FI97660C - Menetelmä radiojärjestelmän tukiasemaympäristön häiriötason mittaamiseksi, sekä solukkoradiojärjestelmä - Google Patents

Description

97660

Menetelmä radiojärjestelmän tukiasemaympäristön häiriö-tason mittaamiseksi, sekä solukkoradiojärjestelmä Tämän keksinnön kohteena on menetelmä radiojärjes-5 telmän tukiasemaympäristön häiriötason mittaamiseksi, joka tukiasema käsittää ainakin yhden taajuushyppelyä hyödyntävän vastaanottimen, sekä välineet vastaanottimen vastaanottamien signaalien signaalitason mittaamiseksi. Keksinnön kohteena on edelleen solukkoradiojärjestelmä, jossa on 10 matkapuhelinkeskus, tukiasemaohjain ja tukiasemia, jolloin järjestelmään kuuluu tukiasema, joka käsittää ainakin yhden taajuushyppelyä hyödyntävän vastaanottimen, sekä välineet vastaanottimen vastaanottamien signaalien signaali-tason mittaamiseksi.

15 Tämä keksintö liittyy radiojärjestelmän tukiase- maympäristössä suoritettavaan spektrianalyysiin, jonka avulla mahdolliset järjestelmää häiritsevät tekijät pyritään havaitsemaan ja paikallistamaan. Ennestään tunnetaan ratkaisu häiriötason mittaamiseksi solukkoradiojärjestel-20 män tukiaseman ympäristöstä, jossa ongelmien ilmaantuessa on viety erillinen spektrianalysaattori tukiaseman sijoituspaikalle. Spektrianalysaattorilla on tämän jälkeen selvitetty mahdolliset häiriöt mittaamalla vastaanotettujen signaalien signaalitasot jokaiselta tukiaseman käytössä 25 olevalta taajuuskanavalta. Jos tukiaseman toimintaa häi rinnyt häiriö on ollut satunnainen (esim nopea datalinkki) on häiriön ilmestymistä jopa jouduttu odottamaan.

Edellä mainitun kaltainen ratkaisu häiriötason mittaamiseksi on hyvin hidas ja kallis, koska se vaatii eril-30 lisen mittalaitteen lisäksi myös aktiivista panosta huol tohenkilökunnalta, sekä itse mittaustapahtuman aikana että spektrianalysaattorin kuljettamiseen ja käsittelyyn.

Tämän keksinnön tarkoitus on ratkaista edellä mainitut ongelmat ja tarjota käyttöön entistä helppokäyttöi-35 sempi ja nopeampi menetelmä tukiasemaympäristön häiriöta somittausten toteuttamiseksi. Tämä päämäärä saavutetaan 2 97660 keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että varataan vastaanottimesta käyttöön yksi vapaa liiken-nekanava, hypitetään mainittua liikennekanavaa vuorotellen tukiaseman vastaanottokäytössä oleville taajuuskanaville 5 ja mitataan kyseisillä taajuuskanavilla vastaanotettujen signaalien signaalitaso, ja lähetetään mittaustuloksia kuvaava viesti operaattorille.

Keksinnön kohteena on edelleen solukkoradiojärjestelmä jossa keksinnön mukaista menetelmää voidaan hyödyn-10 tää. Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista, että tukiasema käsittää mittausvälineet yhden liikenne-kanavan hypittämiseksi vuorotellen tukiaseman vastaanotto-käytössä oleville taajuuskanaville, sekä mainituilla taajuuskanavilla vastaanotettujen signaalien signaalitason 15 mittaamiseksi ja mittaustuloksia kuvaavan viestin lähettä miseksi tukiasemaohjaimelle.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että häiriötasomittausten toteuttaminen tukiasemaympäristössä helpottuu ja nopeutuu merkittävästi, kun ne toteutetaan hy-20 pittämällä tukiaseman vastaanottimen yhtä vapaata liiken nekanavaa siten, että tämä käy läpi kaikki tukiaseman vastaanottokäytössä olevat taajuuskanavat, sekä mittaa kyseisiltä kanavilta vastaanotettujen signaalien signaalitasot.

Jos kyseessä on sektoroitu tukiasema, voidaan mittaukset 25 toteuttaa esimerkiksi sektori kerrallaan.

