FI117778B - Menetelmä ja järjestelmä liikennekanavan optimoimiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

I " ' f i 117778

Menetelmä ja järjestelmä liikennekanavan optimoimiseksi :l langattomassa tietoliikennejärjestelmässä

Keksintö koskee yleisesti langattomia tietoliikennejärjes-5 telmiä ja erityisesti parannettua menetelmää ja järjestelmää liikennekanavan siirtämisen optimoimiseksi langattomassa ; tietoliikennejärjestelmässä, jossa käytetään sovitettavaa antenniryhmää. ; 10 Langattomassa tietoliikennejärjestelmässä vallitsee monitie- tilanne, kun lähettimen ja vastaanottimen välillä on ' olemassa monta radiotaajuuksien siirtotietä. Jos toissijaiset siirtotiet voidaan kuvata surmaamalla halutun signaalin useita viivästyneitä ja vaimentuneita kopioita, 15 monitietä kutsutaan "heijastusmonitieksi" Tämän tyypin monitie voi esiintyä, kun vastaanottava antenni ottaa vastaan heijastuksia esteistä kuten rakennuksista, maasta tai ionosfääristä. Tällaisten moniteisten signaalien vastaanotto vastaanottimessa voi aiheuttaa aaltoilua ··· · j··· 20 vastaanotettuun signaalitasoon. Tämä johtuu siitä, että ' ♦ * * »« *. . moniteinen signaali on viivästynyt tietyn ajan, τ, ' • · · ♦ · · verrattuna suoraan tulleeseen aaltoon. Kun eri teitä · · · · * · edenneet useat signaalit yhdistyvät tilaajalaitteessa tai * * · vastaanotinasemassa, seurauksena voi olla signaalin • · · 25 häipymistä, jos signaalit yhdistyvät heikentävästi.

·· · • · · .

♦ · #

Moniteisten signaalien heikentävän yhdistymisen aiheuttama • · · *. häipyminen on taajuudesta riippuvaa. Esimerkiksi jos * * · • · · signaali pisteestä A, eli lähettimestä, saa monia teitä • · • · *!' 30 pisteeseen B, tilaajalle, ja nämä useat ensimmäistä • · · * · · • ·' taajuutta edustavat signaalit yhdistyvät heikentävästi, voi * #» » · *···’ toinen signaali, jolla on muu taajuus ja kulkee pitkin 117778 2 , samoja useita teitä, yhdistyä lisäävästi tilaajan sijaintipaikan kohdalla taajuuseron takia. Tämä on hyvin .:! tunnettu taajuusselektiivisen häipymisen ilmiö.

5 Matkapuhelintietoliikennejärjestelmissä on ehdotettu, että mukautettavilla antenniryhmillä parannettaisiin yläsuun-taisen ja alasuuntaisen signaalin laatua, jotta saataisiin lisätyksi matkapuhelintietoliikennejärjestelmien peitto- 1 aluetta tai kapasiteettia. Kapasiteettia saadaan lisätyksi, ^ 10 koska tilaajan signaali lähetetään suunnassa, jossa aiottu tilaaja ottaa vastaan signaalin, kun taas muut tilaajat voidaan säästää heille tarkoittamattoman signaalin : häiriökohinalta. Lisäksi peittoaluetta saadaan lisätyksi suunta-antennin antaman vahvistuksen takia.

15

Mukautettava antenniryhmä koostuu useista tietyn välein toisistaan olevista antennielementeistä, joita voidaan käyttää radiotaajuisilla signaaleilla, joilla on tietty , ··· amplitudi- ja vaihesuhde, jotta saadaan säädetyksi ja • · * · 20 suunnatuksi ryhmän antennisäteilykuviota. Mukautettava :*·.· antenniryhmä voidaan toteuttaa tasamuotoisella lineaarisella • · *:·*: ryhmällä tai fyysisesti muunlaisilla kokoonpanoilla.

K< • · · • ® · • · * ; Koska häipymisommaisuudet ovat erilaiset eri taajuuksilla, 25 mukautettavan antenniryhmän käyttö alasuuntaisen linkin • * * V · säteen muotoilemiseksi samaan suuntaan kuin tehokkaimman

Ml V ·’ yläsuuntaisen linkin signaali, ei saata antaa parasta : ;*· signaalin laatua tilaajan sijaintipaikkaan. Tämä ongelma «·· saattaa esiintyä tietoliikennejärjestelmässä, jossa • · · :·[♦, 30 käytetään mukautettavaa antenniryhmää suuntaamaan • · ♦ · .*··, antennikuviot kohti tiettyä tilaajaa: yläsuuntaisen linkin ♦ · Jl «· · 117778 : 3 vastaanotettu signaalinvoimakkuus lähettimessä voi olla voimakkuudeltaan riittävä, kun taas alasuuntaisen linkin, yläsuuntaisen linkin kanssa samaan suuntaan suunnatun tukiaseman signaalin vastaanotto tilaajalaitteessa ei ehkä 5 ole signaalinvoimakkuudeltaan riittävä, mikä johtuu häipymisominaisuuksien erosta vastaanotto- ja lähetystaa- / juudella. Syynä voi olla se, että yläsuuntaisen linkin signaalit voivat yhdistyä lisäävästi, kun taas vastaavan alasuuntaisen linkin taajuudeltaan edellisestä poikkeavat 10 signaalit voivat yhdistyä heikentävästi.

