FI115499B - Menetelmä ja laite tukiasemilta pehmeän kanavanvaihdon aikana lähtökanavalla lähetetyn keskimääräisen tehon vähentämiseksi - Google Patents

Description

115499

MENETELMÄ JA LAITE TUKIASEMILTA PEHMEÄN KANAVANVAIHDON AIKANA LÄHTÖKANAVALLA LÄHETETYN KESKIMÄÄRÄISEN TEHON VÄHENTÄMISEKSI

Esillä oleva keksintö on jatkohakemus aikai-5 semmasta hakemuksesta 08/144,901, jätetty 28. Lokakuuta 1993, jossa keksijänä on Klein S. Gilhousen et ai "MENETELMÄ JA LAITE SEKTOROIDUN TUKIASEMAN KESKIMÄÄRÄISEN LÄHETYSTEHON VÄHENTÄMISEKSI". Esillä oleva keksintö liittyy tietoliikennejärjestelmiin, erityisesti 10 useaan menetelmään sektoroidun tukiaseman keskimääräisen lähetystehon vähentämiseksi. Täsmällisemmin keksinnön kohde on esitetty itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osissa.

Koodijakomonipääsy(CDMA) matkaviestin-, joh-15 dottomassa paikallisjärjestelmässä, henkilökohtaisessa puhelinjärjestelmässä tai satelliittitietoliikennejär-jestelmässä, kuten GLOBALSTARISSA, käytetään yhteistä taajuuskaistaa yhteyksissä kaikkien tukiasemien kanssa järjestelmässä. Yhteinen taajuuskaista sallii samanai-20 kaisen yhteyden matkaviestimen ja useamman kuin yhden tukiaseman välillä. Yhteisen taajuuskaistan varaavat signaalit erotetaan vastaanottoasemalla laajaspektri-. CDMA aaltomuoto-ominaisuuksien kautta perustuen suuri- : nopeuksiseen näennäiskohina(PN)koodiin. Suurinopeuk- 25 sista PN-koodia käytetään tukiasemilta ja matkaviestimiltä lähetettyjen signaalien modulointiin. Eri PN-koodeja tai PN-koodeja, jotka ovat vaihesiirrossa ajan suhteen toisiinsa nähden, käyttävät lähetinasemat ‘ tuottavat signaaleita, jotka voidaan vastaanottaa 30 erillisinä vastaanottoasemalla.

Esimerkinomaisessa CDMA-järjestelmässä kukin tukiasema lähettää alustussignaalin PN-jakokoodeineen, joka on eri vaiheessa kuin muiden tukiasemien alustus-signaalien koodivaihe. Järjestelmän toiminnan aikana 35 matkaviestimelle annetaan luettelo vaihesiirroista, :jotka vastaavat viereisiä tukiasemia, jotka ympäröivät tukiasemaa, johon ollaan yhteydessä. Matkaviestin va- / 2 115499 rustetaan etsintäelementillä, joka sallii matkaviestimen seurata alustussignaalin voimakkuutta tukiasema-joukolta käsittäen viereiset tukiasemat.

Menetelmä ja järjestelmä yhteyden saamiseksi 5 matkaviestimeltä useampaan kuin yhteen tukiasemaan pehmeän kanavanvaihdon aikana esitetään patenttijulkaisussa US 5,267,261, myönnetty 30.11.1993 "Matka-viestinavusteinen pehmeä kanavanvaihto CDMA-matkaviestinjärjestelmässä", jossa hakijana on sama 10 kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella. Käyttämällä tätä järjestelmää, yhteys matkaviestimen ja loppukäyttäjän välillä ei katkea kanavan vaihtuessa alkuperäiseltä tukiasemalta seuraavaan tukiasemaan. Tämän tyyppistä kanavanvaihtoa voidaan 15 kutsua "pehmeäksi" kanavanvaihdoksi siinä mielessä, että yhteys seuraavaan tukiasemaan muodostetaan ennen kuin yhteys alkuperäiseen tukiasemaan katkaistaan. Kun matkaviestin on yhteydessä kahteen tukiasemaan, yksittäinen signaali loppukäyttäjälle luodaan kunkin tu-20 kiaseman signaalista matkapuhelinjärjestelmän, henki lökohtaisen puhelinjärjestelmän, WLL:n, GLOBALSTARIN tai PCS:n ohjaimella.

Matkaviestimen suorittama pehmeä kanavanvaihto perustuu usean tukiasemajoukon alustussignaalin ; 25 voimakkuuteen matkaviestimellä mitattuna. Aktiivijouk- ko on tukiasemajoukko, johon aktiivinen yhteys luo- * daan. Naapurijoukko on tukiasemajoukko, joka ympäröi : aktiivijoukkoa, käsittäen tukiasemia, joilla on suuri . todennäköisyys, että niiden alustussignaalin voimak- 30 kuus on riittävä yhteyden perustamiseen. Ehdokasjoukko on tukiasemajoukko joiden tukiasemien alustussignaalin taso on riittävä yhteyden perustamiseen.

Kun yhteydet alussa perustetaan, matkaviestin ;*·: on yhteydessä ensimmäiseen tukiasemaan ja aktiivijouk- ;·· 35 ko sisältää ainoastaan ensimmäisen tukiaseman. Matka viestin tarkkailee aktiivijoukon, ehdokasjoukon ja ’···’ naapuri joukon tukiasemien alustussignaalin voimakkuut- > · / 115499 3 ta. Kun alustussignaali naapurijoukon tukiasemalla ylittää ennalta määrätyn kynnystason, matkaviestin lisää tukiaseman ehdokasjoukkoon ja poistaa sen naapuri-joukosta. Matkaviestin lähettää viestin ensimmäiseen 5 tukiasemaan identifioiden uuden tukiaseman. Järjestel-mäohjain päättää perustetaanko yhteys uuden tukiaseman ja matkaviestimen välillä. Mikäli järjestelmäohjain päättää niin tehdä, se lähettää viestin uudelle tukiasemalle matkaviestimen identifiointitietoineen ja 10 komentoineen yhteyden muodostamiseksi. Lisäksi viesti lähetetään matkaviestimeen ensimmäisen tukiaseman kautta. Viesti identifioi uuden aktiivijoukon, johon kuuluu ensimmäinen tukiasema ja uudet tukiasemat. Matkaviestin etsii uuden tukiaseman lähettämää informaa-15 tiosignaalia ja yhteys perustetaan uuden tukiaseman kanssa katkaisematta yhteyttä ensimmäiseen tukiasemaan. Tämä prosessi voi jatkua lisätukiasemille.

Kun matkaviestin on yhteydessä usean aseman kautta, se jatkaa aktiivijoukon, ehdokasjoukon ja naa-20 purijoukon tukiasemien signaalin voimakkuuden tarkkailua. Mikäli aktiivijoukon tukiaseman signaalin voimakkuus on alle ennalta määrätyn kynnystason ennalta määrätyn aikajakson ajan, matkaviestin generoi ja lähettää tapahtumasta ilmoittavan viestin. Järjestelmäoh-: i 25 jäin vastaanottaa viestin ainakin yhdeltä tukiasemal- • ’·· ta, jonka kanssa matkaviestin on yhteydessä. Järjes- : telmäohjain voi päättää, katkaiseeko se yhteyden tu- ·*·'; kiasemaan, jonka alustussignaalin voimakkuus on heik- ko.

I · 30 Päätettyään katkaista yhteyden järjestelmäoh jain generoi viestin, joka identifioi uuden aktiivitu-kiasemajoukon. Uusi aktiivijoukko ei sisällä tukiasemaa, johon yhteys katkaistaan. Tukiasemat joiden kaut-: ta ollaan yhteydessä, lähettävät viestin matkaviesti- j 35 melle. Lisäksi järjestelmäohjain lähettää tukiasemalle tiedon yhteyden katkaisemisesta matkaviestimeen. Näin / 4 115499 matkaviestimen yhteydet reititetään vain uudessa aktiivi joukossa identifioitujen tukiasemien kautta.

Koska matkaviestin on yhteydessä loppukäyttäjään ainakin yhden tukiaseman kautta pehmeän kanavan-5 vaihdon aikana, yhteys matkaviestimen ja loppukäyttäjän välillä ei katkea. Pehmeä kanavanvaihto aikaansaa merkittäviä etuja sen luontaisessa "ota yhteys ennen katkaisua" yhteydessä verrattuna perinteiseen "katkaise ennen yhteydenottoa" menetelmissä, joita käytetään 10 muissa matkaviestinjärjestelmissä.