Aikajakoisessa (TDMA) radiojärjestelmässä häi-riömittaukset rasittavat tukiaseman liikennekapasiteettia erittäin vähän, koska häiriömittaukset voidaan toteuttaa käyttämällä yhtä yksittäistä aikaväliä. Jos kyseessä oleva 30 radiojärjestelmä sitävastoin ei ole aikajakoinen, tarkoit taa tämä, että häiriömittaukset varaavat testin ajaksi yhden vastaanottimen koko kapasiteetin.

Keksinnön mukaista häiriömittausta voidaan hyvin pienillä muutoksilla soveltaa jo olemassa olevissa ra-35 diojärjestelmissä, koska hyvin monessa järjestelmässä tu kiaseman vastaanotin käsittää jo ennestään tarvittavia 3 97660 mittausvälineitä vastaanotetun signaalin signaalitason mittaamiseksi. Kyseisissä järjestelmissä keksintöä voidaankin soveltaa lisäämällä järjestelmään tietokoneohjelma testin ohjaamiseksi. Keksinnön mukaisen menetelmän ja jär-5 jestelmän merkittävimmät edut ovat näin ollen yksinkertai suus, toteutuksen nopeus ja helppous, pieni kapasiteetin tarve, sekä mahdollisuus automaattiseen jatkuvatoimiseen valvontaan ilman, että operaattorin edes tarvitsee tietää testin läpiviennistä, jollei järjestelmä hälytä operaatto-10 ria normaalista poikkeavien mittaustulosten vuoksi.

Eräässä keksinnön mukaisen järjestelmän edullisessa suoritusmuodossa on tukiaseman yhteyteen järjestetty sinänsä tunnettu testaus- ja mittausyksikkö STM (Site Test and Measurement). Tällainen normaalia matkapuhelinta simu-15 loiva testaus- ja mittausyksikkö on yleisesti käytössä esimerkiksi GSM-järjestelmän (Groupe Special Mobile) tukiasemien yhteydessä. Tässä keksinnön mukaisessa edullisessa suoritusmuodossa testaus- ja mittausyksikön vastaanotinta hypitetään vuorotellen tukiaseman lähetyskäytössä 20 oleville taajuuskanaville, jolloin sen vastaanotin mittaa kyseisiltä taajuuskanavilta vastaanotettujen signaalien signaalitasot. Tämä keksinnön mukainen suoritusmuoto soveltuu käytettäväksi esimerkiksi GSM-järjestelmän tukiaseman yhteydessä, jossa jokainen lähetinvastaanotin on full-25 duplex tyyppinen ja sen vastaanotto- ja lähetystaajuuksien välinen duplex väli on 45 MHz. Näin ollen taajuushyppivä vastaanotin mittaa tukiaseman vastaanottotaajuuksia ja taajuushyppivän testaus- ja mittauslaitteen vastaanotin mittaa tukiaseman lähetystaajuuksia (eli matkapuhelinten 30 vastaanottotaaj uuksia).

Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän edul liset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 - 4 ja 6 - 10. Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkinomaisesti viitaten 35 oheisiin kuvioihin, joista 4 97660 kuvio 1 esittää lohkokaaviota tukiasemasta, kuvio 2 havainnollistaa kuvion 1 tukiasemalta tukiasemaohjaimelle lähetettäviä mittaustuloksia, kuvio 3 esittää lohkokaaviota solukkoradiojärjes-5 telmän osasta, kuvio 4 havainnollistaa kuvion 3 tukiasemaohjaimelta matkapuhelinkeskukselle lähetettäviä mittaustuloksia, ja kuvio 5 havainnollistaa erästä keksinnön mukaisen 10 menetelmän edullista suoritusmuotoa.

Kuvio 1 esittää lohkokaaviota GSM-järjestelmän tu-ki-asemasta BTS1. GSM-järjestelmän rakennetta ja toimintaa on kuvattu esimerkiksi kirjassa "The GSM system for mobile communications", M. Mouly & M-B Pautet, Palaisean, 15 France, 1992, ISBN: 2-9507190-0-7, minkä vuoksi sitä ei lähemmin kuvata tässä yhteydessä.

Kuvion 1 tukiasema BTS1 (Base Transceiver Station) käsittää kolme lähetinvastaanotinta TRX, jotka yhdistetyn lähetys- ja vastaanottoantennin ANT välityksellä ovat yh-20 teydessä tukiaseman radiopeittoalueella kulloinkin sijait seviin matkapuhelimiin. Kukin lähetinvastaanotin TRX on full-duplex tyyppinen ja sen vastaanotto- ja lähetystaajuuksien välinen duplex väli on 45 MHz. Vastaanotinyksiköt TRX käsittävät mittausvälineitä vastaanotettujen signaali-25 en tehotason RSSI (Received Signal Strength Indication) mittaamiseksi sinänsä tunnetulla tavalla.