Eräs tunnettu liikennekanavan tehon optimointimenetelmä käyttää liikennekanavan säteilykuvion muuttamista tai vaihtamista, jotta liikennekanavalle löydettäisiin parempi 15 säteilykuvio tai parempi säteilysuunta. Tähän menetelmään liittyy sellainen ongelma, että liikennekanava voi heiketä sillä aikaa, kun prosessi hakee parempaa säteilykuviota.

. *·· Siksi on olemassa tarve paremmasta menetelmästä ja • * » · 20 järjestelmästä liikennekanavan optimoimiseksi langattomassa

! tietoliikennejärjestelmässä, joka käyttää mukautettavia J

*i*'l antenniryhmiä ja sädemuotoiItuja liikennekanavia lähetinvas- • · · V ϊ taanottimien välillä.

• · * • · · • * · * 25 Keksinnön uudet ominaisuudet on esitetty patenttivaati- • * * V * muksissa. Keksintöä itse sekä sen parhaana pidetty * * * V* * käyttömuoto, muut tavoitteet ja niiden edut ovat kuitenkin * : :*: ymmärrettävissä parhaiten seuraavan kuvaavan suoritusmuodon • · m yksityiskohtaisen kuvauksen ja oheistettujen kuvioiden 30 avulla, joista kuvioista: • · • · • · · ♦ · • · ··· • ' .· ‘-i 117778 1 4 kuvio 1 kuvaa radiotaajuisen signaalin etenemisteitä .·; langattomassa tietoliikennejärjestelmässä, jossa on mukautettava antenniryhmä nyt kyseessä olevan keksinnön - menetelmän ja järjestelmän mukaisesti, 5 kuvio 2 on yleisen tason lohkokaavio lähetinvastaan- ottimesta, jolla käytetään mukautettavaa antenniryhmää nyt kyseessä olevan keksinnön menetelmän ja järjestelmän mukaisesti ja , 10 kuvio 3 on yleisen tason looginen vuokaavio, joka esittää ? •i menetelmän ja järjestelmän liikennekanavan optimoimiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä nyt kyseessä olevan keksinnön menetelmän ja järjestelmän mukaisesti.

15 i

Viitaten nyt kuvioihin ja erityisesti kuvioon 1, siinä on esitetty langaton tietoliikennejärjestelmä, jossa on mukautettava antenniryhmä liikennekanavan optimoimiseksi nyt i . ··· kyseessä olevan keksinnön menetelmän ja järjestelmän II·· 20 mukaisesti. Kuten kuviossa on esitetty langaton tietoliiken- nejärjestelmä 20 sisältää antennimaston 22, jossa on *:1·; mukautettava antenniryhmä 24. Mukautettava antenniryhmä ·«· : sisältää tyypillisesti useita toisistaan erillään olevia ♦ ·1 •m· i antenni elementtejä, joita voidaan käyttää radiotaajuisilla 25 signaaleilla valitun radiotaajuusantennikuvion saamiseksi.

* · · V : Tällaista kuviota voidaan säätää valitsemalla sopivasti • · 1 V ; amplitudi- ja vaihesuhde signaaleille, joilla ajetaan ryhmän : antennielementtejä.

··· ··1 • · · · * 30 Kuvio 1 esittää neljä antennikuviota, jotka voidaan • · • · .·2. muodostaa valinnaisesti mukautettavalla antenniryhmällä 24: 2 m 5 117778

Si antennikuviot 26, 28, 30 ja 32. Antennikuvio 26 antaa tietoliikennepalvelut suhteellisen laajalle alueelle, jota voidaan kutsua tilaajapalvelualueeksi 34. Antennikuviot 28, 30 ja 32 ovat kapeakeilaisia säteilykuvioita, jotka on 5 muodostettu säätämällä mukautettavan antenniryhmän 24 antennielementtejä ohjaavien signaalien vaihe- ja amplitudisuhteita. Antennikuviot 28-32 ovat esimerkkejä f sektorimuotoilluista säteilykuvioista, jotka kattavat osan >' tukiaseman peittämästä tilaajapalvelualueesta. Lisätietoja 10 mukautettavilla antennilla tapahtuvasta säteenmuotoilusta ks. artikkeli: A. Klouche-Djedid ja M. Fujita "Adaptive Array Sensor Processing Applications for Mobile Telephone Communications", julkaisussa "IEEE Transactions on Vehicular Technology, August 1996.

15

Kuviossa 1 on esitetty myös tilaaja 36 ja rakennukset 38-42.

Etenemistiet 44-48 ovat esimerkkejä radiotaajuisen signaalin mahdollisista kulkuteistä, kun signaali lähetetään . **· mukautettavan antenniryhmän 24 ja tilaajan 36 välillä.

• · ·· 20 Antennin ja tilaajan lyhin etäisyys antaa tyypillisesti ; i1\: korkealaatuisimman vastaanotetun signaalin. Kulkutie 44 *:1: antaisi siten todennäköisesti korkealaatuisimman vastaan- : otetun signaalin tilaajalaitteessa 36, jos rakennusta 42 ei • · · V ·1 olisi. Kun rakennus 42 on olemassa, kulkutietä 44 etenevä 25 signaali tukahtuu tai heijastuu toiseen suuntaan, eikä *»· V : tilaaja 36 todennäköisesti saisi otetuksi vastaan sitä.