Tyypilliseen solukko-, WLL-, GLOBALSTAR- tai PCS-järjestelmään kuuluu tukiasemia, joilla on useita sektoreita. Monisektorisella tukiasemalla on joukko itsenäisiä lähetys- ja vastaanottoantenneita. Samanai-15 kaisen yhteyden prosessointia saman tukiaseman kahden sektorin kanssa kutsutaan pehmeämmäksi kanavanvaihdoksi. Pehmeä kanavanvaihtoprosessi ja pehmeämpi kanavan-vaihtoprosessi ovat samoja matkaviestimen perspektiivistä. Kuitenkin tukiaseman toiminta pehmeämmässä ka-20 navanvaihdossa on erilainen kuin pehmeässä kanavan vaihdossa. Kun matkaviestin on yhteydessä saman tukiaseman kahden sektorin kanssa, molempien sektoreiden demoduloidut datasignaalit ovat yhdistettävissä tu- kiasemalla ennen kuin signaalit siirretään järjestel- : i ; 25 mäohjaimeen. Koska yhteisen tukiaseman kaksi sektoria i '·· jakavat piirit ja ohjausfunktiot, suuri määrä infor- ; i maatiota on helposti saatavilla yhteisen tukiaseman sektoreiden välillä toisin kuin eri tukiasemien välillä. Lisäksi yhteisen tukiaseman kaksi sektoria lähet-30 tävät samaa tehonohjausinformaatiota matkaviestimeen , (kuten alla esitetään). Satelliittitietoliikennejär- > · ;;; jestelmässä, kuten GLOBALSTARISSA, useimmat käyttäjis- '··* tä on jatkuvassa pehmeämmässä kanavanvaihdossa.

:··: Solukko-, WLL-, GLOBALSTAR- tai PCS- 35 järjestelmässä järjestelmän kapasiteetin maksimointi samanaikaisesti käsiteltävien puheluiden määrän osalta 1 * '···’ on äärimmäisen tärkeää. Järjestelmän kapasiteettia ha- i 115499 5 jaspektrijärjestelmässä voidaan maksimoida, jos kunkin matkaviestimen lähettimen tehoa ohjataan niin, että kukin lähetetty signaali tulee tukiaseman vastaanottimeen samalla tasolla. Todellisessa järjestelmässä ku-5 kin matkaviestin voi lähettää pienimmällä mahdollisella signaalitasolla, joka tuottaa signaali-kohina suhteen, joka mahdollistaa riittävän palautuksen. Jos matkaviestimen lähettämä signaali tulee tukiaseman vastaanottimeen liian alhaisella teholla, bittivirhe-10 nopeus voi olla liian suuri laadukkaan yhteyden ylläpitämiseen muiden matkaviestimien aiheuttamien häiriöiden vuoksi. Toisaalta, jos matkaviestimen lähettämä signaali tulee tukiaseman vastaanottimeen liian korkealla tasolla, yhteys tähän matkaviestimeen on riittä-15 vä, mutta suuritehoinen signaali häiritsee muita matkaviestimiä. Häiriö saattaa käänteisesti vaikuttaa muihin matkaviestinyhteyksiin.

Reittivaimennus radiokanavalla määritellään signaalin heikentymisenä tai menetyksenä signaalin 20 kulkiessa ilmassa ja reittivaimennusta voidaan kuvata kahdella erillisellä ilmiöllä: keskimääräinen reitti- vaimennus ja häipyminen. Lähtölinkki, tukiasemalta matkaviestimeen, toimii tyypillisesti mutta ei välttä-mättä eri taajuudella kuin paluulinkki, matkaviesti-i 25 meitä tukiasemaan. Kuitenkin koska lähtölinkin ja pa- luulinkin taajuudet ovat samalla taajuuskaistalla, ·: esiintyy merkittävää korrelaatiota kahden linkin kes- kimääräisessä reittivaimennuksessa. Esimerkiksi tyy-pillisessä matkaviestinjärjestelmässä jonkin lähtö-30 kanavan keskitaajuus on 882 Mhz ja sen parina olevan paluukanavan keskitaajuus 837 Mhz. Toisaalta, häipyminen on itsenäinen ilmiö lähtölinkille ja paluulinkille ja muuttuu ajan funktiona. Kuitenkin kanavan häipy-misominaisuudet ovat samat molemmille sekä lähtö- että .·*: 35 paluulinkeille, koska taajuudet ovat samalla kaistal- 1, la. Siksi keskimääräinen häipyminen ajan suhteen mo lempien yhteyksien kanavalla on tyypillisesti sama.

I I | • a / 6 115499

Esimerkinomaisessa CDMA-järjestelmässä kukin matkaviestin arvioi lähtölinkin reittivaimennuksen perustuen kokonaistehoon matkaviestimen tulossa. Koko-naisteho on kaikilta samalla taajuudella toimivilta 5 tukiasemilta vastaanotettujen tehojen summa. Lähtölinkin keskimääräisestä arvioidusta reittivaimennuksesta matkaviestin asettaa lähetystehon paluulinkin signaalille. Jos matkaviestimen paluukanava äkillisesti paranee verrattuna saman matkaviestimen lähtökanavaan 10 johtuen kanavien itsenäisistä häipymisominaisuuksista, tältä matkaviestimeltä tukiasemassa vastaanotetun signaalin teho lisääntyy. Tämä tehonlisäys aiheuttaa li-sähäiriötä kaikille signaaleille, jotka jakavat saman taajuusosoituksen. Näin ollen matkaviestin lähetyste-15 hon nopea vaste kanavan äkilliseen parantumiseen parantaisi järjestelmän suorituskykyä.

Matkaviestimen lähetystehoa myös ohjataan yhdellä tai usealla tukiasemalla. Kukin tukiasema, johon matkaviestin on yhteydessä, mittaa matkaviestimeltä 20 vastaanotetun signaalin tehoa. Mitattua signaalin voi makkuutta verrataan tälle tietylle matkaviestimelle haluttuun signaalin tehotasoon. Tehonsäätökomento generoidaan kullakin tukiasemalla ja lähetetään matkaviestimeen lähtölinkillä. Vastauksena tukiaseman te-25 honsäätökomentoon matkaviestin lisää tai vähentää tehoa ennalta määrätyltä määrällä. Tällä menetelmällä ! nopea vaste kanavan muutoksiin saadaan aikaan ja pa- ; rannetaan järjestelmän keskimääräistä suorituskykyä.

. Kun matkaviestin on yhteydessä useamman kuin 30 yhden tukiaseman kanssa, tehonsäätökomennot saadaan kultakin tukiasemalta. Matkaviestin toimii näiden useiden tukiasemien tehosäätökomentojen perusteella välttääkseen lähettimen tehotasot, jotka voivat häiri-"· tä muiden matkaviestimien yhteyksiä ja vielä aikaan- ':·· 35 saavat riittävän tehotason yhteyden pitämiseksi aina kin yhteen tukiasemaan. Tämä tehonohjausmekanismi to-teutetaan siten, että matkaviestin lisää lähetystehoa / 7 115499 vain, jos jokainen tukiasema pyytää tehon lisäystä. Matkaviestin vähentää lähetystehoa, jos jokin tukiase-raa pyytää tehon vähennystä. Järjestelmä tukiaseman ja matkaviestimen tehon ohjaamiseksi esitetään U.S. pa-5 tentissä 5,056,109, "Menetelmä ja järjestelmä lähetys-tehon ohjaamiseksi CDMA-matkaviestinjärjestelmässä", 8,10,1991, jossa hakija on sama kuin tässä hakemuksessa.

Tukiaseman hajautus matkaviestimessä on tär-10 keää ottaa huomioon pehmeässä kanavanvaihtoprosessis-sa. Yllä kuvattu tehonohjausmenetelmä toimii optimaalisesti, kun matkaviestin on yhteydessä jokaisen mahdollisen tukiaseman kanssa, tyypillisesti yhdestä kolmeen tukiasemaa, vaikka suurempikin lukumäärä on mah-15 dollinen. Näin tehdessään matkaviestin välttää huomaamattaan häiritsemästä yhteyksiä matkaviestimen ylittävällä tasolla, mutta ei riittävällä tasolla tehonoh-jauskomennon lähettämiseksi signaalin vastaanottavaan tukiasemaan.

20 Matkaviestimen liikkuessa kohti tukiaseman peittoalueen reunaa, lähtökanavan signaalivoimakkuus matkaviestimessä heikkenee. Lisäksi matkaviestimen liikkuessa kohti nykyisen tukiaseman peittoalueen reu- ' · naa, se yleensä liikkuu lähemmäksi muiden tukiasemien ; : 25 peittoalueita. Näin ollen matkaviestimen liikkuessa kohti tukiaseman peittoalueen reunaa, signaalivoimak-1 kuus nykyisestä tukiasemasta heikkenee, kun taas häi- : riö muilta tukiasemilta lisääntyy. Lisäksi signaalita- . son putoaminen tarkoittaa, että signaalit ovat herkem- 30 piä lämpökohinalle ja vastaanottopiiristön muodostamalle kohinalle matkaviestimessä. Tilannetta voi pahentaa matkaviestimen sijoittuminen alueelle, jossa yhteisen tukiaseman kaksi sektoria ovat limittäin.