Tukiaseman BTS1 toimintaa ohjaa tukiasemaohjaimeen BSC1 (Base Station Controller) tiedonsiirtoyhteydessä oleva käyttö- ja ylläpitoyksikkö OMU (Operation and Main-30 tenance Unit), joka ohjaa lähetinvastaanottimien TRX syn- tesoijataajuushyppelyä siten, että tukiasema BTS1 vastaanottaa radiosignaaleja taajuuskanavilla fl - f5 ja lähettää signaaleja taajuuskanavilla f6 - f 10. Käyttö- ja ylläpito-yksikkö OMU ohjaa edelleen tukiaseman BTS1 yhteyteen jär-35 jestettyä testaus- ja mittausyksikköä STM (Site Test and

Measurement Unit), joka voi esimerkiksi simuloida ta- 5 97660 vanomaista tilaajalaitetta lähettämällä radiosignaaleja tukiasemalle BTS1.

Kuvion 1 tukiasemaohjain BSC1 käsittää välineet käyttö- ja ylläpitoyksikön OMU sekä testi- ja mittalait-5 teen STM aktivoimiseksi tukiasemaympäristön häiriömit- tauksia varten. Tällöin käyttö- ja ylläpitoyksikkö varaa käyttöön yhden vapaan 1iikennekanavan, eli yhden aikavälin, yhdestä tuki-aseman lähetinvastaanottimesta TRX. Tämän jälkeen käyttö- ja ylläpitoyksikkö määrää valitulle 10 aikavälille taajuushyppelysekvenssin, jossa kaikki tu kiaseman vastaanottokäytössä olevat taajuuskanavat fl - f5 käydään läpi yksitellen syntesoijataajuushyppelyllä. Valittu aikaväli pysyy kullakin nimetyllä taajuuskanavalla niin kauan, että käytettävän lähetinvastaanottimen vas-15 taanotin ehtii mitata kyseiseltä taajuuskanavalta vastaan otettujen signaalien signaalitason RSSI, eli käytännössä noin 1 sekunti/taajuuskanava. Vastaanottimen mittaamat RSSI-arvot käyttö- ja ylläpitoyksikkö OMU välittää edelleen tukiasemaohjaimelle BSC1 mittausten päätyttyä.

20 Samalla kun jokin tukiaseman vastaanottimesta TRX

mittaa tukiaseman vastaanottokäytössä olevia taajuus-kanavia, ohjaa käyttö- ja ylläpitoyksikkö OMU tukiaseman testilaitteen STM mittaamaan tukiaseman lähetyskäytössä olevia taajuuskanavia f6 - f10. Myös tämä mittaus saadaan 25 aikaan hypittämällä testiyksikön STM vastaanotinta taa juuskanavalta toiselle, siten että kaikilta tukiasemalla lähetyskäytössä olevilta taajuuskanavilta f6 - flO saadaan mitattua vastaanotetun signaalin signaalitaso RSSI. Mittaustulokset testiyksikkö välittää käyttö- ja ylläpitoyk-30 sikölle OMU, joka välittää ne edelleen tukiasemaohjaimelle BSC1 mittausten päätyttyä.

Käyttö- ja ylläpitoyksikkö OMU käsittää välineet suoritettujen mittausten korjaamiseksi ottamalla huomioon tukiaseman kautta välitettyihin yhteyksiin kuuluvat sig-35 naalit. Eli jos esimerkiksi tukiasema parhaillaan välittää puhelua tietyllä taajuuskanavalla samalla kun testiyksikkö 6 97660 STM suorittaa mittauksia vastaavalla kanavalla, näkyy tämä luonnollisesti mittaustuloksessa. Käyttö- ja ylläpitoyk-sikkö OMU on kuitenkin selvillä käytettävistä taajuus-kanavista, jolloin se tarvittaessa kykenee kompensoimaan 5 mittaustuloksia ennen niiden välittämistä tukiasemaohjai melle BSC1.

Kuvio 2 havainnollistaa kuvion 1 tukiasemalta BTS1 tukiasemaohjaimelle BCS1 lähetettäviä mittaustuloksia. Kuviossa 2 esitetystä taulukosta ilmenee taajuuskanavakoh-10 taisesti mitattujen signaalien signaalitasot (RSSI) tu kiaseman vastaanottokanavilla fl - f5 (BTS-BAND) ja tukiaseman lähetyskanavilla f6 - f10 (MS-BAND).