»Il V : Tässä tapauksessa tilaaja 36 olisi kulkuteiltä 46 ja 48 : saamiensa signaalien varassa. Koska kulkutiet 46 ja 48 • · 1 :[**: sisältävät kuitenkin kumpikin heijastuksen, kumpikin näistä 30 teistä on pitempi kuin kulkutie 44. Tämä merkitsee sitä, * · • i ·

• I

···.

β 117778 että teiltä 46 ja 48 saadun signaalin laatu voi alittaa tieltä 44 saadun signaalin laadun.

Tällaista signaalin laatua mitataan tyypillisesti signaalin- ** 5 voimakkuudella, jolloin suurempi signaalinvoimakkuus kertoo korkeammasta signaalin laadusta. Signaalin laatu voidaan vaihtoehtoisesti mitata suhteutettuna kehyksen virhemäärään, kanavan bittivirhemäärään, dekoodattujen bittien virhe- ; määrään tai signaali-kohinasuhde-estimaatteihin.

10

Kuten edellä on mainittu, häipymistä voi esiintyä monitiesignaaleissa, jotka eri teitä kulkien yhdistyvät heikentävästi tilaajakohteessa. Ja tämä monitiesignaalien heikentävän yhdistymisen aiheuttama signaalin häipyminen on 15 taajuudesta riippuvaa. Siksi yläsuuntaisen linkin signaali, tilaajalta 36 mastoon 22, saatetaan ottaa vastaan teiltä 46 ja 48 minimaalisin häipymisvaikutuksin, kun taas alasuun-taisessa linkissä, joka kulkee samoja teitä mastosta 22 • ·:· tilaajalle 36 mutta eri taajuudella, voi esiintyä häipymistä : 20 signaalien heikentävän yhdistymisen seurauksena. On ; • · i*.j huomattava, että tyypillisessä koodi jakomonipääsyjärj es - *!**·* telmässä (CDMA) , joka toteuttaa IS-95-ilmaliitäntästan- («f V · dardin, lähetys- ja vastaanottotaajuus ovat 80 MHz:ä erossa * · · : toisistaan 1900 MHz:n järjestelmässä ja 45 MHz:ä erossa 25 toisistaan 800 MHz:n järjestelmässä, jotka molemmat erot

«M

V · ovat riittävän suuria aiheuttamaan edellä kuvatun kaltaisia • · · V * häipymisongelmia.

* t ···.

* * · * · t :* *: Nyt kyseessä olevan keksinnön yhden tärkeän puolen 30 mukaisesti antennikuvio 28, 30 tai 32 on valittu optimoimaan • · • « .*··, tai antamaan korkealaatuinen signaali alasuuntaiselle * * t 117778 7 ;i liikennekanavalle mastosta 22 tilaajalle 36 ja eliminoimaan häipyminen taikka vähentämään sitä tilaajalaitteessa 36 sekä vähentämään kanavien välisiä interferenssihäiriötä : tilaajille, jotka sijaitsevat palvelualueella 34 valitun 5 antennikuvion ulkopuolella. (Ks. kuvio 1) Kun käytetään antennikuviota, joka kattaa vain osan tilaajapalvelualueesta 34, monikulkutiet saadaan vähennetyksi tai eliminoiduksi, mikä voi pienentää tai eliminoida kokonaan monitiesignaalien 1 heikentävän yhdistymisen aiheuttaman häipymisen. Kuviossa 1, > : i , 'ϋΛ'1 10 esimerkiksi, jompikumpi kulkuteistä 46 tai 48 voidaan valita ' valitsemalla vastaavasti antennikuvio 28 tai 32.

Kapeakeilaisen antennikuvion valitseminen voi häipymisen vähentämisen lisäksi vähentää myös häiriötasoa toisessa 15 tilaajalaitteessa, joka sijaitsee valitun antennikuvion ulkopuolella. Tämä voi siten lisätä järjestelmän kapasiteettia.

. Viitaten nyt kuvioon 2, siinä on kuvattu lähetinvastaanotin »·· * V." 20 liikennekanavan optimoimiseksi nyt kyseessä olevan keksinnön • *· *. . menetelmän ja järjestelmän mukaisesti. Kuten kuviosta näkyy, • · · -• ·· I lähetinvastaanotin 60 sisältää valinnaiskuvioisen • · · lähetinvastaanottimen 62 kytkettynä prosessoriin 64, joka • · * I.. ohjaa lähetinvastaanottimen 62 muodostaman antennikuvion • * * • · « 25 valintaa. Kuten edellä on mainittu, antennikuviot voidaan . valita säätämällä suhteellista vaihetta ja amplitudia • · · • · · .···. signaaleissa, joilla käytetään mukautettavaa antenniryhmää.

* · • ·* •# Tällaiset vahvistuksen säädöt on esitetty kuviossa 2 vahvistuksensäätöinä 66 ja vaihesäädöt on esitetty . 30 viitenumerolla 68 varustettuna.

* · * • * · • · · • · · • · „ : 117778 1

Valinnaiskuvioinen lähetinvastaanotin 62 pystyy lähettämään samanaikaisesti useampia tulosignaaleja, joilla kullakin on oma valinnainen antennikuvio. Tässä esimerkissä kaksi tulosignaalia on kytketty valinnaiskuvioiseen lähetinvas-5 taanottimeen 62 - signaali liikennesignaaligeneraattorilta 70 ja signaali majakkasignaaligeneraattorilta 72. Jos lähetinvastaanotin 60 on suunniteltu viestimään samanaikaisesti usean tilaajan kanssa, kullakin tilaajalla on siihen liittyvä alasuuntaisen linkin liikennegeneraattori, joihin 10 kuhunkin liittyvät omat vahvistuksen säädöt 66 ja vaiheen säädöt 68 sopivan antennikuvion valitsemiseksi. Samoin kullakin majakkasignaaligeneraattorilla voi olla oma vahvistuksen ja vaiheen säätönsä (66 ja 68) majakkasignaalin säteen muotoilemiseksi ja suuntaamiseksi itsenäisesti.