: Tilanteessa, jossa tukiasemat toimivat lähel- • 35 lä kapasiteettinsa ylärajaa, matkaviestimen sijainti tukiaseman peittoalueen reunalla ja saman tukiaseman kahden sektorin sisällä voi aiheuttaa pudotuksen sig- / 115499 8 naalikohinasuhteessa niin, että yhteyden laatu heikke-nee. Pehmeämmässä kanavanvaihtoprosessissa tukiasemaan annetaan informaatiota, jota voidaan käyttää tämän tilanteen parantamiseen. Parannus voidaan aikaansaada 5 vähentämällä keskimääräistä tehoa, joka lähetetään tukiaseman kullakin sektorilla. Vähentämällä tukiaseman kunkin sektorin lähettämää tehoa, häiriötä matkaviestimille pienennetään. Näin ollen matkaviestimien häiriö peittoalueen reunalla myös pienenee parantaen kes-10 kimääräistä matkaviestimen signaalikohinasuhdetta peittoalueen reunalla.

Järjestelmässä, jossa on pehmeä ja pehmeämpi kanavanvaihto ja johon kuuluu viereisiä tukiasemia kapasiteetissa tai lähellä sitä, tietty määrä tukiaseman 15 tehoa jaetaan lähtökanavan signaalien kesken siten, että kukin lähtökanavan lisäsignaali lähetettynä tukiasemalta vähentää muiden lähtökanavien signaalien tehoa. Järjestelmässä, joka toimii kapasiteetillaan, verrataan tukiasemaa, johon kuuluu kaksi sektoria, 20 jossa kukin matkaviestin on tukiaseman peittoalueella pehmeämmässä kanavanvaihdossa, tukiasemaan, jossa yksikään matkaviestin ei ole pehmeämmässä kanavanvaihdossa. Tukiasemalla, jolla kukin matkaviestin on pehmeämmässä kanavanvaihdossa, kukin lähtökanavan signaa-: 25 li kultakin sektorilta lähetetään puolella teholla verrattuna siihen, mitä lähetetään tukiasemalta, jossa • yksikään matkaviestin ei ole pehmeämmässä kanavanvaih- ’ dossa. Koska tilanteessa, jossa jokainen matkaviestin : on pehmeämmässä kanavanvaihdossa signaalit kultakin 30 sektorilta yhdistetään matkaviestimellä, signaaliko- hinasuhde yhdistämisen jälkeen vastaa tilannetta, jos- .·>. sa ei ole kanavanvaihtoa jos ja vain jos, kutakin mat- • · V kaviestintä palvellaan hyvin kahdella sektorilla. Kui- ’*’ · tenkin todellisuudessa ei jokaista pehmeämmässä kana- '·*'·’ 35 vanvaihdossa olevaa matkaviestintä palvella hyvin jo- .···. kaisella sektorilla.

• I I

• I M I • · / 115499 9

Esillä oleva keksintö on tekniikka, jota voidaan käyttää sektorilla lähetettyjen signaalien vähentämiseen. Pienempi määrä sektorilla lähetettyjä signaaleja tarkoittaa suurempaa jäljellä olevaa tehoa 5 jäljelle jääville signaaleille. Kun tukiasema lähettää suurempitehoisia lähtökanavasignaaleja, signaaliko-hinasuhde matkaviestimille kanavanvaihtonajoilla tai peittoalueen reunalla paranee. Vaihtoehtoisesti signaalien lukumäärän vähentyessä, tukiaseman lähettämä 10 kokonaisteho voi pienentyä, mikä myös johtaa pienempään häiriötehoon järjestelmässä. Näitä tekniikoita voidaan käyttää pehmeässä ja pehmeämmässä kanavanvaihdossa olevien matkaviestimien lukumäärän vähentämiseksi .

15 Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoituk sena on parantaa lähtökanavan signaalikohinasuhdetta vähentämällä tarpeettomia lähtökanavalähetyksiä matkaviestimiin, jotka ovat pehmeässä tai pehmeämmässä kanavanvaihdossa, vähentäen häiriötehoa muihin matka-20 viestimiin ja jättäen enemmän lähetintehoa kaikille käyttökelpoisille kanaville matkaviestimiin.

Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin joukko menetelmiä tukiaseman lähetystehon vähentämiseksi.

·' 25 Vielä esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin joukko menetelmiä laajennetun pehmeäm-• män kanavanvaihdon aikaansaamiseksi lähtökanavan suo- : rituskyvyn parantamiseksi.

Esillä oleva keksintö määrittää joukon mene-30 telmiä pehmeän tai pehmeämmän kanavanvaihdon suorittamiseksi niin, että järjestelmän suorituskyky paranee. Ensimmäinen menetelmä perustuu pehmeämmän kanavanvaih-toprosessin viivästämiseen. Kun matkaviestin informoi : ensimmäistä sektoria, jonka kautta se on yhteydessä, 35 että saman tukiaseman toisella sektorilla on riittävä , *·, signaalivoimakkuus yhteyksiä varten, tukiasema käskee toisen sektorin etsimään matkaviestimen signaalia. Tu- / 115499 10 kiasema ei komenna matkaviestintä perustamaan yhteyttä toisen sektorin kanssa ennen kuin toisella sektorilla vastaanotettu paluukanavasignaali ylittää ennalta määrätyn kynnyksen. Pehmeämmän kanavanvaihtoprosessin 5 viivästäminen vähentää pehmeässä kanavanvaihdossa olevien matkaviestimien määrää ja vähentää keskimääräistä kokonaislähetystehoa, joka lähetetään kullakin sektorilla vähentäen siten keskimääräistä kokonaishäiriötä matkaviestimille järjestelmässä.

10 Toinen menetelmä perustuu sektorin, jolla on heikoin signaalivoimakkuus, lähetystehon alentamiseen. Kun matkaviestin informoi ensimmäistä sektoria, jonka kautta se on yhteydessä, että saman tukiaseman toisella sektorilla on riittävä signaalivoimakkuus yhteyksiä 15 varten, tukiasema käskee toisen sektorin perustamaan yhteyden matkaviestimen kanssa. Lisäksi tukiasema käskee matkaviestimen perustamaan yhteyden toisen sektorin kanssa. Matkaviestimen siirryttyä pehmeämpään ka-navanvaihtotilaan, tukiasema vertaa paluukanavan sig-20 naalivoimakkuuksia kultakin sektorilta. Tukiasema vä hentää lähtökanavan lähetystehoa sillä matkaviestimellä, joka on sektorilla, jolta tulee heikoimman paluu-kanavasignaalivoimakkuuden tunniste. Heikoimman sekto- · rin lähetystehon alentaminen vähentää kultakin sekto-: 25 riita lähetettyä keskimääräistä kokonaistehoa ja siten • vähentää häiriötä matkaviestimiin järjestelmässä.

Kolmas menetelmä perustuu sektorin, jolla on : heikoin signaalivoimakkuus, lähetysten eliminointiin.

; ; Kun matkaviestin informoi ensimmäistä sektoria, jonka 30 kautta se on yhteydessä, että saman tukiaseman toisel la sektorilla on riittävä signaalivoimakkuus yhteyksiä 'il! varten, tukiasema käskee toista sektoria perustamaan yhteyden matkaviestimen kanssa. Lisäksi tukiasema käs- * "' > kee matkaviestimen perustamaan yhteyden toisen sekto- : 35 rin kanssa. Matkaviestimen siirryttyä pehmeämpään ka- I. navanvaihtotilaan, tukiasema tarkkailee paluukanavan signaalivoimakkuuksia kultakin sektorilta. Jos paluu- / 115499 11 kanavan signaalivoimakkuus jollain sektorilla menee alle ennalta määrätyn kynnyksen pidemmäksi kuin ennalta määrätyksi ajaksi, tukiasema keskeyttää lähtökana-van lähetykset sektorilta, jolla on heikoin signaali-5 voimakkuuden tunniste. Lähetysten keskeyttäminen sektorilta, jolla on heikoin signaalivoimakkuuden tunniste vähentää kultakin sektorilta lähetettyä keskimääräistä kokonaistehoa ja siten vähentää häiriötä matkaviestimiin järjestelmässä.

10 Neljäs menetelmä perustuu siihen, että anne taan matkaviestimelle haluttu yhteistoimintasignaali-voimakkuus. Matkaviestin antaa tukiasemalle signaali-voimakkuuden mittaustuloksen jokaiselta tukiasemalta, joka kuuluu aktiivi- ja ehdokasjoukkoon. Tukiasema 15 asettaa järjestykseen tehotasot voimakkuuden mukaan laskevassa järjestyksessä. Tämän jälkeen tehotasot summataan järjestyksessä kunnes haluttu yhteistoimin-tasignaalivoimakkuus on ylitetty. Tukiasema palauttaa aktiivijoukkoviestin matkaviestimelle identifioden 20 kunkin tukiaseman, joka vastaa signaalivoimakkuutta, jota käytetään halutun yhteistoimintasignaalivoimak-kuuden saavuttamiseen.