Kuvio 3 esittää lohkokaaviota solukkoradiojärjestelmän osasta, johon kuviossa 1 esitetty tukiasema BTS1 15 kuuluu. Kuviossa 3 on esitetty GSM-verkon osaa, johon kuu luu matkapuhelinkeskus MSC (Mobile Switching Centre), tukiasemaohjaimia BSC ja BSC1, tukiasemia BTS ja BTS1 sekä tukiasemien yhteyteen järjestettyjä testaus- ja mittausyksiköltä STM.

20 Kuviossa 3 esitetyt tukiasemaohjaimet BSC ja BSC1 käsittävät välineitä häiriötasomittausten käynnistämiseksi niihin kytketyissä tukiasemissa BTS ja BTS1, sekä tukiasemilta välitettyjen mittaustulosten vastaanottamiseksi ja käsittelemiseksi. Kun esimerkiksi tukiasemaohjain BSC1 25 on vastaanottanut mittaustulokset kaikilta siihen yh teydessä olevilta tukiasemilta (kolme kappaletta kuviossa 3) välittää se matkapuhelinkeskuksen MSC kautta operaattorille raportin, josta eri tukiasemien mittaustulokset ilmenevät .

30 Vaihtoehtoisesti tukiasemaohjain voi verrata mit taustuloksia operaattorin ennalta määräämiin arvoihin, sekä lähettää operaattorille hälytyksen matkapuhelinkeskuksen välityksellä, jos mitatut arvot poikkeavat merkittävästi vertailuarvoista.

35 Kuvio 4 havainnollistaa kuvion 3 tukiasemaohjaimel ta matkapuhelinkeskukselle lähetettäviä mittaustuloksia.

7 97660

Matkapuhelinkeskukselle välitettävästä raportista ilmenee näin ollen tukiasemakohtaisesti kullakin taajuuskanavalla mitattujen signaalien voimakkuus RSSI. Operaattori voi näin ollen hyvin yksinkertaisella tavalla seurata verkon 5 eri osien häiriötasoja.

Kuvio 5 havainnollistaa erästä keksinnön mukaisen menetelmän edullista suoritusmuotoa. Lohkossa 10 operaattori aktivoi häiriömittauksia verkossa lähettämällä tukiasemaohjaimille sitä koskevan viestin, tai vaihtoehto!-10 sesti matkapuhelinkeskus suorittaa aktivoinnin automaatti sesti määrävälein.

Lohkossa 11 tukiasemaohjaimet välittävät mittaus-viestin tukiaseman käyttö- ja ylläpitoyksikölle. Lohkossa 12 ohjaus- ja ylläpitoyksikkö (jokaisessa tukiasemassa) 15 varaa vapaan aikavälin tukiaseman vastaanottimelta samalla kun se aktivoi testiyksikön testiä varten.

Lohkossa 13 varattua aikaväliä hypitetään kaikille tukiaseman vastanottotaajuuskanaville ja testiyksikön vastaanotinta hypitetään kaikille tukiaseman lähetystaajuus-20 kanaville. Jokaiselta tukiaseman käytössä olevalta taa juuskanavalta mitataan RSSI-arvo, jonka tukiaseman vastaanotin ja testiyksikön vastaanotin välittävät ohjaus- ja ylläpitoyksikölle.

Lohkossa 14 ohjaus- ja ylläpitoyksikkö lähettää 25 raportin mittaustuloksista tukiasemaohjaimelle. Tukiasema ohjain kokoaa kaikilta siihen yhteydessä olevilta tukiasemilta lähetettävät raportit, jonka jälkeen se lohkossa 15 välittää ne edelleen matkapuhelinkeskukselle, josta operaattori saa ne tietoonsa.

30 On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja sii hen liittyvät kuviot on ainoastaan tarkoitettu havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Alan ammattimiehille tulevat olemaan ilmeisiä erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnelmat ilman että poiketaan oheisissa patenttivaati-35 mukeissa esitetyn keksinnön suojapiiristä ja hengestä.