15 Edullisessa suoritusmuodossa alasuuntaisen linkin liikennegeneraattorin 70 muodostama signaali on ääni- tai datasignaali, joka on moduloitu koodijakomonipääsy-järjestelmää (CDMA) koskevan ilmaliitäntästandardin . *:* mukaisesti. IS-95 standardin on julkaissut Telecommunication ί 20 Industry Association (TIA) .

• · • · · * * * « * *"*·* Prosessori 64, joka ohjaa valinnaiskuvioista • Il V ; lähetinvastaanotinta 62, sisältää majakan suuntaohjaimen 74, • · · V * liikennekanavan suuntaohjauksen 76 ja majakkasignaalin 25 laaturaporttivastaanottimen 78.

·· ♦ · * • · ··* • * * ·’ ' Suuntaohjäimiä 74 ja 76 voidaan käyttää ohjaamaan t i': antennikuvion valitsemista valinnaiskuvioiselle in • · · vastaanottimelle 62 lähettämällä ohjaus-/säätötietoa jV. 30 vahvistuksen ja vaiheen "painon" muodossa vahvistussäädöille ·***. 66 ja vaihesäädöille 68. Tarkempi kuvaus lineaaristen 9 117778 ryhmäantennien säteen muotoilusta: ks . Kraus, J. D.,

Antennas, McGraw Hill, 1988.

Majakkasignaalin laaturaporttivastaanotinta 78 voidaan ' 5 käyttää ottamaan vastaan laaturaportit tilaajalta 76, jotka laaturaportit koskevat tilaajan 36 vastaanottaman majakkasignaalin ominaisuutta. Edullisessa suoritusmuodossa vastaanotetun signaalin ominaisuuksiin kuuluu signaalin ί voimakkuus. Muihin signaalin laadun ilmaisimiin voi kuulua 10 kehyksen virhemäärä, kanavan bittivirhemäärä, dekoodattujen bittien virhemäärä tai signaali-kohina-suhde ja häiriöt.

Majakkalaaturaportit voidaan ottaa vastaan tilaajalta 36 ; erityisessä laaturaporttiviestissä tai vaihtoehtoisesti * laaturaportti voidaan sisällyttää liikennekanavassa 15 lähetettyihin ohjausbitteihin tilaajalta 36 mastoon 22.

Majakkasignaalin laaturaportit voidaan lähettää tilaajalta 36 samalla tavalla, kuin tilaaja raportoi pilottisignaalin voimakkuudesta lähiasemaluettelon mukaisesti.

··· • · ***· • · • *.. 20 Prosessori 64 voi myös sisältää muistin 80 ja komparaattorin • * :,**j 82. Muistia 80 voidaan käyttää tallentamaan useat aiemmin *"** saadut majakkalaaturaportit, kun taas komparaattoria 82 • · · .

V : voidaan käyttää vertaamaan uusinta laaturaporttia mihin • · ♦ : tahansa aiempaan laaturaporttiin, joka on tallennettu i 25 muistiin 80. Komparaattorin 82 antamia tuloksia voidaan ··· • · · *·* * käyttää valitsemaan paras majakkalaaturaporteista (tai ne, • · · " * · · ·„ **! * jotka ylittävät tietyn kynnyksen) ja ohjaamaan : ί,ϊ,ϊ liikennekanavan suuntaohjainta 76.

• · · ...

• · • * • · · . .4 j*.‘. 30 Liikennekanavan alkuperäisen suunnan määrittämiseksi · * * ·***; prosessori 64 voi sisältää yläsuuntaisen linkin ·♦·

· V

10 1 1 7778 -:i suuntailmaisimen 84, jota voidaan käyttää ilmaisemaan paras tuleva liikennekanavan suunta. Tämän tekniikan toteutuksesta puhutaan enemmän jäljempänä. ...

5 Viitaten nyt kuvioon 3, siinä on kuvattu yleisen tason looginen vuokaavio, joka esittää menetelmän ja järjestelmän liikennekanavan optimoimiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä nyt kyseessä olevan keksinnön :i menetelmän ja järjestelmän mukaisesti. Kuten kuviossa on ” 10 esitetty, prosessi alkaa lohkosta 200 ja siirtyy sen jälkeen lohkoon 202, jossa prosessi valitsee suunnan ' korkealaatuisimmalle yläsuuntaisen linkin signaalisuunnalle tilaajapalvelualueen tilaajalta. Tällainen valinta voidaan suorittaa tukiasemassa, joka peittää tilaajapalvelualueen.

15 Esimerkiksi yläsuuntaisen linkin suuntailmaisinta 84 lähetinvastaanottimessa 60 voidaan käyttää määrittämään korkealaatuisimman yläsuuntaisen linkin signaalin sisääntulosuunta. (Ks. kuvio 2) .

• · · • · ...