Kaikissa neljässä menetelmässä paluukanavan demodulointi kullakin sektorilla voi jatkua lähtökana-25 van lähetyksen kanssa tai ilman, jolloin menetelmä ei vaikuta heikentävästi paluukanavan suorituskykyyn tai • tehonohjaukseen. Kaikissa neljässä menetelmässä toi mintaa voidaan muuttaa siten, että matkaviestin infor-: moi tukiasemaa vastaanotetusta tehosta lähtökanavalla.

30 Lähtökanavan tehomittausta matkaviestimeltä voidaan ;· käyttää kriteerinä tukiasemalla tehtyjen paluukanavan tehomittausten sijaan. Lisäksi on mahdollista yhdistää _ kaksi tai useampi näistä menetelmistä hybridimenetel- • ' < * · män luomiseksi.

35 Täsmällisemmin keksinnön tunnusmerkit on esi- tetty itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerk-kiosissa.

» t / 115499 12

Esillä olevan keksinnön muodot, tarkoitukset ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa on samat viitenumerot kauttaaltaan ja joissa: 5 kuva 1 esittää käyrää esittäen esimerkkitukiaseman peittoalueen rakennetta; kuva 2 on lohkokaavio, joka esittää esimerkinomaisesti sektoroitua tukiasemaa, johon kuuluu useita itsenäisiä demodulaatioelementtejä; ja 10 kuva 3 on esimerkinomainen esitys sektoroidun tu kiaseman kolmen sektorin peittoalueesta.

Kuva 1 esittää esimerkinomaisesti tukiaseman peittoalueen rakenteen. Tällaisessa esimerkinomaisessa rakenteessa tukiaseman kuusikulmion muotoiset peitto-15 alueet rajoittuvat toisiinsa asetettuina symmetrisesti vierekkäin. Kukin matkaviestin sijoittuu yhden tukiaseman peittoalueelle. Esimerkiksi matkaviestin 10 sijoittuu tukiaseman 20 peittoalueelle. Koodijako-monipääsy(CDMA) matkaviestin-, WLL-, satelliittitieto-20 liikenne- tai henkilökohtaisessa puhelinjärjestelmässä käytetään yhteistä taajuuskaistaa yhteyksissä kaikkien tukiasemien kanssa järjestelmissä, jotka sallivat samanaikaisen yhteyden matkaviestimen ja useamman kuin yhden tukiaseman välillä. Matkaviestin 10 sijoittuu : 25 erittäin lähelle tukiasemaa 20 ja vastaanottaa näin ollen voimakasta signaalia tukiasemalta 20 ja suhteel-: lisen pientä signaalia ympäröiviltä tukiasemilta. Kui- : tenkin matkaviestin 30 sijoittuu tukiaseman 40 peitto- alueelle, mutta on lähellä tukiasemien 100 ja 110 30 peittoalueita. Matkaviestin 30 vastaanottaa suhteelli-sen heikkoa signaalia tukiasemalta 40 ja vastaavan-laista signaalia tukiasemilta 100 ja 110. Johtuen hei- • · *;* kentyneestä signaalivoimakkuudesta ja lisääntyneestä · häiriöstä muilta tukiasemilta, matkaviestimellä on •: * · · 35 pienempi kokonaissignaalikohinasuhde suhteessa tu- kiasemaan 40 kuin matkaviestimellä 10 on suhteessa . tukiasemaan 20.

»1(1 / 13 115499

Esimerkinomainen kuvassa 1 esitetty tukiaseman peittoalueen rakenne on erittäin ideaalinen. Todellisessa matkaviestin-, WLL-, satelliittitietoliikenne- tai henkilökohtaisessa puhelinjärjestelmässä 5 tukiaseman peittoalueet saattavat vaihdella koon ja muodon suhteen. Tukiaseman peittoalueet voivat olla taipuvaisia limittymään peittoalueiden rajojen kanssa määrittäen näin peittoalueille ideaalisen kuusikulmion muodosta poikkeavia muotoja. Edelleen tukiasemat voi-10 daan sektoroida kolmeen sektoriin, kuten ennestään hyvin tiedetään. Tukiasema 60 esitetään kolme-sektorisena tukiasemana. Kuitenkin voi olla tukiasemia, joihin kuuluu vähemmän tai enemmän sektoreita .

15 Kuvan 1 tukiasema 60 esittää ideaalista kol- mesektorista tukiasemaa. Tukiasemaan 60 kuuluu kolme sektoria, jotka kukin kattavat enemmän kuin 120 astetta tukiaseman peittoalueesta. Sektori 50, jonka peit-toalue osoitetaan katkoviivoin 55, on limittäin sekto-20 rin 70 karkein pisteviivoin 75 osoitetun peittoalueen kanssa. Lisäksi sektori 50 on limittäin sektorin 80 hienopisteviivoin 85 osoitetun peittoalueen kanssa. Esimerkiksi paikka 90, joka osoitetaan X:llä, sijoit- > · ··- tuu kummankin sektorin 50 ja 70 peittoalueelle.

• « : 25 Yleensä tukiasema sektoroidaan kokonaishäi- • ‘ · riötehon pienentämiseksi matkaviestimeen, joka sijoit- ·:·'· tuu tukiaseman peittoalueelle, ja tukiasemaan yhtey- dessä kykenemään olevien matkaviestimien määrän lisää-.··*. miseksi. Esimerkiksi sektori 80 ei lähetä signaalia • ft 30 paikassa X olevalle matkaviestimelle eikä sektorissa 80 oleva matkaviestin saa merkittävää häiriötä tu- * · ;;; kiaseman 60 ja matkaviestimen paikassa 90 välisestä •y* yhteydestä.

;* i Matkaviestimelle paikassa 90 kokonaishäiriös- 35 sä on seurannaisia sektoreilta 50 ja 70 ja tukiasemil ta 20 ja 120. Jos häiriön kokonaissumma on liian suuri '···' verrattuna aiotun signaalin signaalivoimakkuuteen, yh- »* » » * * · i 14 1 1 5499 teys matkaviestimen, joka on paikassa 90, ja tukiaseman 60 välillä voi heiketä. Esillä oleva keksintö on menetelmä häiriön pienentämiseksi sellaisessa tilanteessa. Itse asiassa esillä oleva keksintö vähentää 5 häiriötä kaikkiin matkaviestimiin tukiasemajärjestelmässä.

Tukiasemia 20, 40, 60, 100, 110 ja 120,j°tka esitetään kuvassa 1, ohjataan järjestelmäohjaimella.' Vaikka kuva 1 esittää vain pienen joukon yhteyksiä 10 järjestelmäohjaimen ja tukiasemien välillä, yhteys jokaisen tukiaseman ja järjestelmäohjaimen välillä toteutuu. Järjestelmäohjain 130 antaa ohjauksen kullekin tukiasemalle järjestelmässä. Ohjauksen yhteydessä on alustuksen ja tukiasemien välisen pehmeän kanavanvaih-15 don koordinointi. Kun matkaviestin on pehmeässä kanavanvaihdossa kahden tai useamman tukiaseman välillä, signaali matkaviestimeltä vastaanotetaan järjestelmä-ohjaimessa kultakin tukiasemalta, jonka matkaviestin on yhteydessä. Järjestelmäohjain 130 suorittaa useilta 20 tukiasemilta vastaanotetun signaalin yhdistämisen tai valinnan. Lisäksi järjestelmäohjain 130 aikaansaa liitynnän yleiseen puhelinverkkoon (PSTN) (ei esitetty).

Kuva 2 esittää esimerkkisovellutusta kolme- sektorisesta tukiasemasta. Kuvassa 2 kukin antenni ' 25 222A - 222C on vastaanottoantenni tukiaseman yhdelle . sektorille ja kukin antenni 230A - 230C on lähetysan- - » tenni tukiaseman yhdelle sektorille. Antenni 222A ja : antenni 230A vastaa yhteistä peittoaluetta ja niillä : voi ideaalitilanteessa olla samanlainen antennikuvio. .

30 Vastaavasti antennit 222B ja 230B ja antennit 222C 230C vastaavat yhteistä peittoaluetta. . Kuva 2 esittää ‘ . tyypillistä tukiasemaa siinä mielessä, että antenneil- la 22ZA - 222C on limittäiset peittoalueet siten, että ! > : yksittäinen matkaviestinsignaali voi olla läsnä useam- 35 massa kuin yhdessä antennissa kerrallaan. Vaikka vain ,yksi antenni esitetään kullekin sektorille, käytetään t · : tyypillisesti kahta antennia hajautusta varten vas- 115499 15 taanottosignaaleille, jotka yhdistetään prosessointia varten.