Claims (10)

97660 Patenttivaatimukset s

1. Menetelmä radiojärjestelmän tukiasemaympäristön häiriötason mittaamiseksi, joka tukiasema (BTS, BTS1) 5 käsittää ainakin yhden taajuushyppelyä hyödyntävän vastaan ottimen (TRX), sekä välineet vastaanottimen vastaanottamien signaalien signaalitason (RSSI) mittaamiseksi, tunnet-t u siitä, että varataan vastaanottimesta (TRX) käyttöön yksi vapaa 10 liikennekanava, hypitetään mainittua liikennekanavaa vuorotellen tukiaseman (BTS1) vastaanottokäytössä oleville taajuus-kanaville (fl - f5) ja mitataan kyseisillä taajuuskanavilla (fl - f5) vastaanotettujen signaalien signaalitaso (RSSI), 15 ja lähetetään mittaustuloksia kuvaava viesti operaattorille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa tukiaseman (BTS, BTS1) yhteyteen on järjestetty testaus- ja 20 mittausyksikkö (STM), tunnettu siitä, että testaus- ja mittausyksikön (STM) vastaanotinta hypitetään vuorotellen tukiaseman (BTS1) lähetyskäytössä oleville taajuus-kanaville (F6 - f 10) ja mitataan kyseisillä taajuuskanavilla (f6 - f 10) vastaanotettujen signaalien signaalitaso 25 (RSSI), ja lähetetään mittaustuloksia kuvaava viesti ope raattorille .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaustuloksia verrataan ennalta määrättyihin arvoihin, jolloin operaattorille 30 lähetettävässä viestissä luetellaan mainituista ennalta määrätyistä arvoista poikkeavat arvot.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1- 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu tukiasema (BTS, BTS1) on solukkoradiojärjestelmän tukiasema, edullisesti

35 GSM-järjestelmän tukiasema.

5. Solukkoradiojärjestelmä, jossa on matkapuhelinkeskus (MSC), tukiasemaohjain (BSC, BSC1) ja tukiasemia (BTS, : an i inii ι,ι i u , - 97660 BTSl), jolloin järjestelmään kuuluu tukiasema (BTS1), joka käsittää ainakin yhden taajuus hyppelyä hyödyntävän vastaanottimen (TRX), sekä välineet vastaanottimen vastaanottamien signaalien signaalitason (RSSI) mittaamiseksi, tunnet , 5 t u siitä, että tukiasema (BTSl) käsittää mittausvälineet (OMU) yhden liikennekanavan hypittämiseksi vuorotellen tukiaseman vastaanottokäytössä oleville taajuuskanaville (fl - f5), sekä mainituilla taajuuskanavilla (fl - f5) vastaanotettujen signaalien signaalitason (RSSI) mittaamiseksi ja 10 mittaustuloksia kuvaavan viestin lähettämiseksi tukiasema ohjaimelle.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, jossa tukiaseman (1) yhteyteen on järjestetty testaus- ja mittausyksikkö (STM), tunnettu siitä, että testaus- ja 15 mittausyksikkö (STM) käsittää välineet sen vastaanottimen hypittämiseksi vuorotellen tukiaseman (BTSl) lähetyskäytös-sä oleville taajuuskanaville (f6 - flO), sekä kyseisillä taajuuskanavilla vastaanotettujen signaalien signaalitason (RSSI) mittaamiseksi ja mittaustuloksia kuvaavan viestin 20 lähettämiseksi tukiasemaohjaimelle (BSC, BSC1).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu taajuushyppelyä hyödyntävän vastaanottimen (TRX) kapasiteetti on jaettu aikaväleihin TDMA-periaatteella, ja että mittausvälineet (OMU) on sovi- 25 tettu hypittämään yhtä aikaväliä häiriömittausten suorittamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tukiasemaohjain (BSC, BSC1) käsittää välineet kunkin siihen kytketyn tukiaseman (BTS,

30 BTSl) mittausvälineiden (OMU) ja testaus- ja mittausyksikön (STM) aktivoimiseksi, sekä mainittujen tukiasemien (BTS, BTSl) ja testaus- ja mittausyksiköiden (STM) välittämien mittaustuloksia kuvaavien viestien vastaanottamiseksi, ja niitä kuvaavan viestin välittämiseksi edelleen järjestelmän 35 matkapuhelinkeskukselle (MSC).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tukiasemaohjaimen (BSC, BSC1) matka- 97660 puhelinkeskukselle (MSC) välittämä mittaustuloksia kuvaava viesti sisältää tukiasemakohtaista (BTS, BTS1) informaatiota kunkin tukiaseman käytössä olevilta taajuuskanavilta (fl - f10) mitatuista signaalitasoista.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukainen järjes telmä , tunnettu siitä, että mainittu solukkora-diojärjestelmä on GSM-järjestelmä. 97660