• M» • # : *.. 20 Yläsuuntaisen linkin signaalin suunnan määrittäminen voidaan * * :,*·· toteuttaa tutkimalla amplitudi- ja vaihe-suhteita "**· signaaleissa, jotka otetaan vastaan mukautettavan ··· V· antenniryhmän 24 antennielementeissä. Lisätietoja parhaan • * · * signaalin valitsemistekniikasta: ks. artikkeli A. Klouche- 25 Djedid and M. Fujita "Adaptive Array Sensor processing Ap- ··· V ’ plications for Mobile Telephone Communications," IEEE Trans- ··· • * * '·* * actions on Vehicular Technology, August 1996.

**·-'·· • · · • · · · * :...: Seuraavaksi prosessi valitsee liikennekanavan säteilykuvion, 30 jolla energia säteillään valittuun suuntaan, kuten on esitetty lohkossa 204. Edullisessa suoritusmuodossa valittu ··· 11 117778 liikennekanavan säteilykuvio on kapeakeilainen kuvio, joka peittää osan tukiaseman peittämästä tilaajapalvelualueesta.

Viitaten kuvioon l, jos kulkutie maston 22 ja tilaajan 36 välillä on esteetön, prosessi valitsee todennäköisesti 5 etenemistien 44 mukaisen suunnan korkealaatuisimman yläsuuntaisen signaalin suunnaksi, koska sen on lyhyin tie ja heijastukset eivät vaimenna sitä. Jos rakennus 42 kuitenkin estää kulkutien 44, prosessi voi valita suunnaksi joko kulkutien 46 tai 48 mukaan riippuen niitä kumpaakin 10 vastaavan yläsuuntaisen linkin signaalin laadusta.

Kun parhaan yläsuuntaisen linkin signaalin suunta on määritetty, liikennekanavan säteilykuvio valitaan säteilemään energia samaan suuntaan. Esimerkiksi jos i 15 kulkutien 46 suunta on paras yläsuuntaisen linkin suunta, - antennikuvio 28 voidaan valita alun perin liikennekanavan säteilykuvioksi. Vastaavasti jos paras yläsuuntaisen linkin suunta vastaa kulkutietä 48, antennikuvio 32 voidaan valita . |j* alun perin säteilemään energia alasuuntaisen linkin ί 20 liikennekanavalle. Liikennekanavan säteilykuvion valinta i • « :/·· voidaan toteuttaa siirtämällä sitä vastaava oikea *"** painotusten sarja lähetinvastaanottimen 60 vahvistuksen ja , • ♦ · : » V * vaiheen säädölle. · • · · * · · • « · 25 Seuraavaksi prosessi valitsee majakan säteilykuvion ' *.* * säteilemään majakkasignaalin energia valittuun suuntaan, ja * ·· • · ·

*·* * prosessi aloittaa majakkasignaalin lähetyksen, kuten on I

ί,ί,ί kuvattu lohkossa 206. Edullisessa suoritusmuodossa majakan • « · säteilykuvio on jotakuinkin lohkossa 204 valitun 30 alasuuntaisen linkin liikennekanavan säteilykuvion mukainen.

• · *·· • · * · ·*· 12 117778

Majakan säteilykuvion ja liikennekanavan säteilykuvion ei kuitenkaan tarvitse olla samoja kuvioita.

Seuraavaksi prosessi ilmoittaa tilaajalle majakan olemassa 5 olosta, kuten on esitetty lohkossa 208. Standardin IS-95 mukaisessa CDMA-järjestelmässä tukiasemat tunnistetaan yksilöllisestä koodista, jotka ovat yksilöllisiä aikasiirroksia näennäiskohinahajautuskoodissa (PN- hajautuskoodissa), jonka pituus on 215. IS-95 sisältää myös 10 keinon tiedottaa tilaajalle läheisten solujen näennäiskohinasiirroksesta niin, että matkapuhelin pystyy suorittamaan nopeamman haun, eikä sen tarvitse käydä läpi kaikkia mahdollisia siirroksia. Edullisessa suoritusmuodossa CDMA-järjestelmässä tilaajaa voidaan tiedottaa majakasta 15 alasuuntaisen linkin viestillä, joka ilmoittaa yksilöllisen majakkasignaalin PN-siirroksen olettaen, että majakkasignaali on sama kuin sektorin pilottisignaali kuitenkin niin, että PN-koodi tai PN-siirros on eriävä.

:.!·* Vasteena tähän viestiin tilaaja voi lisätä majakan ·· : ’·· 20 lähiasemaluetteloonsa, minkä seurauksena tilaaja raportoi • « • * · *. *: majakkasignaalin voimakkuudesta, kun tilaaja raportoi ·*·** * * laajalle säteiltyjen pilottisignaalien voimakkuudesta sekä • il • I · *·* * nykyisestä solusta että lähisoluista.

