaan testisignaali, joka on samalla tukiase-10 man lähettämä pilot-signaali, ja että menetelmä käsittää vaiheet, joissa c) lähetetään (108) päätelaitteesta tukiasemalle ensimmäinen virhetieto, joka kuvaa päätelaitteen vastaanottaman testisignaalin virheellisyyttä tietyllä aikavälillä, ja d) toimitetaan (111) tukiasemalta tietylle kontrollointiyksikölle (103) toinen virhetieto, joka kuvaa solukkoradiojärjestelmän päätelaitteelta vastaanotettua ensim- 15 mäistä virhetietoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa a) muodostetaan testisignaali, joka on samalla synkronointisekvenssi tukiaseman lähettämässä alassuuntaisessa purskeessa.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg a) genereras i stället för en testsignal en skenslumpmässig bitsekvens (204). . ·.: 25

4. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av att det omfattar steg i vilka: terminalen genererar samma skenslumpmässiga bitsekvens (206) som genere- • » t t ras i stället för en testsignal i steg a), och i k * ; - terminalen jämför (208) den skenslumpmässiga bitsekvens som den genererat . , med den skenslumpmässiga bitsekvens (204) som den mottagit. 15 113821

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa a) . J. 20 muodostetaan testisignaalin asemesta näennäissatunnainen bittisekvenssi (204). '·' 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää :.: i vaiheet joissa *: : - päätelaite muodostaa saman näennäissatunnaisen bittisekvenssin (206), joka muo- v ·' dostetaan testisignaalin asemesta vaiheessa a) ja 25 -päätelaite vertaa (208) muodostamaansa näennäis satunnaista bittisekvenssiä vastaanottamaansa näennäissatunnaiseen bittisekvenssiin (204). ·;;; 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) * · *;·’ lähetetään päätelaitteesta tukiasemalle lisäksi ensimmäinen paikkatieto (107, 203), •: · · * joka kuvaa päätelaitteen sijaintia. • · · '30 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) ,,;* lähetetään päätelaitteesta tukiasemalle päätelaitteen havaitsema keskimääräisen bit- ;' tivirhesuhteen tai kehysten hylkäys suhteen arvo tietyllä aikavälillä. 13 113821

5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg c) sänds frän termi -nalen tili basstationen dessutom en första lägesinformation (107, 203) som beskriver terminalens läge.

6. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg c) sänds frän termi -5 nalen tili basstationen värdet för det genomsnittliga bitfelförhällandet eller värdet för förhällandet för kassering av ramarna som terminalen konstaterar under en viss tidsrymd.

7. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg c) sänds samtidigt frän terminalen tili basstationen ett lägesuppdateringsmeddelande. 10 8. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg d) levereras tili kon- trollenheten den information som mottagits frän terminalen som sädan.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) lähetetään samalla päätelaitteesta tukiasemalle sijainnin päivitysviesti.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa d) toimitetaan kontrollointiyksikölle päätelaitteelta vastaanotetut tiedot sellaisenaan.

9. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg d) levereras dessutom tili kontrollenheten den identifikation (110) som indikerar basstationens läge.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa d) toimitetaan lisäksi kontrollointiyksikölle tukiaseman sijaintia ilmaiseva tunnus (HO).

10. System för mätning av den generella kvaliteten för informationsöverföring i ett 15 cellulärt radionätverk, vilket system omfattar ett basstationsundersystem (101, 201) och en terminal (102, 202), vilket system omfattar: i basstationsundersystemet organ (104, 204, 205) för att generera och sända en testsignal via basstationen i det cellulära radionätverket tili terminalen i det cellulära radionätverket, 20. i terminalen organ (206, 207, 208) för att generera och lagra (209) information : , *. om hur mänga fel det förekom i den testsignal som mottogs av terminalen, » * » * » ’ ‘ kännetecknat av att nämnda testsignal samtidigt är en pilotsignal som basstationen : : ’ sänder, och att systemet omfattar: > « ► i terminalen organ (108) för att sända tili basstationsundersystemet en första 25 felinformation, vilken första information beskriver felinnehället i den signal som terminalen mottager under en viss tidsrymd, och :v. - en kontrollenhet (103) för att sammanställa (113) sädan felinformation, som ',···, beskriver den felinformation som har mottagits frän terminalerna i basstationsunder- systemen i det cellulära radionätverket. 16 113821