Kuva 3 on realistisempi esitys sektoroidun tukiaseman kolmen sektorin peittoalueista kuin kuvan 1 5 tukiasema 60. Peittoalue 300A, joka esitetään ohuimmalla viivalla, vastaa kummankin antennin 222A ja 230A peittoalueita. Peittoalue 300B, joka esitetään keskivahvalla viivalla, vastaa kummankin antennin 222B ja 230B peittoalueita. Peittoalue 300C, joka esitetään 10 vahvalla viivalla, vastaa kummankin antennin 222C ja 230C peittoalueita. Kolmen peittoalueen muoto on va-kiosuunnatun dipoliantennin tuottama muoto. Peittoalu-eiden reunat voidaan kuvitella alueiksi, joissa matkaviestin vastaanottaa minimisignaalitason yhteyden tu-15 kemiseksi tämän sektorin kautta. Kun matkaviestin liikkuu sektoriin, signaalin voimakkuus kasvaa. Kun matkaviestin liikkuu sektorin reunan yli, yhteys tämän sektorin kautta voi heiketä. Pehmeässä kanavanvaihdossa toimiva matkaviestintä voidaan pitää sijoittuneena 20 kahden peittoalueen limitysalueella.

Viitaten jälleen kuvaan 2, antennit 222A, 222B ja 222C siirtävät vastaanotetun signaalin vas-taanottokäsittelyihin 224A, 224B ja 224C, vastaavasti. Vastaanottokäsittelyt 224A, 224B ja 224C käsittelevät .: 25 RF-signaalin ja muuntavat signaalin digitaalibiteiksi.

Vastaanottokäsittelyt 224A, 224B ja 224C voivat suo- dattaa digitaalibitit ja antaa saadut digitaalibitit liityntäporttiin 226. Liityntäportti 226 voi yhdistää minkä tahansa kolmesta tulevasta signaalireitistä mi-30 hin tahansa demodulaatioelementeistä 204A - 204N ohjaimen 200 ohjauksessa liitynnän 212 kautta.

Jatkettaessa edullisessa sovellutuksessa, de-modulaatioelementtejä 204A - 204N ohjataan ohjaimella ;· i 200 liitynnän 212 kautta. Ohjain 200 määrää demodulaa- ·;· 35 tioelementit 204A - 204N yhdelle signaalille joukosta informaatiosignaaleja yksittäiseltä matkaviestimeltä

I I

’ miltä tahansa sektorilta. Demodulaatioelementit 204A - » / 1S 1 1 5499 204N tuottavat databitit 220A - 220N, jotka kukin edustavat yksittäisen matkaviestimen datan estimaattia. Databitit 220A - 220N yhdistetään merkkiyhdistä-jällä 208 yksittäisen estimaatin tuottamiseksi matka-5 viestimen datasta. Merkkiyhdistäjän 208 lähtö voi olla pehmeää ryhmäpäätösdataa, joka soveltuu Viterbin dekoodaukseen. Huomaa, että merkkiyhdistäjä 208 voi yhdistää signaalit vain yhdeltä sektorilta lähdön tuottamiseksi tai se voi yhdistää merkkejä useilta sekto-10 reiltä valittuna liityntäportilla 226. Jokainen demo-dulaatioelementti 204A - 204N mittaa signaalivoimak-kuusestimaatin signaalista, jota se on demoduloimassa ja antaa estimaatin ohjaimeen 208. Yksittäinen te-honohjauskomento luodaan ohjaimella estimoidusta sig-15 naalin voimakkuudesta riippumatta sektorista, jolta signaali vastaanotetaan. Ohjain voi siirtää tämän tiedon tukiaseman kunkin sektorin lähetyspiiriin. Näin kukin sektori tukiasemassa lähettää saman tehonohjaus-tiedon yksittäiseen matkaviestimeen.

20 Kun merkkiyhdistäjä 208 yhdistää signaaleja matkaviestimeltä, joka on yhteydessä useamman kuin yhden sektorin kautta, matkaviestin on pehmeämmässä kanavanvaihdossa. Tukiasema voi lähettää merkkiyhdistä-: jän 208 lähdön dekooderiin 228 tai solukko-, WLL, GLO- • 25 BALSTAR- tai PCS-järjestelmän järjestelmäohjaimeen.

Järjestelmäohjain voi vastaanottaa dekoodatut merkit • samalta matkaviestimeltä useilta tukiasemilta ja antaa ; yhden lähdön. Tätä prosessia kutsutaan pehmeäksi kana- , ·. vanvaihdoksi.

30 Demodulaatioelementit 204A - 204N aikaansaa vat lisäksi ohjauslähtösignaaleja ohjaimeen 200 lii-*;.; tynnän 212 kautta. Ohjaimelle 200 siirretty informaa- tio sisältää estimaatin tietylle demodulaattorille *; i osoitetun signaalin voimakkuudesta. Tyypillisesti tätä • i · 35 tietoa ei anneta järjestelmäohjaimeen. Näin ollen sa man tukiaseman sektorit, jotka demoduloivat signaaleja yhteiseltä matkaviestimeltä, ovat paljon läheisemmin c » / 1 1 5499 17 liittyneitä kuin kaksi yhteiseen järjestelmäohjaimeen signaaleja lähettävää tukiasemaa. Kahden pehmeämpää kanavanvaihtoa tukevan sektorin suhteen läheisyys yhdessä matkaviestimessä aikaansaa perustan kolmelle en-5 simmäiselle esillä olevan keksinnön mukaiselle mene telmälle .

Monissa sovellutuksissa tukiasemaan kuuluu ainakin yksi etsijäelementti. Etsijäelementti kykenee lisäksi demoduloimaan signaalin ja sitä käytetään ai-10 ka-alueen jatkuvaan skannaukseen saatavilla olevista signaaleista. Etsijäelementti identifioi joukon saatavilla olevia signaaleita ja siirtää tiedon ohjaimeen. Ohjain voi käyttää saatavilla olevia signaaleita mää-rätäkseen tai poistaakseen demodulaatiolementit edul-15 lisimmille saataville oleville signaaleille. Etsijä- elementti sijoitetaan samoin kuin demodulaatioelemen-tit kuvassa 2. Etsijäelementit voidaan määrätä signaalille sinällään tukiaseman sektorien joukossa. Yleisimmässä tapauksessa demodulaatioelementit voidaan 20 olettaa sisältävän elementtejä, jotka pystyvät suorit tamaan etsintätoiminnon.

Kuvassa 2 esitetty lähetyskäsittely vastaanottaa järjestelmäohjaimen kautta loppukäyttäjän vies-...: tin matkaviestimelle. Viesti voidaan lähettää yhdellä :.· ; 25 tai useammalla antennilla 230A - 230C. Liityntäportti j * . 236 liittää viestin matkaviestimen yhdelle tai usealle ·;·-· ohjaimen 200 asettamista modulaatioelementeistä 234A - 234C. Modulaatioelementit moduloivat viestin matka-, viestimelle sopivalla PN-koodilla. Moduloitu data mo- 30 dulaatioelementeiltä siirretään lähetyskäsittelyihin 232A - 232C, vastaavasti. Lähetyskäsittelyt 232A - 232C muuntavat viestin RF-taajuudelle ja lähettävät *

signaalin sopivalla tasolla antennien 230A - 230C

i kautta, vastaavasti. Huomaa, että liityntäportti 236 • 35 ja liityntäportti 226 toimivat riippumattomasti siinä mielessä, että signaalin vastaanottaminen tietyltä matkaviestimeltä antennien 222A - 222C kautta ei tar- » » » / 18 115499 koita, että vastaava lähetysantenni 230A - 230C lähettää signaalin tähän matkaviestimeen. Lisäksi huomaa, että kunkin antennin kautta lähetetty tehonohjaussig-naali on sama signaali, jolloin sektorijako tukiase-5 malta ei ole kriittinen optimaalisen tehonohjauksen suhteen.

US-patentissa 5,267,261, johon yllä viitataan, kuvattu kanavanvaihtoprosessi, tuo esiin prosessin, joka esitetään lyhennettynä seuraavassa.

10 Pehmeämmän kanavanvaihdon normaali toiminta: 1: Matkaviestin on yhteydessä tukiaseman X kanssa sektorin alfa antennivälineiden tukiasemassa X kautta, sektori alfa identifioidaan aktiivijoukon jäseneksi.

2: Matkaviestin monitoroi alustussignaalia tukiasemal-15 ta X, sektorin beta antenni ja tukiasema X identifioidaan naapurijoukon jäseneksi. Alustussignaalin voimakkuus tukiasemalta X sektori beta antennilla ylittää ennalta määrätyn kynnystason.

3: Matkaviestin identifioi tukiaseman X sektorin beta 20 ehdokasjoukon jäseneksi ja informoi tukiasemaa sektorin alfa antennin kautta.

4: Tukiasema X avaa mahdollisuudet resursseihin sekto-, rilla beta.

5: Sektorin beta antenni alkaa vastaanottamaan * 25 paluulinkin signaalia matkaviestimeltä. , ' 6: Sektorin beta antenni alkaa lähettämään lähtölinkin ’ signaalia matkaviestimelle.