«M

• · · II· 25 Sen jälkeen kun tilaajalle on ilmoitettu majakasta, prosessi | I * ottaa vastaan säännöllisin välein raportin majakkasignaalin I I · • * · *. laadusta tilaajalta, joka ilmoittaa majakkasignaalin laadun, kuten on kuvattu lohkossa 210. Kuten edellä on mainittu, · * * tilaaja mittaa ja raportoi majakan laadusta tavalla, joka on :*·*: 3 0 samanlainen kuin raportointitapa pilottisignaalien laadusta nykyiselle solulle ja läheisille soluille. Edullisessa 117778 :. , 13 suoritusmuodossa majakan laaturaportti ilmaisee mitan majakkasignaalin signaalin teholle. 1

Sen jälkeen kun on saatu majakan laaturaportti majakka 5 suunnattuna samaan suuntaan kuin paras yläsuuntaisen linkin signaali, prosessi alkaa pyyhkäisemällä tai askeltamalla ; läpi useaa majakan säteilykuviota, joista kukin kuvio peittää osan tilaajapalvelualueesta, kuten on esitetty lohkossa 212. Siksi, viitaten kuvioon 1, jos majakan 10 säteilykuvio valittiin alun perin antennikuvioksi 28, keilaus aloittaa prosessin, jossa valitaan muita majakan säteilykuvioita kuten esimerkiksi antennikuviot 30 ja 32, v jotka voidaan valita keilaamaan läpi tilaajapalvelualue. .;·

Koko tilaajapalvelualue keilataan läpi mieluiten yhdellä tai 15 useammalla majakkasäteilykuviolla. Käyttää voidaan myös läpikeilausalgoritmeja, kuten sellaista algoritmia, joka keilaa ensimmäiseksi korkealaatuisena vastaanotettujen signaalien suunnat, taikka sellaista, joka keilaa ··· ensimmäiseksi oikealle ja vasemmalle korkealaatuisena • · * · 20 vastaanotetuista signaalisuunnista.

f * * « * • t · ·;·; Vasteena majakkasäteilykuvioiden läpi keilaamiseen prosessi ottaa säännöllisin välein vastaan majakan laaturaportteja : tilaajalta, kuten on kuvattu lohkossa 214. Esimerkiksi, jos 25 antennikuvio 28 on valittu alun perin majakkasignaalin * · * : lähetykseen, ensimmäinen laaturaportti saatetaan saada • · * V · tilaajayksiköltä 36. Kun läpikeilaus jatkaa majakkakuvion * • ·*· muuttamista, valita voidaan esimerkiksi antennikuvio 30, • · · 1 ' , r • · * ' minkä seurauksena tilaajalta 36 voidaan saada huonompi • · · 30 laaturaportti, jos rakennus 42 estää majakkasignaalin. Kun : • * .··. keilaus jatkuu edelleen, majakka voi käyttää antennikuviota * · • * · ; 14 117778 32, jolloin majakan laaturaportti voi ilmoittaa korkealaatuisemman signaalin verrattuna edelliseen antennikuviota 30 käyttäneeseen majakkasignaaliin, jonka majakkasignaalin rakennus 42 esti.

5

Kun tilaaja mittaa signaalin laadun ja kun uudet majakkaraportit saadaan, prosessi määrittää, ylittääkö vai ei uusi majakan laaturaportti laaturaportin siltä majakkakuviolta, joka vastaa valittuna olevaa 10 liikennekanavan kuviota, kuten on esitetty lohkossa 216.

Maj akka-antennikuvion voidaan sanoa vastaavan liikennekanavan antennikuviota, jos näiden kahden kuvion seurauksena suurin osa energiasta säteillään samaan yleissuuntaan. Yksinkertaisimmassa tapauksessa, kun 15 liikennekanavan antennikuvio ja majakan antennikuvio menevät päällekkäin, voidaan sanoa, että nämä kaksi kuviota vastaavat toisiaan.

··· Jos uusi majakan laaturaportti ylittää majakan laaturaportin »»·· 20 siltä majakkakuviolta, joka vastaa parhaillaan valittuna • i olevaa liikennekanavan kuviota, prosessi valitsee - * · ·;··: liikennekanavan kuvion, joka vastaa uutta, uuden : korkealaatuisen raportin tuottanutta majakkakuviota, kuten • ·· : on kuvattu lohkossa 218. Jos uusi majakan laaturaportti ei 25 ylitä majakan laaturaporttia siltä kuviolta, joka vastaa · · · parhaillaan voimassa olevaa liikennekanavan kuviota, • » · V 1 prosessi jatkaa tilaajapalvelualueen keilaamista ♦ : valitsemalla seuraavan majakkasäteilykuvion, kuten on • · 1 esitetty lohkossa 220.

* 1 · - :·!·. 30 • · « « • · • · ·« 15 117778

Kun prosessi käy läpi majakkakuviot, uusi liikennekanavan kuvio voidaan valita heti, kun on saatu korkealaatuisempi /· majakkaraportti, taikka prosessi voi odottaa, kunnes majakkaraportit on saatu suurimmasta osasta tai kaikista 5 keilatuista tilaajapalvelualueen osista, ennen kuin valitaan liikennekanavan säteilykuvio.

Jos lohkossa 218 on valittu uusi liikennekanavan säteilykuvio, prosessi palaa toistuvasti lohkoon 212 ja 10 jatkaa palvelualueen läpikeilausta majakkasignaalilla hakeakseen korkealaatuisempaa majakkasignaaliraporttia.

Prosessi etsii siten jatkuvasti parasta liikennekanavan ' säteilykuviota keilaamalla läpi palvelualuetta ja käyttämällä useaa majakkasäteilykuviota saadakseen 15 palautteen majakkalaaturaportin muodossa.

Edullisessa suoritusmuodossa majakkasignaalilla ja liikennekanavan signaalilla on sama kantoaaltotaajuus, mikä ··· varmistaa sen, että tilaajan vastaanottaman majakkasignaalin ·**· ·**.. 20 laatu on sama kuin signaalin laatu sillä liikennekanavalla, :*·.* jonka tilaaja ottaa vastaan, jos järjestelmä päättää käyttää • * *:**: liikennekanavan antennikuviota, joka vastaa majakan : : : antennikuviota.