10. Järjestelmä tiedonsiirron yleisen laadun mittaamiseksi solukkoradiojärjestel-mässä, joka järjestelmä käsittää tukiasema-alijärjestelmän (101, 201) ja päätelaitteen 10 (102, 202), joka järjestelmä käsittää - tukiasema-alijärjestelmässä välineet (104, 204, 205) testisignaalin muodostamiseksi ja lähettämiseksi solukkoradiojärjestelmän tukiaseman kautta solukkoradiojärjes-telmän päätelaitteelle, - päätelaitteessa välineet (206, 207, 208) tiedon muodostamiseksi ja tallentamiseksi 15 (209) siitä, kuinka paljon päätelaitteen vastaanottamassa testisignaalissa oli virheitä, tunnettu siitä, että mainittu testisignaali on samalla tukiaseman lähettämä pilot-sig-naali, ja että järjestelmä käsittää - päätelaitteessa välineet (108) ensimmäisen virhetiedon lähettämiseksi tukiasema-alijärjestelmälle, joka ensimmäinen virhetieto kuvaa päätelaitteen vastaanottaman 20 testisignaalin virheellisyyttä tietyllä aikavälillä, ja - kontrollointiyksikön (103) sellaisten virhetietojen kokoamiseksi (113), jotka ku- I » · vaavat solukkoradiojärjestelmän tukiasema-alijärjestelmien päätelaitteilta vastaanot- '. * · tamia virhetietoja. * · · • · * lift ·

11. System enligt patentkrav 10, kännetecknat av att det omfattar i basstations-undersystemet organ (204, 205) för att generera en skenslumpmässig bitsekvens i stället för en testsignal och i terminalen organ (206, 207) för att generera samma skenslumpmässiga bitsekvens, och i terminalen organ (208) för att jämföra den 5 skenslumpmässiga bitsekvens som terminalen genererat med den skenslumpmässiga bitsekvens som mottagits frän basstationsundersystemet.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää ...v 25 tukiasema-alijärjestelmässä välineet (204, 205) näennäissatunnaisen bittisekvenssin • · * muodostamiseksi testisignaalin asemesta ja päätelaitteessa välineet (206, 207) saman näennäissatunnaisen bittisekvenssin muodostamiseksi, ja päätelaitteessa välineet (208) päätelaitteen muodostaman näennäissatunnaisen bittisekvenssin vertaa-. : miseksi tukiasema-alijärjestelmältä vastaanotettuun näennäissatunnaiseen bittisek- •..,: 30 venssiin. : f 12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää päätelaitteessa välineet (107, 203) päätelaitteen sijaintia kuvaavan tiedon muodos-i tamiseksi ja lähettämiseksi tukiasema-alijärjestelmälle yhdessä ensimmäisen virhe- • ‘; tiedon kanssa. 14 113821

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää tukiasema-alijärjestelmässä välineet (110) sijaintia kuvaavan tiedon muodostamiseksi ja lähettämiseksi kontrollointiyksikölle. 5 1. Förfarande för mätning av den generella kvaliteten för informationsöverföring i ett cellulärt radionätverk som omfattar basstationer (101, 201) och terminaler (102, 202), vilket förfarande omfattar steg i vilka: a) en testsignal genereras och denna sänds (104) via en basstation i det cellulära radionätverket tili en terminal i det cellulära radionätverket, 10 b) i terminalen genereras och lagras (106) information om hur mänga fel det fö-rekom i den testsignal som mottogs av terminalen, kännetecknat av att i steg a) genereras en testsignal som samtidigt är en pilotsignal som basstationen sänder, och att förfarandet omfattar steg i vilka: c) frän terminalen sänds (108) tili basstationen en första felinformation, vilken 15 beskriver felinnehallet i den signal som terminalen mottager under en viss tidsrymd, och d) frän basstationen levereras (111) tili en viss kontrollenhet (103) en andra felinformation, som beskriver den första felinformationen som har mottagits frän termi- ;: 1 nalen i det cellulära radionätverket. , 20 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att i steg a) genereras en test- *·· ; signal som samtidigt är en synkroniseringssekvens i den nerlänkriktade skur som basstationen sänder. i i i

12. System enligt patentkrav 10, kännetecknat av att det omfattar i terminalen organ (107, 203) för att generera och sända information som beskriver terminalens läge till basstationsundersystemet tillsammans med den första felinformationen.

13. System enligt patentkrav 10, kännetecknat av att det omfattar i basstations undersystemet organ (110) för att generera och sända information som beskriver lä-get till kontrollenheten. » · · » « r I ·