7: Tukiasema X päivittää sektorin alfa antennin kautta ; : matkaviestimen aktiivijoukon identifioidakseen tu- 30 kiaseman X sektorin beta jäseneksi, i . . 8: Matkaviestin avaa yhteyden tukiaseman X sektorin beta antennin kanssa. Matkaviestin yhdistää signaalit sektorin alfa ja sektorin beta antenneilta.

: 9: Tukiasema X yhdistää signaalit matkaviestimeltä 35 vastaanotettuina sektorin alfa ja beta antenneilla (oehmeämpi kanavanvaihto) .

t · » » 19 115499

Ensimmäinen menetelmä pehmeämmässä kanavanvaihdossa olevien antennien määrän pienentämiseksi perustuu pehmeämmän kanavanvaihtoprosessin viivästämiseen.

5 5.1: Määritä paluukanavan signaalivoimakkuus matka viestimeltä. Pysäytä prosessi tässä vaiheessa kunnes paluukanavan signaalivoimakkuus ylittää ennalta määrätyn kynnyksen.

10

Vaihe 5.1 viivästää pehmeämmän kanavanvaihdon aloitusta vähentäen siten lähtökanavalähetysten kokonaismäärää. Vaikkakin lähtökanavan lähetyksiä viivästetään, sektorilla beta vastaanotetut paluukanavasig-15 naalit voidaan yhdistää sektorin alfa paluukanavasig-naaliin.

Viitaten uudelleen kuvaan 3, oletetaan matkaviestimen seuraavan nuolella osoitettua reittiä. Pisteessä 302 matkaviestin siirtyy sektorin 300B peitto-20 alueelle sektorilta 300A. Tässä pisteessä sektori 300B siirtyisi naapurijoukosta ehdokasjoukkoon. Matkaviestin informoi tukiasemaa uudesta tulokkaasta ehdokas-joukkoon. Jos sektorissa 300B on resursseja saatavil- • · · • la, se alkaa vastaanottamaan paluukanavasignaalia mat- . : 25 kaviestimeltä. Sektori 300B ei ala lähettämään signaa lia, vaan sen sijaan tarkkailee paluukanavasignaalia matkaviestimeltä. Kun matkaviestin liikkuu syvemmälle sektoriin 300B, sektorilla 300B matkaviestimeltä vas-taanotettu signaali kasvaa. Oletetaan pisteessä 304 30 vastaanottosignaalien signaalivoimakkuuksien ylittävän vaiheen 5.1 ennalta määrätyn kynnyksen. Prosessi jat-kuu ja sektori 300B alkaa lähettämään lähtökanavasig- • · *·;’ naalia matkaviestimeen. Sektori 300A päivittää matka- "· \ viestimen aktiivi joukkoon sektorin 300B.

·:· 35 Huomaa, että tämä menetelmä ei poista peh- meämmän kanavanvaihdon ja tee-ennen katkaisua menetel-

» I

·"[ män etuja. Kuviossa 3 matkaviestimen jatkaessa etene- * $ 20 115499 mistään pitkin nuolta, matkaviestin voisi olla peh-meämmässä kanavanvaihtotilassa pisteestä 304 pisteeseen 306 saakka. Pisteessä 306, yhteys sektorin 300A kanssa voidaan keskeyttää, koska matkaviestin ei enää 5 ole sektorin 300A peittoalueella. Ilman vaiheen 5.1 lisäystä, matkaviestin olisi pehmeämmässä kanavanvaihdossa pisteestä 302 pisteeseen 306.

Tätä ensimmäistä menetelmää voidaan muuttaa samanlaisten tulosten saamiseksi perustuen lähtö-10 kanavasignaalin signaalivoimakkuuden viiveeseen mitattuna matkaviestimellä. Muutettu vaihe 5.1 olisi seuraavanlainen.

5.1: Määritä alustussignaalin signaalivoimakkuus mat- 15 kaviestimellä sektorin beta antennilta. Keskeytä prosessi tähän vaiheeseen, kunnes alustussignaalin signaalivoimakkuus ylittää ennalta määrätyn kynnyksen.

Alustussignaalin voimakkuuden siirtäminen voitaisiin 20 automaattisesti lähettää matkaviestimeltä osana ilmoitusta uudesta merkinnöstä ehdokasjoukossa. Matkaviestin voisi lähettää signaalivoimakkuuden jaksottaisesti tai matkaviestin voisi vastata signaalivoimakkuuden ! pyyntöön tukiasemalta. Matkaviestin voisi olla tietoi- ; 25 nen kynnyksestä ja ilmoittaa tukiasemalle, kun alus tussignaalin voimakkuus ylittää ennalta määrätyn ta- • son.

Riippumatta siitä, kumpaa variaatiota ensim-: mäisestä menetelmästä käytetään, kunkin sektorin kes- 30 kimääräinen lähetysteho pienenee. Viivästämällä lähtö-kanavan lähetyksiä matkaviestinjoukkoon, joka on en-·, simmäisen sektorin peittoalueella ja joka ei ole tun keutunut syvälle toisen sektorin alueelle, kunkin mat- • kaviestimen häiriö lähtökanavalla pienenee. Huomaa, 35 että tämä menetelmä ei vaikuta pehmeään kanavanvaihtoon (pehmeä kanavanavaihto kahden riippumattoman tukiaseman välillä).

/ 1 1 5499 21

Toiseen menetelmään kuuluu lähtökanavalähe-tysten tehon vähentäminen. Alkuperäiset vaiheet 1-9 pysyvät samana. Kaksi lisävaihetta lisätään vaiheen 9 jälkeen seuraavasti: 5 10: Määritä paluukanavan signaalivoimakkuus vastaan otettuna kunkin sektorin antennin kautta.

11: Vähennä lähetettyä lähtökanavan signaalitehoa ennalta määrätyllä määrällä sektorin antennilta, jolla 10 on heikoin paluukanavasignaali.

Vaihtoehtoisesti samat vaiheet voidaan suorittaa perustuen lähtökanavan lähetystehoon seuraavasti.

15 10: Määritä lähtökanavan signaalivoimakkuus vastaan otettuna kultakin sektorilta matkaviestimellä ja anna tämä tieto tukiasemaan.

11: Vähennä lähetettyä lähtökanavan signaalitehoa ennalta määrätyllä määrällä sektorin antennilta, jolla 20 on heikoin lähtökanavasignaali mitattuna matkaviestimellä .

Riippumatta siitä, kumpaa variaatiota toises-. ta menetelmästä käytetään, kunkin sektorin keskimää- räinen lähetysteho pienenee. Pienentämällä lähtökana-: 25 van lähetyksiä matkaviestinjoukkoon, joka on kahden sektorin peittoalueella, kunkin kahdella sektorilla olevan matkaviestimen häiriö lähtökanavalla pienenee.

: Myöskään tämä menetelmä ei vaikuta pehmeään kanavan- vaihtoon.

30 Potentiaalinen huono seuraus tälle menetel- ,·. mälle on olemassa. Matkaviestin voi yhdistää signaalit • kahdelta sektorilta perustuen kunkin sektorin alustus- signaalin voimakkuuteen vastaanotettuna matkaviesti-mellä. Siksi matkaviestin olettaa, että on olemassa 'i‘-i 35 kiinteä suhde sektorin alustussignaalin voimakkuudella ,1··, ja erityisesti matkaviestimelle aiotulla informaatio- signaalilla. Kun lähetetyn informaatiosignaalin tehoa > » / 22 1 1 5499 alennetaan, yhdistyssuhde on jossain määrin epätasapainossa. Epätasapainon takia yhdistämisprosessi toimii heikosti. Jos alennussuhde on pieni, esimerkiksi jos matkaviestimelle aiottua tehoa vähennetään noin 3 5 dB:ä, vaikutus olisi huomaamaton. Tämä ongelma voidaan korjata tukiaseman informaatiolla matkaviestimeen alustussignaalin ja informaatiosignaalin voimakkuuden suhteesta. Matkaviestin voisi vastata tähän informaatioon muuttamalla sopivasti yhdistyssuhdetta vastaa-10 maan muutosta.

Kolmas menetelmä lisää vaiheet 10 ja 11 alkuperäisiin vaiheisiin 1-9 seuraavasti: 10: Tarkkaile vastaanotettua paluukanavasignaalia kus-15 sakin sektoriantennissa. Kun paluukanavasignaali menee alle kynnyksen ennalta määrätyn aikajakson ajaksi sektoriantennissa, informoi matkaviestintä lopettamaan lähtökanavasignaalin demodulointi heikolta sektorian-tennilta.

20 11: Lopeta lähtökanavasignaalin lähettäminen matka viestimeen heikolta sektoriantennilta.

12: Palaa vaiheeseen 5.

• · ·

Vaihtoehtoisesti samat vaiheet voitaisiin suorittaa • 25 perustuen lähtökanavan lähetystehoon seuraavasti: 1 / 10: Tarkkaile vastaanotettua lähtökanavasignaalia kul- • .· takin sektoriantennilta matkaviestimessä ja anna tämä : informaatio tukiasemaan.