* ··· • · · • · 25 Nyt kyseessä olevan keksinnön vaihtoehtoisessa « * « V : suoritusmuodossa majakkasignaalit, jotka ovat • · · V * tunnistettavissa tai erotettavissa toisistaan, voidaan : keilata läpi tilaajapalvelualueen, samalla kun tilaaja • · · mittaa niiden kunkin signaalin voimakkuuden. Sitten tilaaja * · · ;*·. 30 voi valita majakkakuvion, joka antaa edullisimman signaalin • φ * · .*··. laadun, ja pyytää tukiasemaa käyttämään vastaavaa • · « · * 16 117778 säteilykuviota liikennekanavan säteilykuviona. Tai ainakin ·, muutamat parhaat tilaajan valinnoista sateilykuvioiksi voidaan lähettää tukiasemalle ja infrastruktuuriprosessori voisi tehdä sitten lopullisen valinnan liikennekanavan 5 säteilykuvioksi. Tässä suoritusmuodossa osa päätöksentekoprosessista on siirretty tilaajalaitteelle.

Vaikka keksintöä on kuvattu siinä valossa, että tukiasema optimoi tilaajalaitteelle menevän alasuuntaisen linkin, 10 keksinnön periaatetta voidaan soveltaa yhtä tehokkaasti siten, että tilaajalaite suuntaa yläsuuntaisen linkin pitkin parasta yläsuuntaisen linkin kulkutietä tilaajalaitteesta tukiasemaan.

15 Edeltävä keksinnön edullisen suoritusmuodon kuvaus on esitetty vain kuvaamistarkoituksessa. Sitä ei ole tarkoitettu tyhjentäväksi tai rajoittamaan keksintö täsmälleen esitettyyn muotoon. Edellä esitettyyn voidaan .,*·* tehdä muutoksia ja vaihtoehtoja. Suoritusmuoto valittiin ja • * • *·· 20 kuvattiin tarkoituksessa antaa paras kuvaus keksinnön • · *.'·· periaatteista ja sen käytännön sovelluksesta sekä * mahdollistamaan se, että alan normaalit taidot omaava φ·** V * henkilö pystyy hyödyntämään keksintöä eri suoritusmuodoissa j * · • · 9 V * ja en muunnoksin sen mukaan, mikä soveltuu kulloinkin 25 kyseessä olevaan käyttöön. Kaikki tällaiset muutokset ja ; iti • * · '·* * vaihtoehdot kuuluvat keksinnön piiriin sellaisena kuin se on • · · • i * *·’ ’ määritetty patenttivaatimuksissa, kun näitä tulkitaan siinä :.j,: laajuudessa, mikä on kohtuullista lain ja * * * .

oikeudenmukaisuuden perusteella.

:*'·*: 30 • « 1 :.v ·*· • · • · • · *

Claims (10)

17 1 1 7778

1. Menetelmä langattoman tietoliikennejärjestelmän (20) lii-kennekanavan optimoimiseksi, tunnettu siitä, että se käsit-5 tää seuraavat vaiheet: majakkasignaalin lähettäminen käyttäen ensimmäistä säteily-kuviota (28), joka peittää osan tukiaseman peittämästä tilaa j apalvelualueesta (34), missä mainittu majakkasignaali on 10 hajaspektrisignaali, joka on jotakuinkin ortogonaalinen lii-kennekanavaan nähden, tilaajan (36) vastaanottaman lähetyksen laadun mittaaminen majakalle, joka lähetys lähetetään ensimmäistä säteily-15 kuviota käyttäen ensimmäisen majakan laatumittauksen (210) tekemiseksi, ensimmäisen säteilykuvion (28) vaihtaminen toiseksi säteily-kuvioksi (32, 212), ♦ ···♦ ·; 20 • ·· ,·. : tilaajan (36) vastaanottaman lähetyksen laadun mittaaminen • · majakalle, joka lähetys lähetetään toista säteilykuviota 1 (32, 212) käyttäen toisen majakan laatumittauksen (214) te- .*"· kemiseksi, ja • · · r ·* * 25 j ·*; liikennekanavan säteilykuvion valitseminen vasteena ensim- • · · mäiseen ja toiseen majakan laadun mittaukseen, joka liiken- ··· ; *·. nekanavan säteilykuvio (32) peittää osan tukiaseman peittä- ♦ · · • · · · .···. mästä tilaajapalvelualueesta (34) . ♦ · • · · 30 • 9 · • · · ····*' • · 117778 J 18 ;! " ·., J , ' :j

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liikennekanavan optimoin-timenetelmä, tunnettu siitä, että majakkasignaalilla on sama taajuus kuin liikennekanavalla. '

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liikennekanavan optimoin timenetelmä, tunnettu siitä, että liikennekanavan säteilyku-vion valitsemisvaihe sisältää edelleen seuraavat vaiheet: ensimmäisen ja toisen majakan laatumittauksen (210, 214) $j 10 vertaaminen ja liikennekanavan säteilykuvion (28) valitseminen jotakuinkin samaksi kuin toinen säteilykuvio (32, 212), jos toinen majakan laatumittaus (214) ylittää ensimmäisen majakan laatumit- 15 tauksen (210).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liikennekanavan optimointimenetelmä, tunnettu siitä, että se edelleen sisältää seu-raavat vaiheet: • · · t :·. 20 • * · ,·, * mittausvaiheiden toistaminen ja vaihtaminen käyttäen useaa « · · • · säteilykuviota, jotka kukin peittävät valitun osan tukiase- • · man peittämästä tilaajapalvelualueesta (34)/ • tl • * * • · * · · 25 useasta säteilykuviosta yhden valitseminen, joka mainittu ; yksi säteilykuvio liittyy kynnysarvon ylittäneeseen majakan * * * ;*"· laatumittaukseen ja * * * • · • * · * * · .··, liikennekanavan säteilykuvion valitseminen vasteena mainit- • · * · · ^ 30 tuun yhteen säteilykuvioon, joka on valittu usean säteilyku- • · · • Φ · * # vion joukosta. • · · « · • · 117778 19

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liikennekanavan optimoin- timenetelmä, tunnettu siitä, että majakan laatumittaus (210, 'i 214. on majakkasignaalin voimakkuuden mittaus. 5

6. Järjestelmä langattoman tietoliikennejärjestelmän (20) liikennekanavan optimoimiseksi, tunnettu siitä, että se kä- " sittää: ^ 10 elimen majakkasignaalin lähettämiseksi käyttäen ensimmäistä säteilykuviota, joka peittää osan tukiaseman peittämästä ti-laajapalvelualueesta (34), missä majakkasignaali on haja-spektrisignaali, joka on jotakuinkin ortogonaalinen liiken-nekanavaan nähden, 15 elimen tilaajan (36) vastaanottaman lähetyksen laadun mittaamiseksi majakalle, joka lähetys lähetetään ensimmäistä säteilykuviota käyttäen ensimmäisen majakan laatumittauksen (210) tekemiseksi, ··· • · • 1 2 3 · *. . elimen ensimmäisen säteilykuvion (28) vaihtamiseksi toiseksi • · · ’ ; säteilykuvioksi (32, 212), • · · 1 · • · • · ♦ * · · elimen tilaajan (36) vastaanottaman lähetyksen laadun mit- j • · 25 taamiseksi majakalle, joka lähetys lähetetään toista sätei- t lykuviota (32, 212) käyttäen toisen majakan laatumittauksen • « · • · · .···, (214) tekemiseksi, • · • · 1 • 1 1 2 • · · elimen liikennekanavan säteilykuvion valitsemiseksi vasteena • · • · 30 ensimmäiseen ja toiseen majakan laadun mittaukseen (210, 3 * 1 · • · · * • 1 20 11 111 8 214), joka liikennekanavan säteilykuvio peittää osan tukiaseman peittämästä tilaajapalvelualueesta (34).

. . 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen liikennekanavan optimoin- 5 tijärjestelmä, tunnettu siitä, että majakkasignaalilla on sama taajuus kuin liikennekanavalla.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen liikennekanavan optimointi järjestelmä, tunnettu siitä, että liikennekanavan säteily-10 kuvion (28) valitsemiselin sisältää edelleen seuraavat elimet : elin ensimmäisen ja toisen majakan laatumittauksen (210, 214) vertaamiseksi ja 15 elin liikennekanavan säteilykuvion (28) valitsemiseksi jotakuinkin samaksi kuin toinen säteilykuvio (32, 212), jos toinen majakan laatumittaus (214) ylittää ensimmäisen majakan . laatumittauksen (210). ··· ·♦ 20 • · • · · \m .

9. Järjestelmä langattoman tietoliikennejärjestelmän liiken- * · · nekanavan optimoimiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää: * · ♦ ·# • · · ♦ ♦ » valinnaiskuvioisen lähetinvastaanottimen (62), • · · 25 .liikennekanavageneraattorin kytkettynä valinnaiskuvioiseen • · · »1· .2·. lähetinvastaanottimeen (62) liikennesignaalin tuottamiseksi, • · a • · I · · • · · ma jakkasignaaligeneraattorin kytkettynä valinnaiskuvioiseen * · ' ’·1 30 lähetinvastaanottimeen (62) majakkasignaalin tuottamiseksi, »·· * · · ♦ · · · « · · 2 • · 117778 2’ valinnaiskuvioiseen lähetinvastaanottimeen (62) kytketyn prosessorin (64), joka sisältää: majakkakuvion valitsimen, • 5 · . -i majakan laaturaportin vastaanottimen, liikennekanavakuvion valitsimen kytkettynä majakan laaturaportin vastaanottimeen, 10 jossa järjestelmässä prosessori (64) ohjaa liikennesignaalin ja majakkasignaalin valinnaiskuvioisen lähetinvastaanottimen (62) lähetyskuviota vasteena majakan laaturaportin vastaanottimen toimintaan. .15

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä liikennekana-van optimoimiseksi, tunnettu siitä, että järjestelmässä va- > linnaiskuvioinen lähetinvastaanotin (62) sisältää liikenne-kanavan modulaattorin ja majakkasignaalimodulaattorin, joil- ·· · · 20 la on sama kantoaaltotaajuus. • · · * · • · * 1 · • «· • · ···· • f • · ♦ • · · • · · « · · • ; • · · e···'·· • · · · ··♦ • · • · • · · • · • a · • 1 ♦ • · · ♦ ···'-• · ·♦····· ♦ · a »1 • · a • · · · · a a f • a : 117778 22