30 11: Kun lähtökanavasignaali sektoriantennilta menee alle kynnyksen ennalta määrätyn aikajakson ajaksi, in-.··, formoi matkaviestintä lopettamaan lähtökanavasignaalin demodulointi heikolta sektoriantennilta.

‘ · 12: Lopeta lähtökanavasignaalin lähettäminen heikolta ’·“· 35 sektoriantennilta.

23 1 1 5499

Riippumatta siitä, kumpaa variaatiota kolmannesta menetelmästä käytetään, kunkin sektorin keskimääräinen lähetysteho pienenee. Keskeyttämällä lähtö-kanavan lähetykset matkaviestinjoukkoon, joka on kah-5 den sektorin peittoalueella ennen kuin signaalivoimak-kuus mahdollistaisi keskeytyksen, kunkin kahdella sektorilla olevan matkaviestimen häiriö lähtökanavalla pienenee. Huomaa, että kumpikaan vaihtoehtoisista kolmansista menetelmistä ei vaadi heikon sektorin jatka-10 maan matkaviestiltä saadun paluukanavasignaalin demo-dulointia. Myöskään tämä menetelmä ei vaikuta pehmeään kanavanvaihtoon.

Neljättä menetelmää voidaan käyttää samalla tavalla kuin kolmea ensimmäistä menetelmää tukiaseman 15 keskimääräisen lähetystehon pienentämiseksi. Neljännen menetelmän etuna on, että sitä voidaan soveltaa samalla tavalla sekä pehmeään että pehmeämpään kanavanvaih-toprosessiin. Optimaalisen toiminnan aikaansaamiseksi, matkaviestimen on vastaanotettava haluttu yhteistoi-20 mintasignaalivoimakkuus. Haluttu yhteistoimintasignaa-livoimakkuus lasketaan kunkin matkaviestimellä demoduloidun signaalin signaalivoimakkuuden summana. Jos enemmän kuin minimi yhteistoimintasignaalivoimakkuus ! ! demoduloidaan matkaviestimellä, niin lisäteho ei pa- ’ 25 ranna yhteyttä merkittävästi. Lisäteho yhteistoimin- tasignaalivoimakkuuden yläpuolella aiheuttaa kuitenkin » · ' häiriötä muille matkaviestimille. Neljäs menetelmä pe rustuu signaalin ylimääräisen voimakkuuden eliminointiin kullekin matkaviestimelle halutun yhteistoimin-30 tasignaalivoimakkuuden yläpuolella.

Neljännen menetelmän kanavanvaihtoprosessi voidaan esittää lyhennettynä seuraavasti.

·’ 1: Matkaviestin on yhteydessä tukiaseman X kanssa sek torin alfa antennivälineiden tukiasemassa X kautta, '*'·’ 35 sektori alfa identifioidaan aktiivijoukon jäseneksi.

. 2: Matkaviestin monitoroi alustussignaalia tukiasemal- • ta Y, sektorin beta antenni ja tukiaseman Y sektori / 115499 24 beta identifioidaan naapurijoukon jäseneksi. Alustus-signaalin voimakkuus tukiasemalta Y sektori beta antennilla ylittää ennalta määrätyn kynnystason.

3: Matkaviestin identifioi tukiaseman Y sektorin beta 5 ehdokasjoukon jäseneksi ja informoi tukiasemaa X sektorin alfa antennin kautta. Matkaviestin lähettää sig-naalivoimakkuuden, jonka se tunnistaa tukiaseman X sektorilta alfa, tukiaseman Y sektorilta beta ja muilta tukiasemilta, joiden kanssa matkaviestin on yhtey-10 dessä.

4: Tukiasema X siirtää signaalivoimakkuuden informaation järjestelmäohjaimeen. Järjestelmäohjain summaa signaalivoimakkuudet yhteen suuruusjärjestyksessä alkaen suurimmasta signaalivoimakkuudesta kunnes kaikki 15 on summattu yhteen tai kunnes haluttu yhteistoimin-tasignaalin voimakkuus on ylitetty.

5: Jos tukiaseman Y sektori beta vastaa yhtä signaali-voimakkuutta, jota käytetään summassa, järjestelmäohjain nimeää uuden aktiivijoukon käsittäen tukiaseman Y 20 sektorin beta.

6: Tukiaseman Y sektorin beta antenni alkaa lähettä mään lähtölinkin signaalia matkaviestimelle.

. 7: Tukiasema X päivittää sektorin alfa antennin kautta matkaviestimen aktiivijoukon identifioidakseen tu-: : 25 kiaseman Y sektorin beta jäseneksi.

·1 8: Matkaviestin avaa yhteyden tukiaseman Y sektorin * beta antennin kanssa. Matkaviestin yhdistää signaalit sektorin alfa ja sektorin beta antenneilta.

9: Järjestelmäohjain yhdistää tai valitsee tukiaseman 30 X sektorilta alfa, tukiaseman Y sektorilta beta ja muilta matkaviestimen kanssa yhteydessä olevilta tukiasemilta vastaanotetut signaalit.

/ Tällä tavalla aktiivijoukkoon lisätään uusi tukiasema 35 vain jos sitä tarvitaan halutun yhteistoimintasignaa-livoimakkuuden antamiseksi matkaviestimelle suoritus-: kyvyn optimoimiseksi. Kuten muissa menetelmissä, pa- 115499 25 luukanavan demodulointi kussakin sektorissa tai tukiasemassa voi jatkua lähtökanavan lähetyksien kanssa tai ilman.

Kun yllä kuvattu neljäs menetelmä ei lisää 5 tukiaseman Y sektoria beta vaiheessa 5, vaaditaan vaiheessa 2 esitetylle ärsykkeelle lisä-ärsyke prosessin alustuksen käynnistämiseksi vaiheessa 3. Edullisessa sovellutuksessa voi esiintyä ainakin kolme erilaista ärsykettä. Ensimmäinen, jossa matkaviestin informoi 10 matkaviestintä aina kun ehdokasjoukon jäsenen signaa-livoimakkuus ylittää jonkin aktiivijoukon jäsenen sig-naalivoimakkuuden. Sellaisen viestin vastaanotettuaan prosessi palaa vaiheeseen 3. Lisäksi matkaviestin voi toistuvasti lähettää tukiasemaan listaa aktiivijoukon 15 jäsenten signaalivoimakkuuksista tehomittausraportti-sanomana. Edullisessa sovellutuksessa, kun yhteistoi-mintateho aktiivijoukossa pienenee, tehomittausraport-tisanoma lähetetään useammin. Kun yhteistoimintateho menee alle kynnyksen, tukiasema voi pyytää ehdokas- ja 20 aktiivijoukon signaalivoimakkuuden mittaussanomaa, jossa matkaviestin informoi tukiasemaa kunkin tukiaseman signaalivoimakkuudesta aktiivi- ja ehdokasjoukois-sa. Sellaisen viestin vastaanotolla prosessi palaa vaiheeseen 4. Lisäksi tukiasema voi vaatia ehdokas- ja ' 25 aktiivijoukon signaalivoimakkuuden mittaussanomaa mil loin tahansa tukiasemalla olevan ärsykkeen johdosta ja * · * prosessi voi palata vaiheeseen 4.

: Käyttämällä neljättä menetelmää, jos matka- viestin, joka on yhteydessä ensimmäiseen ja toiseen 30 tukiasemaan, siirtyy kolmannen tukiaseman peittoalu-,:· eelle, se antaa kultakin kolmelta tukiasemalta vas taanotetun signaalivoimakkuuden järjestelmäohjaimeen.

* ^ Jos uuden tukiaseman signaalivoimakkuus ylittää jomman kumman tukiaseman, jonka kanssa yhteys on muodostettu 35 ja joiden kautta yhteys vaaditaan annettavaksi matka-viestimeen halutulla yhteistoimintasignaalivoimakkuu-della, signaalivoimakkuuden, niin seuraava aktiivi- / 26 1 15499 joukkosanoma järjestelmäohjaimelta nimeää suurimman kahdesta aikaisemmasta aktiivisesta tukiasemasta ja uuden tukiaseman osoittaen siten, että yhteys keskeytetään tukiaseman kautta ja avataan toisen kanssa yh-5 den viestin käytöllä. Todellisissa toteutuksissa uuden tukiaseman signaalivoimakkuuden olisi ylitettävä senhetkisen aktiivisen tukiaseman signaalivoimakkuus jollain järkevällä kynnyksellä. Järjestelmä toimii tehokkaimmin, kun se "hypytä" yhteyksiä kahden tukiaseman 10 välillä. Järkevä kynnys toimii hystereesinä hypyttä-mistilanteen estämiseksi.

Neljännelle menetelmälle on useita variaatioita. Yllä kuvattu esimerkki kuvattiin eri tukiasemien sektorien avulla. Sama menetelmä soveltuu yhteisen tu-15 kiaseman sektoreille ja sektoroimattomille tukiasemille. Tukiaseman ja järjestelmäohjaimen toiminta voidaan jakaa monella tavalla. Analoginen menetelmä voi perustua paluukanavasignaaliin havaittuna tukiasemilla tai se voi perustua muihin tekijöihin, kuten signaaliko-20 hinasuhteeseen, kehyksen pyyhkiytymisnopeuteen ja bit-tivirhenopeuteen. Neljäs menetelmä voidaan mukavasti yhdistää yhteen kolmesta ensimmäisestä menetelmästä.

Analogista menetelmä voitaisiin käyttää tu- ! ) kiaseman poistamiseen aktiivijoukosta. Tukiaseman • * ;;· · 25 poistaminen aktiivijoukosta, mikä esitetään US paten- « · ·’ '* tissa 5,267,261, on myös matkaviestimen ohjaama. Mat- '·”· kaviestin tarkkailee kunkin tukiaseman, jonka kautta • yhteys on muodostettu, signaalin voimakkuutta. Jos signaalivoimakkuus aktiivijoukossa menee alle kynnyk-30 sen joksikin aikaa, matkaviestin informoi tukiasemia, joiden kautta se on yhteydessä ja ainakin yksi tukiasema vastaa lähettämällä matkaviestimeen uuden ak-·’ tiivijoukon, joka ei sisällä heikkoa signaalia vastaa vaa tukiasemaa.

: 35 Neljännen menetelmän periaatteiden soveltami nen tukiaseman poistamisprosessiin aktiivijoukosta esitetään lyhennettynä seuraavasti.

/ 115499 27 1: Matkaviestin on yhteydessä tukiaseman X kanssa sektorin alfa antennin kautta ja tukiaseman Y sektorin beta antennin tukiasemassa X kautta, sektori alfa ja 5 tukiaseman Y sektori beta identifioidaan aktiivijoukon jäseniksi.

2: Matkaviestin lähettää signaalivoimakkuuden, jonka se tunnistaa tukiasemalta X sektorilta alfa, tukiasemalta Y, sektorilta beta ja muilta tukiasemilta, joi-10 den kanssa se on yhteydessä.

3: Ainakin tukiasema X siirtää signaalivoimakkuusin- formaation järjestelmäohjaimeen. Järjestelmäohjain summaa tehotasot yhteen suuruusjärjestyksessä alkaen suurimmasta signaalivoimakkuudesta kunnes kaikki on 15 laskettu yhteen tai kunnes haluttu yhteistoimintasig-naalin voimakkuus on ylitetty.

4: Jos tukiaseman Y sektori beta ei vastaa mitään summassa käytettyä signaalivoimakkuutta, järjestelmäohjain nimeää uuden aktiivijoukon, joka ei käsitä tu-20 kiaseman Y sektoria beta.

5: Ainakin tukiaseman X sektorin alfa antenni lähettää matkaviestimeen uuden aktiivijoukon.

6: Tukiaseman Y sektorin beta antenni lopettaa lähtö- ! linkin signaalin lähettämisen matkaviestimelle.

* · ’: 25 Neljäs menetelmä sovellettuna tukiaseman poistamiseen voi myös toimia samojen kolmen ärsykkeen perusteella, kuten kuvattiin yllä tukiaseman lisäys-prosessin yhteydessä. Esimerkiksi, vaikkakin signaali-voimakkuus vastaanotettuna tukiaseman Y sektorilta be-30 ta pysyy selvästi yhteyskynnyksen yläpuolella, voi ol-la edullista keskeyttää yhteys tukiaseman Y sektorilta beta, jos matkaviestin vastaanottaa riittävää tehoa muilta tukiasemilta, joiden kanssa se on yhteydessä.

• » ' Aina kun aktiivijoukon jäsenten signaalivoimakkuuksien 35 lista lähetetään matkaviestimeltä tukiasemaan, neljännen menetelmän poistamisprosessi voidaan suorittaa.

; Tehokkaimmassa edullisessa sovellutuksessa neljännen / 115499 28 menetelmän lisäys- ja poistoprosessit yhdistetään yhdeksi tehokkaaksi prosessiksi.

Jokainen neljästä menetelmästä on mahdollista yhdistää yhden tai useamman muun menetelmän kanssa.

5 Lisäksi on olemassa useita ilmeisiä muunnoksia menetelmien 1, 2, 3 ja 4 sovellutuksiin käsittäen vaihei den yksinkertaisen uudelleenjärjestämisen kussakin menetelmässä. Matkaviestimillä ja tukiasemilla tehdyt signaalivoimakkuuden mittaukset voidaan korvata muilla 10 kriteereillä, kuten signaalikohinasuhteella, kehyksen pyyhkiytymisnopeudella ja bittivirhenopeudella. Edellä olevat esimerkit perustuvat alustussignaalin käyttöön lähtökanavalla. Signaalivoimakkuuden mittaukset voivat olla myös muiden kuin alustussignaalien voimakkuusmit-15 tauksia riippumatta siitä käsittääkö järjestelmä alustussignaalin.

Edellä oleva edullisten sovellutusten kuvaus annetaan, jotta ammattimies voisi käyttää tai valmistaa esillä olevan keksinnön mukaista laitetta. Näiden so-20 vellutusten eri modifikaatiot ovat ammattimiehille ilmeisiä ja tässä kuvatut yleiset periaatteet ovat sovellettavissa muihin sovellutuksiin keksimättä mitään uut-ta. Näin ollen esillä olevaa keksintöä ei rajata tässä .* esitettyihin sovellutuksiin vaan tässä esitettyjen pe- · 25 riaatteiden ja uusien hahmojen käsittämään suojapiirin.

• i · * · * * · • · ' · * r · · » · > » 1 * t •

' ’ i * I

/

Claims (3)

115499 29

1. Menetelmä signaali-häiriö-suhteen parantamiseksi tietoliikennejärjestelmässä, johon kuuluu tukiasema joukko, joista ainakin yksi tukiasema käsittää 5 useita sektoreita, tunnettu siitä, että muodostetaan yhteys matkaviestimen ja tukiaseman ensimmäisen sektorin välille; muodostetaan yhteys matkaviestimen ja tukiaseman toisen sektorin välille; 10 mitataan ensimmäisen sektorin kautta vastaanotetun signaalin signaalivoimakkuutta; mitataan toisen sektorin kautta vastaanotetun signaalin signaalivoimakkuutta; verrataan ensimmäisen sektorin kautta vastaariote-15 tun signaalin signaalivoimakkuutta toisen sektorin kautta vastaanotetun signaalin signaalivoimakkuuteen heikoimman signaalin matkaviestimen ensimmäisen ja toisen sektorin kautta lähettämistä signaaleista vastaanottaneen sektorin identifioimiseksi; ja 20 vähennetään identifioidun sektorin signaalivoimak kuutta matkaviestimeen.

2. Menetelmä häiriön vähentämiseksi tietolii- » : kennejärjestelmässä, johon kuuluu tukiasema, joka kä- • sittää useita sektoreita, tunnettu siitä, että 25 vastaanotetaan tukiaseman ensimmäisen sektorian- <· tennin kautta ensimmäinen signaali matkaviestimeltä; ·. vastaanotetaan tukiaseman toisen sektoriantennin > ·, kautta toinen signaali matkaviestimeltä; lähetetään tukiaseman ensimmäisen sektoriantennin 30 kautta kolmas signaali matkaviestimeen; lähetetään tukiaseman toisen sektoriantennin kaut- ·* ta neljäs signaali matkaviestimeen; • mitataan ensimmäisen signaali signaalivoimakkuus; : mitataan toisen signaalin signaalivoimakkuus, ja 35 jos toisen signaalin signaalivoimakkuus on alle ensimmäisen signaalin signaalivoimakkuuden, keskeytetään ,· neljännen signaalin lähetys. 115499 30

3. Menetelmä häiriön vähentämiseksi tietoliikennejärjestelmässä, johon kuuluu tukiasema, joka käsittää useita sektoreita, tunnettu siitä, että vastaanotetaan tukiaseman ensimmäisen sektorian-5 tennin kautta ensimmäinen signaali matkaviestimeltä; vastaanotetaan tukiaseman toisen sektoriantennin kautta töinen signaali matkaviestimeltä; lähetetään tukiaseman ensimmäisen sektoriantennin kautta kolmas signaali matkaviestimeen; 10 lähetetään tukiaseman toisen sektoriantennin kaut ta neljäs signaali matkaviestimeen; mitataan kolmannen signaali signaalivoimakkuus; mitataan neljännen signaalin signaalivoimakkuus, ja jos neljännen signaalin signaalivoimakkuus on alle 15 kolmannen signaalin signaalivoimakkuuden, annetaan matkaviestimellä kolmannen ja neljännen signaalin signaalivoimakkuus tukiasemaan ja keskeytetään neljännen signaalin lähetys. • · ' · Krav 3i 1 1 5 499